Android Bitmap图像优化-白红宇的个人博客

Android Bitmap图像优化

发布日期：2021-09-28 18:45:51 浏览次数：10 分类：技术文章

本文共 12091 字，大约阅读时间需要 40 分钟。

试一试：。

在Android应用开发中不可避免的会用到图形图像，这样就会生成Bitmap对象。如果在开发过程中没有处理好Bitmap对象就很容易产生Out Of Memory(OOM)的异常。以下列举几点使用Bitmap对象需要注意的地方：

一个Android应用程序最多只能使用16M的内存，在Android的 (CDD) 3.7节中描述了不同屏幕分辨率及密度的设备在VM中会分配的大小。

Screen Size	Screen Density	Application Memory
small / normal / large	ldpi / mdpi	16MB
small / normal / large	tvdpi / hdpi	32MB
small / normal / large	xhdpi	64MB
xlarge	mdpi	32MB
xlarge	tvdpi / hdpi	64MB
xlarge	xhdpi	128MB

Bitmap对象比较占用内存，特别像一些照片。比如使用Google Nexus照一张分辨率为2592x1936的照片大概为5M，如果采用ARGB_8888的色彩格式（2.3之后默认使用该格式）加载这个图片就要占用19M内存(2592*1936*4 bytes)，这样会导致某些设备直接挂掉。

Android中很多控件比如ListView/GridView/ViewPaper通常都会包含很多图片，特别是快速滑动的时候可能加载大量的图片，因此图片处理显得尤为重要。

下面会从四个方向讲述如何优化Bitmap的显示：

优化大图片 -- 注意Bitmap处理技巧，使其不会超过内存最大限值

通常情况下我们的UI并不需要很精致的图片。例如我们使用Gallery显示照相机拍摄的照片时，你的设备分辨率通常小于照片的分辨率。

BitmapFactory类提供了几个解码图片的方法（decodeByteArray(),decodeFile(),decodeResource()等），它们都可以通过BitmapFactory.Options指定解码选项。设置inJustDecodeBounds属性为true时解码并不会生成Bitmap对象，而是返回图片的解码信息（图片分辨率及类型：outWidth,outHeight,outMimeType）然后通过分辨率可以算出缩放值，再将inJustDecodeBounds设置为false,传入缩放值缩放图片，值得注意的是inJustDecodeBounds可能小于0，需要做判断。

BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();options.inJustDecodeBounds = true;BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.id.myimage, options);int imageHeight = options.outHeight;int imageWidth = options.outWidth;String imageType = options.outMimeType;

现在我们知道了图片的密度，在BitmapFactory.Options中设置inSampleSize值可以缩小图片。比如我们设置inSampleSize = 4,就会生成一个1/4长*1/4宽=1/16原始图的图片。当inSampleSize < 1的时候默认为1，系统提供了一个calculateInSampleSize()方法来帮我们算这个值:

public static int calculateInSampleSize(            BitmapFactory.Options options, int reqWidth, int reqHeight) {    // Raw height and width of image    final int height = options.outHeight;    final int width = options.outWidth;    int inSampleSize = 1;    if (height > reqHeight || width > reqWidth) {        if (width > height) {            inSampleSize = Math.round((float)height / (float)reqHeight);        } else {            inSampleSize = Math.round((float)width / (float)reqWidth);        }    }    return inSampleSize;}

创建一个完整的缩略图方法：

public static Bitmap decodeSampledBitmapFromResource(Resources res, int resId,        int reqWidth, int reqHeight) {    // First decode with inJustDecodeBounds=true to check dimensions    final BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();    options.inJustDecodeBounds = true;    BitmapFactory.decodeResource(res, resId, options);    // Calculate inSampleSize    options.inSampleSize = calculateInSampleSize(options, reqWidth, reqHeight);    // Decode bitmap with inSampleSize set    options.inJustDecodeBounds = false;    return BitmapFactory.decodeResource(res, resId, options);}

我们把它设进ImageView中：

mImageView.setImageBitmap(    decodeSampledBitmapFromResource(getResources(), R.id.myimage, 100, 100));

不要在UI线程中处理Bitmap -- 图片下载/调整大小等不要放在UI线程中处理，可以使用AsyncTask处理并发的问题。

刚刚我们提到过BitmapFactory.decode*的方法，值得注意的是这些方法都不能在UI线程中执行,因为他们的加载过程都是不可靠的，很可能引起应用程序的ANR。

如何解决这个问题呢？我们需要用到AsyncTask来处理并发。AsyncTask提供了一种简单的方法在后台线程中执行一些操作并反馈结果给UI线程。下面我们来看一个例子：

class BitmapWorkerTask extends AsyncTask {    private final WeakReference imageViewReference;    private int data = 0;    public BitmapWorkerTask(ImageView imageView) {        // Use a WeakReference to ensure the ImageView can be garbage collected        imageViewReference = new WeakReference(imageView);    }    // Decode image in background.    @Override    protected Bitmap doInBackground(Integer... params) {        data = params[0];        return decodeSampledBitmapFromResource(getResources(), data, 100, 100));    }    // Once complete, see if ImageView is still around and set bitmap.    @Override    protected void onPostExecute(Bitmap bitmap) {        if (imageViewReference != null && bitmap != null) {            final ImageView imageView = imageViewReference.get();            if (imageView != null) {                imageView.setImageBitmap(bitmap);            }        }    }}

public void loadBitmap(int resId, ImageView imageView) {    BitmapWorkerTask task = new BitmapWorkerTask(imageView);    task.execute(resId);}

当我们在ListView和GridView中使用AsyncTask的时候会引发一些问题，例如ListView快速滑动的时候其child view是循环未被回收的，我们也并不知道AsyncTask什么时候会完成，有可能AsyncTask还没执行完之前childView就已经被回收了，下面我们讲一种方法可以避免这种情况：

创建一个Drawable的子类来引用存储工作任务执行后返回的图片

static class AsyncDrawable extends BitmapDrawable {    private final WeakReference bitmapWorkerTaskReference;    public AsyncDrawable(Resources res, Bitmap bitmap,            BitmapWorkerTask bitmapWorkerTask) {        super(res, bitmap);        bitmapWorkerTaskReference =            new WeakReference(bitmapWorkerTask);    }    public BitmapWorkerTask getBitmapWorkerTask() {        return bitmapWorkerTaskReference.get();    }}

在执行BitmapWorkerTask之前，创建一个AsyncDrawable来绑定目标的ImageView:

public void loadBitmap(int resId, ImageView imageView) {    if (cancelPotentialWork(resId, imageView)) {        final BitmapWorkerTask task = new BitmapWorkerTask(imageView);        final AsyncDrawable asyncDrawable =                new AsyncDrawable(getResources(), mPlaceHolderBitmap, task);        imageView.setImageDrawable(asyncDrawable);        task.execute(resId);    }}

在给ImageView赋值之前会调用cancelPotentialWork方法，它会使用cancel()方法尝试取消已经过期的任务。

public static boolean cancelPotentialWork(int data, ImageView imageView) {    final BitmapWorkerTask bitmapWorkerTask = getBitmapWorkerTask(imageView);    if (bitmapWorkerTask != null) {        final int bitmapData = bitmapWorkerTask.data;        if (bitmapData != data) {            // Cancel previous task            bitmapWorkerTask.cancel(true);        } else {            // The same work is already in progress            return false;        }    }    // No task associated with the ImageView, or an existing task was cancelled    return true;}

private static BitmapWorkerTask getBitmapWorkerTask(ImageView imageView) {   if (imageView != null) {       final Drawable drawable = imageView.getDrawable();       if (drawable instanceof AsyncDrawable) {           final AsyncDrawable asyncDrawable = (AsyncDrawable) drawable;           return asyncDrawable.getBitmapWorkerTask();       }    }    return null;}

最后一步，修改BitmapWorkerTask中的onPostExecute()方法

class BitmapWorkerTask extends AsyncTask {    ...    @Override    protected void onPostExecute(Bitmap bitmap) {        if (isCancelled()) {            bitmap = null;        }        if (imageViewReference != null && bitmap != null) {            final ImageView imageView = imageViewReference.get();            final BitmapWorkerTask bitmapWorkerTask =                    getBitmapWorkerTask(imageView);            if (this == bitmapWorkerTask && imageView != null) {                imageView.setImageBitmap(bitmap);            }        }    }}

缓存Bitmap -- 使用缓存可以改善图片加载速度提升用户体验

使用内存的Cache

从Android3.1开始，Google提供了一个缓存类叫LruCache,在此之前我们实现缓存通常都是用软引用或是弱引用，但是Google并不建议我们这样做，因为从Android2.3之后增加了GC回收的频率。

我们在使用LruCache的时候需要为它设置一个缓存大小，设置小了缓存没有作用，设置大了同样会导致OOM，因此设置缓存大小是一门技术活。

private LruCache mMemoryCache;@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {    ...    // Get memory class of this device, exceeding this amount will throw an    // OutOfMemory exception.    final int memClass = ((ActivityManager) context.getSystemService(            Context.ACTIVITY_SERVICE)).getMemoryClass();    // Use 1/8th of the available memory for this memory cache.    final int cacheSize = 1024 * 1024 * memClass / 8;    mMemoryCache = new LruCache(cacheSize) {        @Override        protected int sizeOf(String key, Bitmap bitmap) {            // The cache size will be measured in bytes rather than number of items.            return bitmap.getByteCount();        }    };    ...}public void addBitmapToMemoryCache(String key, Bitmap bitmap) {    if (getBitmapFromMemCache(key) == null) {        mMemoryCache.put(key, bitmap);    }}public Bitmap getBitmapFromMemCache(String key) {    return mMemoryCache.get(key);}

这样当我们在ImageView中使用Bitmap的时候就可以先从缓存中获取，如果缓存没有就从网络中获取：

public void loadBitmap(int resId, ImageView imageView) {    final String imageKey = String.valueOf(resId);    final Bitmap bitmap = getBitmapFromMemCache(imageKey);    if (bitmap != null) {        mImageView.setImageBitmap(bitmap);    } else {        mImageView.setImageResource(R.drawable.image_placeholder);        BitmapWorkerTask task = new BitmapWorkerTask(mImageView);        task.execute(resId);    }}

我们需要更新一下刚刚写的BitmapWorkerTask

class BitmapWorkerTask extends AsyncTask {    ...    // Decode image in background.    @Override    protected Bitmap doInBackground(Integer... params) {        final Bitmap bitmap = decodeSampledBitmapFromResource(                getResources(), params[0], 100, 100));        addBitmapToMemoryCache(String.valueOf(params[0]), bitmap);        return bitmap;    }    ...}

2.使用硬盘的Cache

我们会使用DiskLruCache来实现硬盘Cache

private DiskLruCache mDiskCache;private static final int DISK_CACHE_SIZE = 1024 * 1024 * 10; // 10MBprivate static final String DISK_CACHE_SUBDIR = "thumbnails";@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {    ...    // Initialize memory cache    ...    File cacheDir = getCacheDir(this, DISK_CACHE_SUBDIR);    mDiskCache = DiskLruCache.openCache(this, cacheDir, DISK_CACHE_SIZE);    ...}class BitmapWorkerTask extends AsyncTask {    ...    // Decode image in background.    @Override    protected Bitmap doInBackground(Integer... params) {        final String imageKey = String.valueOf(params[0]);        // Check disk cache in background thread        Bitmap bitmap = getBitmapFromDiskCache(imageKey);        if (bitmap == null) { // Not found in disk cache            // Process as normal            final Bitmap bitmap = decodeSampledBitmapFromResource(                    getResources(), params[0], 100, 100));        }        // Add final bitmap to caches        addBitmapToCache(String.valueOf(imageKey, bitmap);        return bitmap;    }    ...}public void addBitmapToCache(String key, Bitmap bitmap) {    // Add to memory cache as before    if (getBitmapFromMemCache(key) == null) {        mMemoryCache.put(key, bitmap);    }    // Also add to disk cache    if (!mDiskCache.containsKey(key)) {        mDiskCache.put(key, bitmap);    }}public Bitmap getBitmapFromDiskCache(String key) {    return mDiskCache.get(key);}// Creates a unique subdirectory of the designated app cache directory. Tries to use external// but if not mounted, falls back on internal storage.public static File getCacheDir(Context context, String uniqueName) {    // Check if media is mounted or storage is built-in, if so, try and use external cache dir    // otherwise use internal cache dir    final String cachePath = Environment.getExternalStorageState() == Environment.MEDIA_MOUNTED            || !Environment.isExternalStorageRemovable() ?                    context.getExternalCacheDir().getPath() : context.getCacheDir().getPath();    return new File(cachePath + File.separator + uniqueName);}

值得一提的是Android API中并没有提供DiskLruCache接口，需要自己从4.x源码中移植至应用程序。源码地址：

libcore/luni/src/main/java/libcore/io/DiskLruCache.java

3.有时候在处理横竖屏切换的时候对象会全部重载，这样缓存就丢失了。为了避免这个问题，我们除了在Manifest中设置横竖屏不更新之外，就是使用Fragment做保存：

private LruCache mMemoryCache;@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {    ...    RetainFragment mRetainFragment =            RetainFragment.findOrCreateRetainFragment(getFragmentManager());    mMemoryCache = RetainFragment.mRetainedCache;    if (mMemoryCache == null) {        mMemoryCache = new LruCache(cacheSize) {            ... // Initialize cache here as usual        }        mRetainFragment.mRetainedCache = mMemoryCache;    }    ...}class RetainFragment extends Fragment {    private static final String TAG = "RetainFragment";    public LruCache mRetainedCache;    public RetainFragment() {}    public static RetainFragment findOrCreateRetainFragment(FragmentManager fm) {        RetainFragment fragment = (RetainFragment) fm.findFragmentByTag(TAG);        if (fragment == null) {            fragment = new RetainFragment();        }        return fragment;    }    @Override    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {        super.onCreate(savedInstanceState);        setRetainInstance(true);    }}

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