Android性能优化:Bitmap图片资源优化

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目录

一、优化原因

即为什么要优化图片Bitmap资源，具体如下图

二、优化的方向

本文将从以下方面优化图片Bitmap资源的使用&内存管理

三、具体的优化方案

下面，我将详细讲解每个优化方向的具体优化方案

3.1 使用完毕后 释放图片资源

• 优化原因
  使用完毕后若不释放图片资源，容易造成内存泄露，从而导致内存溢出

• 优化方案
  在 Android2.3.3（API 10）前，调用 Bitmap.recycle()方法
  在 Android2.3.3（API 10）后，采用软引用（SoftReference）

• 具体描述
  

  在 Android2.3.3（API 10）前、后，Bitmap对象 & 其像素数据 的存储位置不同，从而导致释放图片资源的方式不同，具体如下图 注：若调用了Bitmap.recycle()后，再绘制Bitmap，则会出现Canvas: trying to use a recycled bitmap错误

• 1.在Android3.0之前，Bitmap对象与数据是分开存储的，Bitmap对象存储在Java heap中 ，而像素数据存储在Native Memory中，Java虚拟机的垃圾回收机制不会主动回收Native Memory中的对象， 需要在Bitmap不需要使用的时候，主动调用recycle()方法来释放，而在Android3.0之后， Bitmap的像素数据和Bitmap对象都存放在Java Heap中，所以不需要手动调用recycle()来释放，垃圾收集器会处理。

• 2.应该在什么时候去调用recycle()方法呢？可以用引用计数算法，用一个变量来记录Bitmap显示情况， 如果Bitmap绘制在View上面displayRefCount加一, 否则就减一, 只有在displayResCount为0且Bitmap不为空且Bitmap没有调用过recycle()的时候，才调用recycle()，下面用BitmapDrawable类来包装下Bitmap对象。

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

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

public void setIsDisplayed(boolean isDisplay) {
    synchronized (this) {
        if(isDisplay) {
            mHasBeenDisplayes = true;
            displayResCount ++;
        } else {
            displayResCount --;
        }
    }
    
    checkState();
}

/**
 * 检查图片的一些状态,判断是否需要调用recycle
 */
private synchronized void checkState() {
    if(displayResCount <= 0 && mHasBeenDisplayes 
            && hasValidBitmap()) {
        getBitmap().recycle();
    }
}

/**
 * 判断Bitmap是否为空且是否调用过recycle()
 * @return
 */
private synchronized boolean hasValidBitmap() {
    Bitmap bitmap = getBitmap();
    return bitmap != null && !bitmap.isRecycled();
}

3.2根据分辨率适配&缩放图片

• 优化原因
  若BItmap与当前设备的分辨率不匹配，则会拉伸Bitmap，而Bitmap分辨率增加后，所占用的内存也会相应增加。因为Bitmap的内存占用，根据x,y的大小来增加的。

• 优化方案

  public static int caculateSampleSize(BitmapFactory.Options options,
        int reqWidth, int reqHeight) {
    // height和width图片长宽的像素
    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;
  }
  
   /**
     * 通过设置inJustDecodeBounds属性为true可以在解码的时候避免内存的分配,它会返回一个null的Bitmap,但是可以获取
     * 到outWidth,outHeight与outMimeType。确定好压缩比例后，再将inJustDecodeBounds设置为false
     */
  public static Bitmap decodeSampleBitmapFromResource(Resources res,int resId,
        int reqWidth, int reqHeight) {
    final BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
    options.inJustDecodeBounds = true;
    BitmapFactory.decodeResource(res, resId,options);
    
    //计算inSampleSize
    options.inSampleSize = caculateSampleSize(options, reqWidth, reqHeight);
    
    //根据inSampleSize压缩图片
    options.inJustDecodeBounds = false;
    return BitmapFactory.decodeResource(res, resId, options);
  }
  

3.3 按需 选择合适的解码方式

• 优化原因
  

  不同的图片解码方式 对应的 内存占用大小 相差很大，具体如下
• 优化方案
  根据需求 选择合适的解码方式
  使用参数：BitmapFactory.inPreferredConfig 设置，默认使用解码方式：ARGB_8888。

3.4 设置 图片缓存

• 优化原因
  重复加载图片资源耗费太多资源（CPU、内存 & 流量）
• 优化方案 核心缓存原理:三级缓存：
• 1.内存缓存:缓存在内存中,基于LRU(least recently used)算法，机器重启消失.
• 2.本地缓存:缓存在本地中，一般键值对形式。(url,filepath)
• 3.网络缓存:从网络加载资源，然后缓存在内存、本地中。

内存缓存

public class MemoryCacheUtils {
private LruCache<String,Bitmap> mMemoryCache;
public MemoryCacheUtils() {
    long maxMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory()/8;//得到手机最大允许内存的1/8,即超过指定内存,则开始回收
    //需要传入允许的内存最大值,虚拟机默认内存16M,真机不一定相同
    mMemoryCache=new LruCache<String,Bitmap>((int) maxMemory){
       //用于计算每个条目的大小
        @Override
        protected int sizeOf(String key, Bitmap value) {
           int byteCount = value.getByteCount();
           return byteCount;
        }
    };
}

/**
 * 从内存中读图片
 */
public Bitmap getBitmapFromMemory(String url) {
    //Bitmap bitmap = mMemoryCache.get(url); //1.强引用方法
     /*2.弱引用方法
    SoftReference<Bitmap> bitmapSoftReference = mMemoryCache.get(url);
    if (bitmapSoftReference != null) {
        Bitmap bitmap = bitmapSoftReference.get();
        return bitmap;
    }
    */
    if(url == null||"".equals(url)) {
        return null;
    }
    Bitmap bitmap = mMemoryCache.get(url);
    return bitmap;
}

/**
 * 往内存中写图片
 * @param url
 * @param bitmap
 */
public void setBitmapToMemory(String url, Bitmap bitmap) {
    //mMemoryCache.put(url, bitmap);//1.强引用方法
    /*2.弱引用方法
    mMemoryCache.put(url, new SoftReference<>(bitmap));
    */
    mMemoryCache.put(url,bitmap);
}

本地缓存

public class LocalCacheUtils {
private static final String CACHE_PATH= Environment.getExternalStorageDirectory().getAbsolutePath()+"/my/images";

/**
 * 从本地读取图片
 * @param url
 */
public Bitmap getBitmapFromLocal(String url){
    String fileName = null;//把图片的url当做文件名,并进行MD5加密
    try {
        fileName = MD5Encoder.encode(url);    //这里加不加密无所谓
        File file=new File(CACHE_PATH,fileName);
        Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(new FileInputStream(file));
        return bitmap;
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return null;
}

/**
 * 从网络获取图片后,保存至本地缓存
 * @param url
 * @param bitmap
 */
public void setBitmapToLocal(String url,Bitmap bitmap){
    try {
     
        String fileName = MD5Encoder.encode(url);//把图片的url当做文件名,并进行MD5加密
        File file=new File(CACHE_PATH,fileName);

        //通过得到文件的父文件,判断父文件是否存在
        File parentFile = file.getParentFile();
        if (!parentFile.exists()){
            parentFile.mkdirs();
        }
        //把图片保存至本地
        bitmap.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG,100,new FileOutputStream(file));
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

网络缓存

public class NetCacheUtils {
private LocalCacheUtils mLocalCacheUtils;
private MemoryCacheUtils mMemoryCacheUtils;

public NetCacheUtils(LocalCacheUtils localCacheUtils, MemoryCacheUtils memoryCacheUtils) {
    mLocalCacheUtils = localCacheUtils;
    mMemoryCacheUtils = memoryCacheUtils;
}

public NetCacheUtils(){
    
}

/**
 * 从网络下载图片
 * @param ivPic 显示图片的imageview
 * @param url   下载图片的网络地址
 */
public void getBitmapFromNet(ImageView ivPic,String url) {
    new BitmapTask().execute(ivPic, url);//启动AsyncTask
}


public void getBitmapFromNet(View ivPic, String url) {
    new BitmapTask().execute(ivPic, url);//启动AsyncTask

}
public Bitmap getBitmapFromNet(final String url) {
    //启动AsyncTask
    return null;
}

/**
 * AsyncTask就是对handler和线程池的封装
 * 第一个泛型:参数类型
 * 第二个泛型:更新进度的泛型
 * 第三个泛型:onPostExecute的返回结果
 */
@SuppressLint("NewApi")
class BitmapTask extends AsyncTask<Object, Void, Bitmap> {

    private View ivPic;
    private String url;

    /**
     * 后台耗时操作,存在于子线程中
     * @param params
     * @return
     */
    @Override
    protected Bitmap doInBackground(Object[] params) {
        ivPic = (View) params[0];
        url = (String) params[1];

        return downLoadBitmap(url);
    }

    /**
     * 更新进度,在主线程中
     * @param values
     */
    @Override
    protected void onProgressUpdate(Void[] values) {
        super.onProgressUpdate(values);
    }

    /**
     * 耗时方法结束后执行该方法,主线程中
     * @param result
     */
    @Override
    protected void onPostExecute(Bitmap result) {
        if (result != null) {
            //ivPic.setImageBitmap(result);
            if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN) {  
                //Android系统大于等于API16，使用setBackground  
                ivPic.setBackground(new BitmapDrawable(result));
            } else {  
                //Android系统小于API16，使用setBackground  
                ivPic.setBackgroundDrawable(new BitmapDrawable(result));
            }  
            
            
            System.out.println("从网络缓存图片啦.....");

            //从网络获取图片后,保存至本地缓存
            mLocalCacheUtils.setBitmapToLocal(url, result);
            //保存至内存中
            mMemoryCacheUtils.setBitmapToMemory(url, result);

        }
    }
}
/**
 * 网络下载图片
 * @param url
 * @return
 */
public Bitmap downLoadBitmap(String url) {
    HttpURLConnection conn = null;
    try {
        conn = (HttpURLConnection) new URL(url).openConnection();
        conn.setConnectTimeout(5000);
        conn.setReadTimeout(5000);
        conn.setRequestMethod("GET");

        int responseCode = conn.getResponseCode();
        if (responseCode == 200) {
            //图片压缩
            BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
            options.inSampleSize=2;//宽高压缩为原来的1/2
            options.inPreferredConfig=Bitmap.Config.ARGB_4444;
            
            //Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(conn.getInputStream(),null,options);
            Bitmap bitmap=BitmapFactory.decodeStream(conn.getInputStream());
            return bitmap;
        }
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }catch (Exception e) {
    } finally {
        if(conn!=null){
            conn.disconnect();
        }
    }

    return null;
}

缓存管理类

public class MyBitmapUtils {
private NetCacheUtils mNetCacheUtils;
private LocalCacheUtils mLocalCacheUtils;
private MemoryCacheUtils mMemoryCacheUtils;

public MyBitmapUtils() {
    mMemoryCacheUtils = new MemoryCacheUtils();
    mLocalCacheUtils = new LocalCacheUtils();
    mNetCacheUtils = new NetCacheUtils(mLocalCacheUtils, mMemoryCacheUtils);
}

public Bitmap getBitmap(String url) {
    Bitmap bitmap = null;
    bitmap = mMemoryCacheUtils.getBitmapFromMemory(url);
    if (bitmap != null) {
        return bitmap;
    }

    bitmap = mLocalCacheUtils.getBitmapFromLocal(url);
    if (bitmap != null) {
        mMemoryCacheUtils.setBitmapToMemory(url, bitmap);
        return bitmap;
    }

    return bitmap;
}

public void disPlay(ImageView ivPic, String url) {
    Bitmap bitmap;

    // 内存缓存
    bitmap = mMemoryCacheUtils.getBitmapFromMemory(url);
    if (bitmap != null) {
        ivPic.setImageBitmap(bitmap);
        Log.d("iamgecache", "从内存获取图片啦.....--->" + url);
        return;
    }

    // 本地缓存
    bitmap = mLocalCacheUtils.getBitmapFromLocal(url);
    if (bitmap != null) {
        ivPic.setImageBitmap(bitmap);
        Log.d("iamgecache", "从本地获取图片啦.....-->" + url);
        // 从本地获取图片后,保存至内存中
        mMemoryCacheUtils.setBitmapToMemory(url, bitmap);
        return;
    }
    // 网络缓存
    mNetCacheUtils.getBitmapFromNet(ivPic, url);
    Log.d("iamgecache", "从网络获取图片啦.....-->" + url);
}

@SuppressLint("NewApi")
public void disPlay(View ivPic, String url) {
    Bitmap bitmap;
    // 内存缓存
    bitmap = mMemoryCacheUtils.getBitmapFromMemory(url);
    if (bitmap != null) {
        // ivPic.setImageBitmap(bitmap);
        if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN) {
            // Android系统大于等于API16，使用setBackground
            ivPic.setBackground(new BitmapDrawable(bitmap));
        } else {
            // Android系统小于API16，使用setBackground
            ivPic.setBackgroundDrawable(new BitmapDrawable(bitmap));

        }
        // ivPic.setBackground(new BitmapDrawable(bitmap));

        Log.d("iamgecache", "从内存获取图片啦.....--->" + url);
        return;
    }

    // 本地缓存
    bitmap = mLocalCacheUtils.getBitmapFromLocal(url);
    if (bitmap != null) {
        // ivPic.setImageBitmap(bitmap);

        if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN) {
            // Android系统大于等于API16，使用setBackground
            ivPic.setBackground(new BitmapDrawable(bitmap));
        } else {
            // Android系统小于API16，使用setBackground
            ivPic.setBackgroundDrawable(new BitmapDrawable(bitmap));
        }
        // ivPic.setBackground(new BitmapDrawable(bitmap));

        Log.d("iamgecache", "从本地获取图片啦.....-->" + url);
        // 从本地获取图片后,保存至内存中
        mMemoryCacheUtils.setBitmapToMemory(url, bitmap);
        return;
    }
    // 网络缓存
    mNetCacheUtils.getBitmapFromNet(ivPic, url);
    // ivPic.setBackground(new BitmapDrawable(bitmap));
    Log.d("iamgecache", "从网络获取图片啦.....-->" + url);
}

4.总结

本文全面总结了图片资源Bitmap的使用优化，具体如下图