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Android Bit地图图像优化

分类: IT文章 • 2023-11-18 20:30:30
Android Bitmap图像优化

    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 Android Compatibility Definition Document (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
  1. 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;

@Override
protected 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; // 10MB
private static final String DISK_CACHE_SUBDIR = "thumbnails";

@Override
protected 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;

@Override
protected 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);
    }
}
原文：http://developer.android.com/training/displaying-bitmaps/index.html

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