Android Bitmap缓存池使用详解
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。
这里没有万能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:
- private LruCache<string, bitmap=""> mMemoryCache;
- @Override
- protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
- ...
- // Get memory class of this device, exceeding this amount will throw an
- // OutOfMemory exception.
- final int memClass = ((ActivityManager) context.getSystemService(
- Context.ACTIVITY_SERVICE)).getMemoryClass();
- // Use 1/8th of the available memory for this memory cache.
- final int cacheSize = 1024 * 1024 * memClass / 8;
- mMemoryCache = new LruCache<string, bitmap="">(cacheSize) {
- @Override
- protected int sizeOf(String key, Bitmap bitmap) {
- // The cache size will be measured in bytes rather than number of items.
- return bitmap.getByteCount();
- }
- };
- ...
- }
- public void addBitmapToMemoryCache(String key, Bitmap bitmap) {
- if (getBitmapFromMemCache(key) == null) {
- mMemoryCache.put(key, bitmap);
- }
- }
- public Bitmap getBitmapFromMemCache(String key) {
- return mMemoryCache.get(key);
- }
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：
- public void loadBitmap(int resId, ImageView imageView) {
- final String imageKey = String.valueOf(resId);
- final Bitmap bitmap = getBitmapFromMemCache(imageKey);
- if (bitmap != null) {
- mImageView.setImageBitmap(bitmap);
- } else {
- mImageView.setImageResource(R.drawable.image_placeholder);
- BitmapWorkerTask task = new BitmapWorkerTask(mImageView);
- task.execute(resId);
- }
- }
BitmapWorkerTask 需要把新的图片添加到缓存中:
- class BitmapWorkerTask extends AsyncTask<integer, void,="" bitmap=""> {
- ...
- // Decode image in background.
- @Override
- protected Bitmap doInBackground(Integer... params) {
- final Bitmap bitmap = decodeSampledBitmapFromResource(
- getResources(), params[0], 100, 100));
- addBitmapToMemoryCache(String.valueOf(params[0]), bitmap);
- return bitmap;
- }
- ...
- }
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 ：
- private DiskLruCache mDiskCache;
- private static final int DISK_CACHE_SIZE = 1024 * 1024 * 10; // 10MB
- private static final String DISK_CACHE_SUBDIR = "thumbnails";
- @Override
- protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
- ...
- // Initialize memory cache
- ...
- File cacheDir = getCacheDir(this, DISK_CACHE_SUBDIR);
- mDiskCache = DiskLruCache.openCache(this, cacheDir, DISK_CACHE_SIZE);
- ...
- }
- class BitmapWorkerTask extends AsyncTask<integer, void,="" bitmap=""> {
- ...
- // Decode image in background.
- @Override
- protected Bitmap doInBackground(Integer... params) {
- final String imageKey = String.valueOf(params[0]);
- // Check disk cache in background thread
- Bitmap bitmap = getBitmapFromDiskCache(imageKey);
- if (bitmap == null) { // Not found in disk cache
- // Process as normal
- final Bitmap bitmap = decodeSampledBitmapFromResource(
- getResources(), params[0], 100, 100));
- }
- // Add final bitmap to caches
- addBitmapToCache(String.valueOf(imageKey, bitmap);
- return bitmap;
- }
- ...
- }
- public void addBitmapToCache(String key, Bitmap bitmap) {
- // Add to memory cache as before
- if (getBitmapFromMemCache(key) == null) {
- mMemoryCache.put(key, bitmap);
- }
- // Also add to disk cache
- if (!mDiskCache.containsKey(key)) {
- mDiskCache.put(key, bitmap);
- }
- }
- public Bitmap getBitmapFromDiskCache(String key) {
- return mDiskCache.get(key);
- }
- // Creates a unique subdirectory of the designated app cache directory. Tries to use external
- // but if not mounted, falls back on internal storage.
- public static File getCacheDir(Context context, String uniqueName) {
- // Check if media is mounted or storage is built-in, if so, try and use external cache dir
- // otherwise use internal cache dir
- final String cachePath = Environment.getExternalStorageState() == Environment.MEDIA_MOUNTED
- || !Environment.isExternalStorageRemovable() ?
- context.getExternalCacheDir().getPath() : context.getCacheDir().getPath();
- return new File(cachePath + File.separator + uniqueName);
- }
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:
- private LruCache<string, bitmap=""> mMemoryCache;
- @Override
- protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
- ...
- RetainFragment mRetainFragment = RetainFragment.findOrCreateRetainFragment(getFragmentManager());
- mMemoryCache = RetainFragment.mRetainedCache;
- if (mMemoryCache == null) {
- mMemoryCache = new LruCache<string, bitmap="">(cacheSize) {
- ... // Initialize cache here as usual
- }
- mRetainFragment.mRetainedCache = mMemoryCache;
- }
- ...
- }
- class RetainFragment extends Fragment {
- private static final String TAG = "RetainFragment";
- public LruCache<string, bitmap=""> mRetainedCache;
- public RetainFragment() {}
- public static RetainFragment findOrCreateRetainFragment(FragmentManager fm) {
- RetainFragment fragment = (RetainFragment) fm.findFragmentByTag(TAG);
- if (fragment == null) {
- fragment = new RetainFragment();
- }
- return fragment;
- }
- @Override
- public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
- super.onCreate(savedInstanceState);
- <strong>setRetainInstance(true);</strong>
- }
- }
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。
