Android Bitmap缓存池使用详解

移动开发 Android
本文介绍了如何使用缓存来提高UI的载入输入和滑动的流畅性。使用内存缓存、使用磁盘缓存、处理配置改变事件等方法将会有效的解决这个问题。

本文介绍了如何使用缓存来提高UI的载入输入和滑动的流畅性。使用内存缓存、使用磁盘缓存、处理配置改变事件等方法将会有效的解决这个问题。

在您的UI中显示单个图片是非常简单的,如果您需要一次显示很多图片就有点复杂了。在很多情况下(例如使用 ListView, GridView 或者 ViewPager控件),显示在屏幕上的图片以及即将显示在屏幕上的图片数量是非常大的(例如在图库中浏览大量图片)。

在这些控件中,当一个子控件不显示的时候,系统会重用该控件来循环显示 以便减少对内存的消耗。同时垃圾回收机制还会释放那些已经载入内存中的Bitmap资源(假设您没有强引用这些Bitmap)。一般来说这样都是不错的,但是在用户来回滑动屏幕的时候,为了保证UI的流畅性和载入图片的效率,您需要避免重复的处理这些需要显示的图片。 使用内存缓存和磁盘缓存可以解决这个问题,使用缓存可以让控件快速的加载已经处理过的图片。

本文介绍如何使用缓存来提高UI的载入输入和滑动的流畅性。

使用内存缓存

内存缓存提高了访问图片的速度,但是要占用不少内存。 LruCache类(在API 4之前可以使用Support Library 中的类 )特别适合缓存Bitmap, 把最近使用到的Bitmap对象用强引用保存起来(保存到LinkedHashMap中),当缓存数量达到预定的值的时候,把不经常使用的对象删除。

注意: 过去,实现内存缓存的常用做法是使用SoftReference 或者WeakReference bitmap 缓存,但是不推荐使用这种方式。从Android 2.3 (API Level 9) 开始,垃圾回收开始强制的回收掉 soft/weak 引用 从而导致这些缓存没有任何效率的提升。

另外,在 Android 3.0 (API Level 11)之前,这些缓存的Bitmap数据保存在底层内存(native memory)中,并且达到预定条件后也不会释放这些对象,从而可能导致程序超过内存限制并崩溃。

在使用 LruCache 的时候,需要考虑如下一些因素来选择一个合适的缓存数量参数:

  • 程序中还有多少内存可用
  • 同时在屏幕上显示多少图片?要先缓存多少图片用来显示到即将看到的屏幕上?
  • 设备的屏幕尺寸和屏幕密度是多少?超高的屏幕密度(xhdpi 例如 Galaxy Nexus)
  • 设备显示同样的图片要比低屏幕密度(hdpi 例如 Nexus S)设备需要更多的内存。
  • 图片的尺寸和格式决定了每个图片需要占用多少内存
  • 图片访问的频率如何?一些图片的访问频率要比其他图片高很多?如果是这样的话,您可能需要把这些经常访问的图片放到内存中。
  • 在质量和数量上如何平衡?有些情况下保存大量的低质量的图片是非常有用的,当需要的情况下使用后台线程来加入一个高质量版本的图片。

这里没有***配方可以适合所有的程序,您需要分析您的使用情况并在指定自己的缓存策略。使用太小的缓存并不能起到应有的效果,而使用太大的缓存会消耗更多

的内存从而有可能导致 java.lang.OutOfMemory 异常或者留下很少的内存供您的程序其他功能使用。

下面是一个使用 LruCache 缓存的示例:

  1. private LruCache<string, bitmap=""> mMemoryCache;  
  2.  
  3. @Override  
  4. protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
  5.     ...  
  6.     // Get memory class of this device, exceeding this amount will throw an  
  7.     // OutOfMemory exception.  
  8.     final int memClass = ((ActivityManager) context.getSystemService(  
  9.             Context.ACTIVITY_SERVICE)).getMemoryClass();  
  10.  
  11.     // Use 1/8th of the available memory for this memory cache.  
  12.     final int cacheSize = 1024 * 1024 * memClass / 8;  
  13.  
  14.     mMemoryCache = new LruCache<string, bitmap="">(cacheSize) {  
  15.         @Override  
  16.         protected int sizeOf(String key, Bitmap bitmap) {  
  17.             // The cache size will be measured in bytes rather than number of items.  
  18.             return bitmap.getByteCount();  
  19.         }  
  20.     };  
  21.     ...  
  22. }                                                                
  23. public void addBitmapToMemoryCache(String key, Bitmap bitmap) {  
  24.     if (getBitmapFromMemCache(key) == null) {  
  25.         mMemoryCache.put(key, bitmap);  
  26.     }  
  27. }                                                                
  28. public Bitmap getBitmapFromMemCache(String key) {  
  29.     return mMemoryCache.get(key);  
  30.  

注意: 在这个示例中,该程序的1/8内存都用来做缓存用了。在一个normal/hdpi设备中,这至少有4MB(32/8)内存。

在一个分辨率为 800×480的设备中,满屏的GridView全部填充上图片将会使用差不多1.5MB(800*480*4 bytes)的内存,所以这样差不多在内存中缓存了2.5页的图片。

当在 ImageView 中显示图片的时候,先检查LruCache 中是否存在。如果存在就使用缓存后的图片,如果不存在就启动后台线程去载入图片并缓存:

  1. public void loadBitmap(int resId, ImageView imageView) {  
  2.     final String imageKey = String.valueOf(resId);  
  3.     final Bitmap bitmap = getBitmapFromMemCache(imageKey);  
  4.     if (bitmap != null) {  
  5.         mImageView.setImageBitmap(bitmap);  
  6.     } else {  
  7.         mImageView.setImageResource(R.drawable.image_placeholder);  
  8.         BitmapWorkerTask task = new BitmapWorkerTask(mImageView);  
  9.         task.execute(resId);  
  10.     }  
  11.  

BitmapWorkerTask 需要把新的图片添加到缓存中:

  1. class BitmapWorkerTask extends AsyncTask<integer, void,="" bitmap=""> {  
  2.     ...  
  3.     // Decode image in background.  
  4.     @Override  
  5.     protected Bitmap doInBackground(Integer... params) {  
  6.         final Bitmap bitmap = decodeSampledBitmapFromResource(  
  7.                 getResources(), params[0], 100, 100));  
  8.         addBitmapToMemoryCache(String.valueOf(params[0]), bitmap);  
  9.         return bitmap;  
  10.     }  
  11.     ...  
  12.  

下页将为您介绍其它两种方法使用磁盘缓存和处理配置改变事件

使用磁盘缓存

在访问最近使用过的图片中,内存缓存速度很快,但是您无法确定图片是否在缓存中存在。像GridView 这种控件可能具有很多图片需要显示,很快图片数据就填满了缓存容量。

同时您的程序还可能被其他任务打断,比如打进的电话 — 当您的程序位于后台的时候,系统可能会清楚到这些图片缓存。一旦用户恢复使用您的程序,您还需要重新处理这些图片。

在这种情况下,可以使用磁盘缓存来保存这些已经处理过的图片,当这些图片在内存缓存中不可用的时候,可以从磁盘缓存中加载从而省略了图片处理过程。

当然, 从磁盘载入图片要比从内存读取慢很多,并且应该在非UI线程中载入磁盘图片。

注意: 如果缓存的图片经常被使用的话,可以考虑使用ContentProvider ,例如在图库程序中就是这样干滴。

在示例代码中有个简单的 DiskLruCache 实现。然后,在Android 4.0中包含了一个更加可靠和推荐使用的DiskLruCache(libcore/luni/src/main/java/libcore/io/DiskLruCache.java)。您可以很容易的把这个实现移植到4.0之前的版本中使用(来 href=”http://www.google.com/search?q=disklrucache”>Google一下 看看其他人是否已经这样干了!)。

这里是一个更新版本的 DiskLruCache :

  1. private DiskLruCache mDiskCache;  
  2. private static final int DISK_CACHE_SIZE = 1024 * 1024 * 10; // 10MB  
  3. private static final String DISK_CACHE_SUBDIR = "thumbnails";  
  4.  
  5. @Override  
  6. protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
  7.     ...  
  8.     // Initialize memory cache  
  9.     ...  
  10.     File cacheDir = getCacheDir(this, DISK_CACHE_SUBDIR);  
  11.     mDiskCache = DiskLruCache.openCache(this, cacheDir, DISK_CACHE_SIZE);  
  12.     ...  
  13. }                                 
  14. class BitmapWorkerTask extends AsyncTask<integer, void,="" bitmap=""> {  
  15.     ...  
  16.     // Decode image in background.  
  17.     @Override  
  18.     protected Bitmap doInBackground(Integer... params) {  
  19.         final String imageKey = String.valueOf(params[0]);  
  20.  
  21.         // Check disk cache in background thread  
  22.         Bitmap bitmap = getBitmapFromDiskCache(imageKey);  
  23.  
  24.         if (bitmap == null) { // Not found in disk cache  
  25.             // Process as normal  
  26.             final Bitmap bitmap = decodeSampledBitmapFromResource(  
  27.                     getResources(), params[0], 100, 100));  
  28.         }                                
  29.         // Add final bitmap to caches  
  30.         addBitmapToCache(String.valueOf(imageKey, bitmap);  
  31.  
  32.         return bitmap;  
  33.     }  
  34.     ...  
  35. }                                 
  36. public void addBitmapToCache(String key, Bitmap bitmap) {  
  37.     // Add to memory cache as before  
  38.     if (getBitmapFromMemCache(key) == null) {  
  39.         mMemoryCache.put(key, bitmap);  
  40.     }                                 
  41.     // Also add to disk cache  
  42.     if (!mDiskCache.containsKey(key)) {  
  43.         mDiskCache.put(key, bitmap);  
  44.     }  
  45. }                                 
  46. public Bitmap getBitmapFromDiskCache(String key) {  
  47.     return mDiskCache.get(key);  
  48. }                                 
  49. // Creates a unique subdirectory of the designated app cache directory. Tries to use external  
  50. // but if not mounted, falls back on internal storage.  
  51. public static File getCacheDir(Context context, String uniqueName) {  
  52.     // Check if media is mounted or storage is built-in, if so, try and use external cache dir  
  53.     // otherwise use internal cache dir  
  54.     final String cachePath = Environment.getExternalStorageState() == Environment.MEDIA_MOUNTED  
  55.             || !Environment.isExternalStorageRemovable() ?  
  56.                     context.getExternalCacheDir().getPath() : context.getCacheDir().getPath();  
  57.     return new File(cachePath + File.separator + uniqueName);  
  58.  

在UI线程中检测内存缓存,在后台线程中检测磁盘缓存。磁盘操作从来不应该在UI线程中实现。当图片处理完毕后,最终的结果会同时添加到内存缓存和磁盘缓存中以便将来使用。

处理配置改变事件

运行时的配置变更 — 例如 屏幕方向改变 — 导致Android摧毁正在运行的Activity,然后使用新的配置从新启动该Activity (详情,参考这里 Handling Runtime Changes)。

您需要注意避免在配置改变的时候导致重新处理所有的图片,从而提高用户体验。

幸运的是,您在 使用内存缓存 部分已经有一个很好的图片缓存了。该缓存可以通过Fragment (Fragment会通过setRetainInstance(true)函数保存起来)来传递给新的Activity

当Activity重新启动 后,Fragment 被重新附加到Activity中,您可以通过该Fragment来获取缓存对象。

下面是一个在 Fragment中保存缓存的示例:

  1. private LruCache<string, bitmap=""> mMemoryCache;                   
  2. @Override  
  3. protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
  4.     ...  
  5.     RetainFragment mRetainFragment = RetainFragment.findOrCreateRetainFragment(getFragmentManager());  
  6.     mMemoryCache = RetainFragment.mRetainedCache;  
  7.     if (mMemoryCache == null) {  
  8.         mMemoryCache = new LruCache<string, bitmap="">(cacheSize) {  
  9.             ... // Initialize cache here as usual  
  10.         }  
  11.         mRetainFragment.mRetainedCache = mMemoryCache;  
  12.     }  
  13.     ...  
  14. }                   
  15. class RetainFragment extends Fragment {  
  16.     private static final String TAG = "RetainFragment";  
  17.     public LruCache<string, bitmap=""> mRetainedCache;  
  18.  
  19.     public RetainFragment() {}                   
  20.     public static RetainFragment findOrCreateRetainFragment(FragmentManager fm) {  
  21.         RetainFragment fragment = (RetainFragment) fm.findFragmentByTag(TAG);  
  22.         if (fragment == null) {  
  23.             fragment = new RetainFragment();  
  24.         }  
  25.         return fragment;  
  26.     }                   
  27.     @Override  
  28.     public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
  29.         super.onCreate(savedInstanceState);  
  30.         <strong>setRetainInstance(true);</strong>  
  31.     }  
  32.  

此外您可以尝试分别使用和不使用Fragment来旋转设备的屏幕方向来查看具体的图片载入情况。

责任编辑:庞桂玉 来源: Android开发中文站
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