Displaying Bitmaps Efficiently 显示图片相关

http://developer.android.com/training/displaying-bitmaps/index.html

.手机内存资源有限

.Bitmap占用的内存大

.App有时需要同时加载多张bitmap到内存

一张 2592x1936 的照片，在默认 ARGB_8888 的情况下，占用的内存： 19MB (2592*1936*4 bytes)

1.图片内存占用的计算

 android 3.1之前 (level 12)：

int bytes = bmp.getRowBytes() * bmp.getHeight()

android 3.1 开始增加了方法,实现和上述是一样的：（android4.4开始，这个方法返回的数值可能不准）

bmp.getByteCount();

/**
 * Returns the number of bytes used to store this bitmap's pixels.
 */
public final int getByteCount() {
    // int result permits bitmaps up to 46,340 x 46,340
    return getRowBytes() * getHeight();
}

从android 4.4开始要用新增的方法:

bmp.getAllocationByteCount();

This can be larger than the result of getByteCount() if a bitmap is reused to decode other bitmaps of smaller size, or by manual reconfiguration. See reconfigure(int, int, Config),setWidth(int), setHeight(int), setConfig(Bitmap.Config), and BitmapFactory.Options.inBitmap. If a bitmap is not modified in this way, this value will be the same as that returned bygetByteCount().

2. Loading Large Bitmaps Efficiently

如果图片的实际大小比界面上显示的要大，会消耗更多的内存和需要额外的缩放计算。

BitmapFactory 提供了一系列从各种资源创建Bitmap的方法，如果直接创建很可能会因为图片过大而OOM。 BitmapFactory.Options 中 inJustDecodeBounds = true 时，只解析出图片的大小等信息，不会创建bitmap:

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;

加载图片时，设置inSampleSize可以减小加载到内存图片的尺寸，比如inSampleSize=2，则图片的长和高都变为原来的1/2.

//计算inSampleSize：
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) {

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

        // Calculate the largest inSampleSize value that is a power of 2 and keeps both
        // height and width larger than the requested height and width.
        while ((halfHeight / inSampleSize) > reqHeight && (halfWidth / inSampleSize) > reqWidth) {
            inSampleSize *= 2;
        }
    }

    return inSampleSize;
}

//根据需要的大小加载图片
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);
}

3.Processing Bitmaps Off the UI Thread

图片的加载通常耗时较长，不应放在UI线程中。

class BitmapWorkerTask extends AsyncTask<Integer, Void, Bitmap> {
    //WeakReference 防止因为AsyncTask保留有ImageView 的引用而导致其不能正常释放，
    //所以不能保证执行onPostExecute时，imageView还是有效的，因此要检查null.
    private final WeakReference<ImageView> imageViewReference;

    private int data = 0;

    public BitmapWorkerTask(ImageView imageView) {
        // Use a WeakReference to ensure the ImageView can be garbage collected
        imageViewReference = new WeakReference<ImageView>(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);
}

如何在复用View的同时，正确的利用多线程加载图片的一个解决方案。

static class AsyncDrawable extends BitmapDrawable {
    private final WeakReference<BitmapWorkerTask> bitmapWorkerTaskReference;

    public AsyncDrawable(Resources res, Bitmap bitmap,
            BitmapWorkerTask bitmapWorkerTask) {
        super(res, bitmap);
        bitmapWorkerTaskReference =
            new WeakReference<BitmapWorkerTask>(bitmapWorkerTask);
    }

    public BitmapWorkerTask getBitmapWorkerTask() {
        return bitmapWorkerTaskReference.get();
    }
}

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);
    }
}

public static boolean cancelPotentialWork(int data, ImageView imageView) {
    final BitmapWorkerTask bitmapWorkerTask = getBitmapWorkerTask(imageView);

    if (bitmapWorkerTask != null) {
        final int bitmapData = bitmapWorkerTask.data;
        // If bitmapData is not yet set or it differs from the new data
        if (bitmapData == 0 || 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;
}

class BitmapWorkerTask extends AsyncTask<Integer, Void, Bitmap> {
    ...

    @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);
            }
        }
    }
}

4.Caching Bitmaps 图片缓存

为了保证效率和界面的流畅性，需要缓存图片。一般分为mem缓存和disk缓存。

MEM:
Mem缓存时常用到 LruCache类（Added in API level 12，support-lib4中也有）。

其内部实现,是将对象用强引用保存在一个LinkedHashMap中，当达到最大的缓存数量或者缓存内存大小时，会将最近最少使用的对象移除（每次添加一个新对象或者get使用一个对象时，都将其放到链表的头部，尾部的对象就是最少使用，要移除的）

以前常见缓存方式是用softReference和weakReference，但是现在不推荐使用了。 从 2.3开始，GC对软/弱引用的回收更加具有aggressive，也就是说它们很快就会被回收，起不到缓存的作用，也使其效率很低。 其次 3.0之前，bitmap 的内存数据是存储在 native 内存中的。

没有一个固定的缓存大小能适合所有的app，缓存太小影响效率，太大可能导致OOM。

设置缓存的大小需要考虑以下因素：

.最大可用内存多少。

.一次有多少图片在屏幕上，有多少即将要显示。

.屏幕的尺寸和密度。

.bitmap的参数影响其占用内存的多少 。

.图片加载的频率，根据频率高低可以考虑用多个lrucache来缓存不同类别的图片。

.平衡图片的质量和数量,有时需要大量低质量的图片，有时又需要高质量的图片。

Disk:

Mem缓存可能很快被占满。当应用切换到后台，可能被kill掉，导致mem缓存丢失，要重新加载处理图片，所以需要disk缓存。 从disk读数据比mem读慢，而且时间不确定，所以要放在工作线程中。

DiskLruCache

5.Managing Bitmap Memory

.android 2.2(API level 8)和以下的版本中，GC工作时，会阻塞app线程，导致性能降低。 从2.3开始，GC是并行工作的，bitmap没有引用指向时会很快被回收掉。

.Android 2.3.3 (API level 10)和以下的版本中，bitmap的像素数据是存储在 native内存中的，而bitmap对象是分配在虚拟机的堆上，二者是分开的。native内存中像素数据是以一种不可预测的方式释放，很可能导致OOM。

.从Android 3.0 (API level 11)开始，bitmap的像素数据和bitmap对象本身都是存储在dalvik虚拟机的堆上的。所以最好在3.0以上的机器上调试图片内存占用的问题。

所以3.0以下时，推荐使用 recycle()来显示的释放bitmap的内存。 但要注意的是，调用该方法时要确认该bitmap对象后续不会再使用到，否则会抛异常： "Canvas: trying to use a recycled bitmap". bitmapfun示例中使用了一种基于引用计数的解决方案。

Options.inBitmap

从android 3.0 开始，引入了 BitmapFactory.Options.inBitmap 字段，可以传入一个不再使用的bitmap对象，来加载一个新的bitmap，新的对象会复用旧的bitmap的内存，这样可以减少内存的分配和释放，提高了效率。

但是使用inBitmap字段有一定的限制条件：

.首先，要求旧的bitmap必须是mutable的才能复用（options.inMutable = true）。

.Android 4.4 (API level 19)之前，要求新/旧对象的尺寸必须是相等的(the dimensions must match exactly and the inSampleSize must be 1)。

.从4.4开始，新对象占用总字节数<=旧bitmap对象占用的总字节数就可以复用(the byte size of the new bitmap is smaller than the reusable bitmap candidate allocation byte count.)。

在bitmapFun 示例中，从LruCache内存缓存中移除的bitmap，放入了一个 Set<SoftReference<Bitmap>> mReusableBitmaps 中，后续decode新bitmap对象的时候，到这里面去找看是否有能符合条件的，可以复用的bitmap，有的话就复用其内存。

static boolean canUseForInBitmap(Bitmap candidate, BitmapFactory.Options targetOptions) {
    if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.KITKAT) {
        // From Android 4.4 (KitKat) onward we can re-use if the byte size of
        // the new bitmap is smaller than the reusable bitmap candidate
        // allocation byte count.
        int width = targetOptions.outWidth / targetOptions.inSampleSize;
        int height = targetOptions.outHeight / targetOptions.inSampleSize;
        int byteCount = width * height * getBytesPerPixel(candidate.getConfig());
        return byteCount <= candidate.getAllocationByteCount();
    }

    // On earlier versions, the dimensions must match exactly and the inSampleSize must be 1
    return candidate.getWidth() == targetOptions.outWidth
            && candidate.getHeight() == targetOptions.outHeight
            && targetOptions.inSampleSize == 1;
}

static int getBytesPerPixel(Config config) {
    if (config == Config.ARGB_8888) {
        return 4;
    } else if (config == Config.RGB_565) {
        return 2;
    } else if (config == Config.ARGB_4444) {
        return 2;
    } else if (config == Config.ALPHA_8) {
        return 1;
    }
    return 1;
}

6. Displaying Bitmaps in Your UI

略