android图片加载

港控/mmm° 2022-03-17 00:28 427阅读 0赞

图片占内存容量计算公式为：

图片所占内存大小 = 图片长度（像素） * 图片宽度（像素） * 一个像素所占内存空间（单位：字节）

一般地，一个象素所占内存空间根据机器颜色数（专业词汇叫色深Color Depth）来决定：(1)Nokia 老S40机器 颜色数为4096色，就是2^12, 一个象素所占内存空间为1.5个字节；(2)Nokia S40新版 机器和 S60机器 颜色数为65536色，就是2^16, 一个象素所占内存空间为2个字节；有些机器颜色数为26w色，就是2^18=2.2字节，1600w = 2^24=3个字节，一个象素所占内存空间为4个字节。  
为了节约资源以及提高存储速度，绝大多数的数码相机都采用了jpg的存储格式，大家都知道这是一种压缩格式，通常以jpg存储的图片只占其实际容量的十分之一或者更少，这还取决于存储时jpg压缩率的等级，甚至跟你这张图片中的内容还有很大的关系，纯粹的一张白色画面容量要大大的小于充满丰富内容的画面。

# 做个实验 #

在一个页面中不停的增加图片。

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
        LinearLayout mLinearLayout;
        @Override
        protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.activity_main);
            mLinearLayout = findViewById(R.id.linear);
    
            findViewById(R.id.add).setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
                @Override
                public void onClick(View v) {
                    ImageView imageView = new ImageView(MainActivity.this);
                    Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.image);
                    imageView.setImageBitmap(bitmap);
                    mLinearLayout.addView(imageView);
                }
            });
        }
    }

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
    <LinearLayout
        xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"
        android:orientation="vertical">
        <Button
            android:id="@+id/add"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:text="增加"/>
        <LinearLayout
            android:id="@+id/linear"
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="match_parent"></LinearLayout>
    </LinearLayout>

上面代码很简单，点击一下按钮，就从资源文件中解析一张图片，并且添加到界面上。下面看一下内存图谱：  
![在这里插入图片描述][20190221182835988.png]每一个波浪的地方就是新增了一张图，直到发生OOM闪退。  
下面稍微调整一点代码，图片资源只解析一次，每一次只是新增一个图片控件来显示。

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
        LinearLayout mLinearLayout;
        Bitmap bitmap;
    
        @Override
        protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.activity_main);
            mLinearLayout = findViewById(R.id.linear);
            bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.image);
    
            findViewById(R.id.add).setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
                @Override
                public void onClick(View v) {
                    ImageView imageView = new ImageView(MainActivity.this);
                    imageView.setImageBitmap(bitmap);
                    mLinearLayout.addView(imageView);
                }
            });
        }
    }

再看一下内存图谱：  
![在这里插入图片描述][20190221183110577.png]同样的，每次新增都有一个波动，但是内存都会恢复，并且不会发生OOM。  
以上实验说明，发生OOM的原因是图片在内存中占用过多，并不是显示造成的。

# 如何对Bitmap进行优化加载呢？ #

Bitmap优化加载的核心思想就是采用BitmapFactory.Options来加载所需尺寸的图片。  
比如通过ImageView来显示图片，很多时候ImageView并没有图片的原始尺寸那么大，如果把整个图片加载进来，再设置给ImageView,ImageView是无法显示原始的图片。通过BitmapFactory.Options就可以按一定的采样率（使用设置图片的采样率的方法来限制读取到的图片的大小，也就是分辨率的大小）来加载缩小后的图片，将缩小后的图片在ImageView中显示，这样就会降低内存占用从而在一定程度上避免OOM，提高了Bitmap加载时的性能。BitmapFactory提供的加载图片的四个类方法都支持BitmapFactory.Options参数，通过它就可以很方便对一个图片进行采样缩放。  
为了避免OOM异常，最好在解析每张图片的时候，先检查一下图片的大小，然后可以决定是把整张图片加载到内存还是把图片压缩后加载到内存。需要考虑以下几个因素：

*  预估一下加载整张图片所需占用的内存
 *  为了加载一张图片你所愿意提供多少内存
 *  用于展示这张图片的控件的实际的大小
 *  当前设备的屏幕尺寸和分辨率

通过BitmapFactory.Options来缩放图片，主要用到了它的inSampleSize参数，即采样率。当inSampleSize为1时，采样后的图片大小为图片的原始大小；当inSampleSize大于1时，比如2，那么采样后的图片宽高均为原图大小的1/2，像素数为原图的1/4，其占有的内存大小也为原图的1/4。  
采样率必须是大于1的整数，图片才会有缩小的效果，并且采样率同时作用于宽和高，缩放比例为1/(inSampleSize的2次方)，比如inSampleSize为4，那么缩放比例就是1/16。官方文档指出，inSampleSize的取值为2的指数：1、2、4、8、16等等。

# 图片缓存技术和图片三级缓存的实现 #

当需要在界面上加载大量图片的时候，比如使用ListView,GridView,或者ViewPager这样的组件，屏幕上显示的图片可以通过滑动屏幕等事件不断增加，最终导致OOM。  
为了保证内存的使用始终维持在一个合理的范围，通常会把被移除屏幕的图片进行处理。这个时候，垃圾回收器也会认为你不再持有这些图片的引用，从而对这些图片进行GC操作。如果为了让程序快速地运行，在界面上迅速地加载图片，我们又需要考虑到某些图片被回收之后，用户又将它重新滑入屏幕这种情况。就需要避免又重新去加载刚刚加载过的图片，这个时候，可以使用内存缓存技术解决这个问题，它可以让组件快速地重新加载和处理图片。

### 内存缓存技术 ###

内存缓存技术对那些大量占用应用程序内存的图片提供了快速访问的方法。其中最核心的类是LruCache(此类在android-support-v4的包中提供)。它的主要算法原理是把最近使用的对象用强引用存储在LinkedHashMap中，并且把最近最少使用的对象在缓存值达到预设定值之前从内存中移除。  
在过去，我们经常会使用一种非常流行的内存缓存技术的实现，即软引用或弱引用 (SoftReference or WeakReference)。但是现在已经不再推荐使用这种方式了，因为从 Android 2.3 (API Level 9)开始，垃圾回收器会更倾向于回收持有软引用或弱引用的对象，这让软引用和弱引用变得不再可靠。另外，Android 3.0 (API Level 11)中，图片的数据会存储在本地的内存当中，因而无法用一种可预见的方式将其释放，这就有潜在的风险造成应用程序的内存溢出并崩溃。  
了能够选择一个合适的缓存大小给LruCache, 有以下多个因素应该放入考虑范围内，例如：

*  你的设备可以为每个应用程序分配多大的内存？
 *  设备屏幕上一次最多能显示多少张图片？有多少图片需要进行预加载，因为有可能很快也会显示在屏幕上？
 *  你的设备的屏幕大小和分辨率分别是多少？一个超高分辨率的设备（例如 Galaxy Nexus) 比起一个较低分辨率的设备（例如 Nexus S），在持有相同数量图片的时候，需要更大的缓存空间。
 *  图片的尺寸和大小，还有每张图片会占据多少内存空间。
 *  图片被访问的频率有多高？会不会有一些图片的访问频率比其它图片要高？如果有的话，你也许应该让一些图片常驻在内存当中，或者使用多个LruCache 对象来区分不同组的图片。
 *  你能维持好数量和质量之间的平衡吗？有些时候，存储多个低像素的图片，而在后台去开线程加载高像素的图片会更加的有效。

并没有一个指定的缓存大小可以满足所有的应用程序，这是由你决定的。你应该去分析程序内存的使用情况，然后制定出一个合适的解决方案。一个太小的缓存空间，有可能造成图片频繁地被释放和重新加载，这并没有好处。而一个太大的缓存空间，则有可能还是会引起 java.lang.OutOfMemory 的异常。  
***（1）.LruCache***  
一般建议采用support-v4兼容包中提供的LruCache,可兼容到早期的Android版本，目前Android2.2以下的用户量已经很少了，因此在开发的应用兼容到Android2.2就已经足够了。  
介绍：

LruCache是一个泛型类，它内部采用一个LinkedHashMap以强引用的方式存储外界的缓存对象，它提供了get和put方法来完成缓存的获取和添加操作，当缓存满时，LruCache会移除较早使用的缓存对象，然后再添加新的缓存对象。

补充知识：强引用、软引用和弱引用的区别

*  强引用  
    直接的对象引用；内存不足时，JVM也不会被回收。(定义的成员变量都是强引用)
 *  软引用  
    SoftReference 当一个对象只有软引用存在时，系统内存不足时此对象会被gc回收；
 *  弱引用  
    WeakReference 当一个对象只有弱引用存在时，此对象会随时被gc回收。  
    虚引用  
    PhantomReference 代码被调用的时候，就被清理了。

***Android–>早期是davike虚拟机，Android Runtime***  
3.0之前，垃圾回收机制和JVM是相同的。（可以用这套软引用存储图片）  
3.0之后，davike虚拟机做了升级，只要GC（回收机制）运行，SoftReference和WeakReference一律回收。（在Android中就没用了）  
Android3.0之前软引用的写法（代码如下）：

private static Map<String, SoftReference<Bitmap>> mCaches = new LinkedHashMap<String,SoftReference<Bitmap>>();
    
    /**
     * 给imageView加载url对应的图片
     *
     * @param iv
     * @param url
     */
    public void display(ImageView iv, String url) {
        SoftReference<Bitmap> reference = mCaches.get(url);
        if (reference==null){
            //内存中没有--》本地去取
        }else {
            Bitmap bitmap = reference.get();
            if (bitmap==null){
                //gc回收了---》本地去取
            }else {
                //内存中有,就显示
            }
        }
    }

解决方案：是用了LruCache。  
LruCache是线程安全的，定义如下：

public class LruCache<K,V>{
      private final LinkedHashMap<K,V> map;
      ...
    }

***（2）.DiskLruCache***  
DiskLruCache用于实现本地存储缓存，即磁盘缓存，它通过将缓存对象写入文件系统从而实现缓存的效果。

### 图片的三级缓存的实现 ###

图片三级缓存的原理：  
![355][]三级缓存线程池和错位问题及处理?

# 参考： #

[Android性能优化：图片的加载和图片缓存技术|SquirrelNote][Android_SquirrelNote]  
[获取图片的采样率][Link 1]

[20190221182835988.png]: /images/20220317/ba14e5d070a743b7ad8fe326f9473426.png
[20190221183110577.png]: /images/20220317/e15707cc2bea4758acb68642bc22a134.png
[355]: /images/20220317/b9e3a53249ea49119ee5e7d19240c18c.png
[Android_SquirrelNote]: https://www.jianshu.com/p/05715546ac23
[Link 1]: https://blog.csdn.net/motiongear/article/details/50673890