Android中图片的三级缓存浅析

2016-09-29 本文已影响4146人笑说余生

图片的三级缓存机制一般是指应用加载图片的时候，分别去访问内存，文件和网络而获取图片数据的一种行为。以下内容只是简单的介绍了三级缓存的思想和大致流程，还有很多细节未进行处理，如果想深入研究可以在Github上找Picasso的源码进行研究，谢谢。

一、三级缓存流程图

三级缓存流程图

二、代码框架搭建

这里我仿造Picasso的加载图片代码，也做出了with，load,into等方法。

2.1 with(context)

这个方法传入上下文，返回ImageManager对象。

  /**
   * 初始化对象
   *
   * @param context
   * @return
   */
  public static ImageManager with(Context context) {
      mContext = context;
      return getInstance();
  }

因为ImageManager会不断的调用，所以要做成单利。

  /**
   * 获取对象的单利
   *
   * @return
   */
  private static ImageManager instance;
  private static ImageManager getInstance() {
      if (instance == null) {
          instance = new ImageManager();
      }

      return instance;
  }

2.2 load(url)

这个方法返回一个自定义的RequestCreator内部类，对图片的操作都在这个内部类中进行。

  /**
   * 加载图片的url地址，返回RequestCreator对象
   *
   * @param url
   * @return
   */
  public RequestCreator load(String url) {

      return new RequestCreator(url);
  }

RequestCreator的构造方法中接收传入的url 。

  // 初始化图片的url地址
  public RequestCreator(String url) {
      this.url = url;
  }

2.3 into(imageview)

这是RequestCreator类的方法，也是工具类的核心方法，这个方法里进行图片的三个缓存处理。

三、内存缓存

3.1 Java中对象的四种引用类型介绍

强引用
- Java中所有new出来的对象都是强引用类型，回收的时候，GC宁愿抛出OOM异常，也不回收它。
```
  Map<String, Bitmap> mImageCache = new HashMap<>();
```
软引用，SoftReference
- 内存足够时，不回收。内存不够时，就回收。这里使用这种方式缓存对象。
```
  Map<String, SoftReference<Bitmap>> mImageCache = new HashMap<>();
```
弱引用，WeakReference
- GC一出来工作就回收它。
虚引用，PhantomReference
- 用完就消失。

3.2 使用LruCache类来做缓存

LruCache其实是一个Hash表，内部使用的是LinkedHashMap存储数据。使用LruCache类可以规定缓存内存的大小，并且这个类内部使用到了最近最少使用算法来管理缓存内存。
```
  LruCache<String, SoftReference<Bitmap>> mImageCache = new LruCache<>(1024 * 1024 * 4);
```

3.3 代码实现内存缓存

创建缓存集合

  /**
   * 内存储存图片的集合
   * 使用lrucache缓存图片,这里不能申明在方法里，不然会被覆盖掉
   * 使用软引用类型对象
   * 4兆的大小作为缓存
   */
  private LruCache<String, SoftReference<Bitmap>> mImageCache = new LruCache<>(1024 * 1024 * 4);

访问内存时先从集合中取出软引用，获取BitMap

  // 1 去内存之中找，有就显示，没有就往下走
  SoftReference<Bitmap> reference = mImageCache.get(url);
  Bitmap cacheBitmap;
  if(reference != null){
      cacheBitmap = reference.get();
      // 有就显示图片
      imageView.setImageBitmap(cacheBitmap);

      Log.d("RequestCreator:", "内存中有图片显示");
      // 不往下走了
      return;
  }

如果缓存集合中的数据为空，就继续往下走。

四、文件缓存

4.1 缓存文件存储的路径设定

存储的路径首先要考虑SD卡的缓存目录，当SD卡不存在时，就只能存到内部存储的缓存目录了。

  /**
   * 获取缓存路径目录
   */
  private File getCacheDir() {

      // 获取保存的文件夹路径
      File file;
      if (Environment.getExternalStorageState() == Environment.MEDIA_MOUNTED) {
          // 有SD卡就保存到sd卡
          file = mContext.getExternalCacheDir();
      } else {
          // 没有就保存到内部储存
          file = mContext.getCacheDir();
      }
      return file;
  }

4.2 解析文件生成Bitmap对象

存储的文件的名字截取URL中的名字。

文件名使用Md5加密。

  /**
   * 从文件中获取bitmap
   *
   * @return
   */
  private Bitmap getBitmapFromFile() {
      // 从url中获取文件名字
      String fileName = url.substring(url.lastIndexOf("/") + 1);

      File file = new File(getCacheDir(),MD5Util.encodeMd5(fileName));
      // 确保路径没有问题
      if (file.exists() && file.length() > 0) {
          // 返回图片
          return BitmapFactory.decodeFile(file.getAbsolutePath());
      } else {
          return null;
      }
  }

4.3 判断是否有缓存

有缓存则读取出来显示，并且将缓存存入内存，没有就继续往下走。

  // 2 去本地硬盘中找，有就显示，没有就继续往下走
  // 将文件转换成bitmap对象
  Bitmap diskBitmap = getBitmapFromFile();
  if (diskBitmap != null) {
      // 本地磁盘有就显示图片
      imageView.setImageBitmap(diskBitmap);

      // 保存到内存中去
      mImageCache.put(url, new SoftReference<Bitmap>(diskBitmap));

      Log.d("RequestCreator:", "磁盘中有图片显示");

      // 不往下走了
      return;
  }

五、联网加载

5.1 简单线程池处理耗时的网络请求

创建线程池对象

  /**
   * 构建出线程池，5条线程
   */
  private  ExecutorService mExecutorService = Executors.newFixedThreadPool(5);

提交任务，让RequestCreator实现Runnable接口，run方法中执行任务

  // 3 联网请求数据
  // 前面两步都没有的话就去联网加载数据
  // 将从网络上获取的数据放到线程池去执行
  mExecutorService.submit(this);

5.2 联网加载数据

使用HttpUrlConnection连接网络

  // 子线程
  // 处理网络请求
  try {
      URL loadUrl = new URL(url);
      HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) loadUrl.openConnection();

      conn.setRequestMethod("GET");
      conn.setConnectTimeout(2000);

      if (conn.getResponseCode() == 200) {
          InputStream is = conn.getInputStream();

          // 获取到图片进行显示
          final Bitmap bm = BitmapFactory.decodeStream(is);

          mHandler.post(new Runnable() {
              @Override
              public void run() {
                  // 主线程
                  imageView.setImageBitmap(bm);
              }
          });

          Log.d("RequestCreator:", "联网显示图片");
      } else {
          // 联网失败,显示失败图片
          showError();
      }
  } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
      // 发生异常显示失败图片
      showError();
  }

5.3 保存数据到内存和文件

使用缓存保存数据

  // 3.1 保存到内存
  mImageCache.put(url, new SoftReference<>(bm));

  // 3.2 保存到磁盘
  // 从url中获取文件名字
  String fileName = url.substring(url.lastIndexOf("/") + 1);

  // 获取存储路径
  File file = new File(getCacheDir(), MD5Util.encodeMd5(fileName));
  FileOutputStream os = new FileOutputStream(file);
  // 将图片转换为文件进行存储
  bm.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG, 100, os);

六、细节处理

6.1 设置占位图

界面一上来加载图片时肯定是空白的，所以需要一张占位图。

RequestCreator类提供一个方法，将占位图片资源ID传进来。

  /**
   * 设置默认图片，占位图片
   *
   * @param holderResId
   */
  public RequestCreator placeholder(int holderResId) {
      this.holderResId = holderResId;

      return this;
  }

在into方法中，读取缓存之前，就让默认图显示。

   // 一进来先设置占位图片
   imageView.setImageResource(holderResId);

6.2 设置错误图片

加载数据出现错误和异常都显示错误图片。

  /**
   * 显示错误图片
   */
  private void showError() {
      mHandler.post(new Runnable() {
          @Override
          public void run() {
              imageView.setImageResource(errorResId);
          }
      });
  }

七、使用自己封装的小框架加载图片

使用很简单，和Picasso一样，一行代码就搞定。

   // 使用自己封装的图片缓存工具类加载图片
  ImageManager.with(mContext).load(imgUrl).placeholder(R.drawable.ic_default).error(R.drawable.ic_error).into(ivImage);

效果图

效果图

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