Android圖片加載方案--Bitmap的內存管理和優化方案

轉載自：http://blog.csdn.net/mxm691292118/article/details/51028953

一、加載按顯示需要的比例縮小的圖片

1、先來說說屏幕密度

• 在Android中，Imageview控件的長寬單位一般設置爲dp/dip，而不用px。這樣做的原因，是因爲dp/dip與屏幕像素密度無關，px與屏幕密度有關。在Android中，規定以160dpi爲基準，1dip=1px，如果密度是320dpi，則1dip=2px。（所以，同一個imageview，在不同的設備上所顯示的長寬的像素是不同的，我們需要根據像素不同，來按比例壓縮大圖）

• 如果把一個大小爲1024x1024像素的圖片顯示到大小爲512x512像素的ImageView上嗎，就沒有必要加載整張原圖到Bitmap中。

• 爲了告訴解碼器去加載一個縮小比例是多少的圖片到內存中，需要在BitmapFactory.Options 中設置 inSampleSize 的值。例如, 一個分辨率爲2048x2048的圖片，如果設置 inSampleSize 爲4，那麼會產出一個大約512x512大小的Bitmap。

• 下面的代碼是動態獲取一個ImageView的長寬像素：
  注意：返回的是像素值（px），而不是dp/dip

    int reqHeight = iv.getLayoutParams().height;
    int reqWidth = iv.getLayoutParams().width;

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2、壓縮圖片

• 一般來說，加載本地資源圖片才需要壓縮，加載網絡圖片，應該讓服務器按需壓縮，一方面節省流量，另一方面提高加載流暢度
• 可以通過下面的代碼計算inSampleSize的值，就是需要壓縮的倍數：

//reqWidth和reqHeight是需要顯示的Imageview的width和height
public static int calculateInSampleSize(
            BitmapFactory.Options options, int reqWidth, int reqHeight) {
    // height和width圖片長寬的像素
    final int height = options.outHeight;
    final int width = options.outWidth;
    int inSampleSize = 1;

    if (height > reqHeight || width > reqWidth) {

        final int halfHeight = height / 2;
        final int halfWidth = width / 2;

        while ((halfHeight / inSampleSize) > reqHeight
                && (halfWidth / inSampleSize) > reqWidth) {
            inSampleSize *= 2;
        }
    }

    return inSampleSize;
}

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• 通過下面的方法可以獲得壓縮後的Bitmap：
  注意：可以通過設置 inJustDecodeBounds 屬性爲true可以在解碼的時候避免內存的分配，它會返回一個null的Bitmap，但是可以獲取到 outWidth, outHeight 與 outMimeType。確定好壓縮比例後，再將inJustDecodeBounds設置爲false。

public static Bitmap decodeSampledBitmapFromResource(Resources res, int resId,
        int reqWidth, int reqHeight) {

    final BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
    options.inJustDecodeBounds = true;
    BitmapFactory.decodeResource(res, resId, options);

    // 計算inSampleSize
    options.inSampleSize = calculateInSampleSize(options, reqWidth, reqHeight);

    // 根據inSampleSize壓縮圖片
    options.inJustDecodeBounds = false;
    return BitmapFactory.decodeResource(res, resId, options);
}

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二、Bitmap緩存

1、緩存類LruCache介紹

• 在Android3.0之後，一般使用LruCache來緩存Bitmap，它使用一個強引用的LinkedHashMap保存最近引用的對象，並且在緩存超出設置大小的時候剔除（evict）最少使用到的對象。
• LinkedHashMap會根據LRU算法來排列對象的順序，新加入的對象添加到頭部，剛被使用過的對象也被移動到頭部，所以在鏈表尾部的對象是最久沒有被使用過的，一旦鏈表滿了，有新對象加入，就會刪除鏈表尾部的對象。

2、如何給LruCache設置一個合適的大小？

• LruCache太大的話，容易造成OOM或者分配給應用的剩餘內存不夠用，LruCache大小的設置，應該考慮下面的因素：
  
  • （1）應用允許的最大內存是多少？剩下了多少可用的內存?
  • （2）多少張圖片會同時顯示在屏幕上？
  • （3）設備的屏幕密度是多少？顯示圖片的像素是多少？
  • （4）可以根據訪問頻率給Bitmap分組，爲不同的Bitmap組設置不同大小的LruCache對象。

3、一個LruCache使用的完整例子

• 代碼參考了一個大神的代碼，並修真了一些寫的不對和不好的地方。

public class PhotoAdapter extends BaseAdapter implements AbsListView.OnScrollListener {

    // 從network下載圖片的線程集合
    private List<ImageDownloadTask> mDownloadTaskList;
    private LruCache<String, Bitmap> mLruCache;

    // 引用外部的變量
    private WeakReference<GridView> mGridView;
    private WeakReference<List<String>> urls;
    private WeakReference<Context> mContext;


    // 可見項的第一項的index
    private int mFirstVisibleIndex;

    // 可見項的個數
    private int mVisibleItemCount;

    // 是不是第一次打開Activity
    private boolean isFirstOpen = true;

    public PhotoAdapter(Context context, GridView mGridView, List<String> urls) {
        this.mContext = new WeakReference<Context>(context);
        this.urls = new WeakReference<List<String>>(urls);
        this.mGridView = new WeakReference<GridView>(mGridView);
        this.mGridView.get().setOnScrollListener(this);
        mDownloadTaskList = new ArrayList<>();
        // 初始化圖片緩存池
        initCache();
    }

    private void initCache() {

        // 獲取應用的max heap size
        final int maxMemory = (int) (Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024);

        // Android官方教學文檔推薦LruCache的size爲heap size的1/8
        int cacheSize = maxMemory / 8;

        mLruCache = new LruCache<String, Bitmap>(cacheSize) {
            @Override
            protected int sizeOf(String key, Bitmap bitmap) {
                if (bitmap != null) {
                    return bitmap.getByteCount() / 1024;
                }
                return 0;
            }
        };
    }

    @Override
    public int getCount() {
        return urls.get().size();
    }

    @Override
    public Object getItem(int position) {
        return urls.get().get(position);
    }

    @Override
    public long getItemId(int position) {
        return position;
    }

    @Override
    public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {

        viewHolder holder = null;

        if (convertView == null) {
            convertView = LayoutInflater.from(mContext.get()).inflate(R.layout.layout_item, parent, false);
            holder = new viewHolder();
            holder.mImageView = (ImageView) convertView.findViewById(R.id.imageView);
            holder.mTextView = (TextView) convertView.findViewById(R.id.textView);
            convertView.setTag(holder);
        } else {
            holder = (viewHolder) convertView.getTag();
        }

        String url = urls.get().get(position);
        //imageview與url綁定，防止錯亂顯示
        holder.mImageView.setTag(MD5Tools.decodeString(url));
        holder.mTextView.setText("第" + position + "項");

        if (!holder.mImageView.getTag().equals(url)) {
            showImageView(holder.mImageView, url);
        }

        return convertView;
    }

    /**
     * convertView複用
     */
    private class viewHolder {
        ImageView mImageView;
        TextView mTextView;
    }

    /**
     * 給ImageView設置Bitmap
     */
    private void showImageView(ImageView imageView, String url) {

        // 對url進行md5編碼
        String key = MD5Tools.decodeString(url);
        // 先從cache中找bitmap緩存
        Bitmap bitmap = get(key);

        if (bitmap != null) {
            // 如果緩存命中
            imageView.setImageBitmap(bitmap);
        } else {
            // 如果cache miss
            imageView.setBackgroundResource(R.color.color_five);
        }
    }

    /**
     * 將Bitmap put 到 cache中
     */
    private void put(String key, Bitmap bitmap) {

        if (get(key) == null) {
            mLruCache.put(key, bitmap);
        }
    }

    /**
     * 在Cache中查找bitmap，如果miss則返回null
     */
    private Bitmap get(String key) {
        return mLruCache.get(key);
    }

    /**
     * 從網絡下載圖片
     */
    private Bitmap loadBitmap(String urlStr) {

        HttpURLConnection connection = null;
        Bitmap bitmap = null;
        try {
            URL url = new URL(urlStr);
            connection = (HttpURLConnection) url.openConnection();
            connection.setConnectTimeout(5000);
            connection.setReadTimeout(5000);
            connection.setDoInput(true);
            connection.connect();
            if (connection.getResponseCode() == HttpURLConnection.HTTP_OK) {
                InputStream mInputStream = connection.getInputStream();
                bitmap = BitmapFactory.decodeStream(mInputStream);
            }
        } catch (MalformedURLException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (connection != null) {
                connection.disconnect();
            }
        }
        return bitmap;
    }

    /**
     * 取消所有的下載任務
     */
    public void cancelAllTask() {

        if (mDownloadTaskList != null) {
            for (int i = 0; i < mDownloadTaskList.size(); i++) {
                mDownloadTaskList.get(i).cancel(true);
            }
        }
    }

    /**
     * 加載可見項的圖片
     */
    private void loadVisibleBitmap(int mFirstVisibleItem, int mVisibleItemCount) {

        for (int i = mFirstVisibleItem; i < mFirstVisibleItem + mVisibleItemCount; i++) {
            final String url = urls.get().get(i);
            String key = MD5Tools.decodeString(url);
            Bitmap bitmap = get(key);
            ImageView mImageView;
            if (bitmap != null) {
                //緩存中存在該圖片的話就設置給ImageView
                mImageView = (ImageView) mGridView.get().findViewWithTag(MD5Tools.decodeString(url));
                if (mImageView != null) {
                    mImageView.setImageBitmap(bitmap);
                }
            } else {
                //不存在的話就開啓一個異步線程去下載
                ImageDownloadTask task = new ImageDownloadTask(this);
                mDownloadTaskList.add(task);
                task.execute(url);
            }
        }
    }

    /**
     * 從網絡下載圖片的異步task
     */
    static class ImageDownloadTask extends AsyncTask<String, Void, Bitmap> {

        private String url;
        private WeakReference<PhotoAdapter> photoAdapter;

        public ImageDownloadTask(PhotoAdapter photoAdapter) {
            this.photoAdapter = new WeakReference<PhotoAdapter>(photoAdapter);
        }

        @Override
        protected Bitmap doInBackground(String... params) {
            //在後臺開始下載圖片
            url = params[0];
            Bitmap bitmap = photoAdapter.get().loadBitmap(url);
            if (bitmap != null) {
                //把下載好的圖片放入LruCache中
                String key = MD5Tools.decodeString(url);
                photoAdapter.get().put(key, bitmap);
            }
            return bitmap;
        }

        @Override
        protected void onPostExecute(Bitmap bitmap) {
            super.onPostExecute(bitmap);
            //把下載好的圖片顯示出來
            ImageView mImageView = (ImageView) photoAdapter.get().mGridView.get().findViewWithTag(MD5Tools.decodeString(url));
            if (mImageView != null && bitmap != null) {
                mImageView.setImageBitmap(bitmap);
                photoAdapter.get().mDownloadTaskList.remove(this);//把下載好的任務移除
            }
        }
    }

    /**
     * 監聽GridView的滑動狀態
     */
    @Override
    public void onScrollStateChanged(AbsListView view, int scrollState) {

        //GridView停止滑動時，去加載可見項的圖片
        if (scrollState == SCROLL_STATE_IDLE) {
            loadVisibleBitmap(mFirstVisibleIndex, mVisibleItemCount);
        } else {
            //GridView開始滑動時，取消所有加載任務
            cancelAllTask();
        }
    }

    /**
     * 監聽並更新GridView滑動過程中的可見項
     */
    @Override
    public void onScroll(AbsListView view, int firstVisibleIndex, int visibleItemCount, int totalItemCount) {

        mFirstVisibleIndex = firstVisibleIndex;
        mVisibleItemCount = visibleItemCount;

        // 第一次打開，加載可見項
        if (isFirstOpen && visibleItemCount > 0) {
            loadVisibleBitmap(mFirstVisibleIndex, mVisibleItemCount);
            isFirstOpen = false;
        }
    }
}

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4、Andorid3.0之前的Bitmap管理方法（參考自xiaanming的博客）

• 在Android3.0之前，Bitmap對象與數據是分開存儲的，Bitmap對象存儲在Java heap中，而像素數據存儲在Native Memory中，Java虛擬機的垃圾回收機制不會主動回收Native Memory中的對象，需要在Bitmap不需要使用的時候，主動調用recycle()方法來釋放，而在Android3.0之後，Bitmap的像素數據和Bitmap對象都存放在Java Heap中，所以不需要手動調用recycle()來釋放，垃圾收集器會處理。
• 應該在什麼時候去調用recycle()方法呢？可以用引用計數算法，用一個變量來記錄Bitmap顯示情況，如果Bitmap繪製在View上面displayRefCount加一, 否則就減一, 只有在displayResCount爲0且Bitmap不爲空且Bitmap沒有調用過recycle()的時候，才調用recycle()，下面用BitmapDrawable類來包裝下Bitmap對象，代碼如下：

public class RecycleBitmapDrawable extends BitmapDrawable {
    private int displayResCount = 0;
    private boolean mHasBeenDisplayed;

    public RecycleBitmapDrawable(Resources res, Bitmap bitmap) {
        super(res, bitmap);
    }


    /**
     * @param isDisplay
     */
    public void setIsDisplayed(boolean isDisplay){
        synchronized (this) {
            if(isDisplay){
                mHasBeenDisplayed = true;
                displayResCount ++;
            }else{
                displayResCount --;
            }
        }

        checkState();
    }

    /**
     * 檢查圖片的一些狀態，判斷是否需要調用recycle
     */
    private synchronized void checkState() {
        if (displayResCount <= 0 && mHasBeenDisplayed
                && hasValidBitmap()) {
            getBitmap().recycle();
        }
    }


    /**
     * 判斷Bitmap是否爲空且是否調用過recycle()
     * @return
     */
    private synchronized boolean hasValidBitmap() {
        Bitmap bitmap = getBitmap();
        return bitmap != null && !bitmap.isRecycled();
    }

}

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• 還需要一個自定義的ImageView，重寫了setImageDrawable()方法，在這個方法中我們先獲取ImageView上面的圖片，然後通知之前顯示在ImageView的Drawable不在顯示了，Drawable會判斷是否需要調用recycle()，代碼如下：

public class RecycleImageView extends ImageView {

    public RecycleImageView(Context context) {  
        super(context);  
    }  

    public RecycleImageView(Context context, AttributeSet attrs) {  
        super(context, attrs);  
    }  

    public RecycleImageView(Context context, AttributeSet attrs, int defStyle) {  
        super(context, attrs, defStyle);  
    }  

    @Override  
    public void setImageDrawable(Drawable drawable) {  
        Drawable previousDrawable = getDrawable();  
        super.setImageDrawable(drawable);  

        //顯示新的drawable  
        notifyDrawable(drawable, true);  

        //回收之前的圖片  
        notifyDrawable(previousDrawable, false);  
    }  

    @Override  
    protected void onDetachedFromWindow() {  
        //當View從窗口脫離的時候,清除drawable  
        setImageDrawable(null);  
        super.onDetachedFromWindow();  
    }  

    /** 
     * 通知該drawable顯示或者隱藏 
     *  
     * @param drawable 
     * @param isDisplayed 
     */  
    public static void notifyDrawable(Drawable drawable, boolean isDisplayed) {  
        if (drawable instanceof RecycleBitmapDrawable) {  
            ((RecycleBitmapDrawable) drawable).setIsDisplayed(isDisplayed);  
        } else if (drawable instanceof LayerDrawable) {  
            LayerDrawable layerDrawable = (LayerDrawable) drawable;  
            for (int i = 0, z = layerDrawable.getNumberOfLayers(); i < z; i++) {  
                notifyDrawable(layerDrawable.getDrawable(i), isDisplayed);  
            }  
        }  
    }  

}

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• 具體的使用方法如下

ImageView imageView = new ImageView(context);  
        imageView.setImageDrawable(new RecycleBitmapDrawable(context.getResource(), bitmap));

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