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Android 圖片緩存機(jī)制的深入理解

2019-12-12 02:14:23
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供稿:網(wǎng)友

Android 圖片緩存機(jī)制的深入理解

Android加載一張圖片到用戶界面是很簡單的,但是當(dāng)一次加載多張圖片時(shí),情況就變得復(fù)雜起來。很多情況下(像ListView、GridView或ViewPager等組件),屏幕上已顯示的圖片和即將滑動(dòng)到當(dāng)前屏幕上的圖片數(shù)量基本上是沒有限制的。

這些組件通過重用已經(jīng)移除屏幕的子視圖來將降低內(nèi)存的使用,垃圾回收器也會(huì)及時(shí)釋放那些已經(jīng)不再使用的已下載的圖片,這些都是很好的方法,但是為了保持一個(gè)流暢的、快速加載的用戶界面,就應(yīng)該避免當(dāng)再次回到某個(gè)頁面時(shí)而重新處理圖片。內(nèi)存緩存和磁盤緩存可以幫我們做到這些,它們?cè)试S組件快速地重新加載已處理好的圖片。

使用內(nèi)存緩存

內(nèi)存緩存允許快速地訪問圖片,但它以占用App寶貴的內(nèi)存為代價(jià)。LruCache類(API Level 4的Support Library也支持)特別適合來做圖片緩存,它使用一個(gè)強(qiáng)引用的LinkedHashMap來保存最近使用的對(duì)象,并且會(huì)在緩存數(shù)量超出預(yù)設(shè)的大小之前移除最近最少使用的對(duì)象。

說明:以前流行的內(nèi)存緩存方案是使用軟引用或弱引用來緩存圖片,然而現(xiàn)在不推薦這樣做了,因?yàn)閺腶ndroid 2.3(API Level 9)起,垃圾收集器更傾向于先回收軟引用或弱引用,這樣就使它們變得低效。另外在Android 3.0(API Level 11)之前,圖片的像素?cái)?shù)據(jù)是存儲(chǔ)在本地內(nèi)存(native memory)中的,它以一種不可預(yù)測(cè)的方式釋放,因此可能會(huì)導(dǎo)致App超過內(nèi)存限制甚至崩潰。

為了給LruCache設(shè)置一個(gè)合適的大小,以下是應(yīng)該考慮的一些因素:

1.你的Activity或App的可用內(nèi)存是多少?

2.一次展示到屏幕上的圖片是多少?有多少圖片需要預(yù)先準(zhǔn)備好以便隨時(shí)加載到屏幕?

3.設(shè)備的屏幕尺寸和密度是多少?像Galaxy Nexus這樣的高分辨率(xhdpi)設(shè)備比Nexus S這樣分辨率(hdpi)的設(shè)備在緩存相同數(shù)量的圖片時(shí)需要更大的緩存空間。

4.圖片的尺寸和配置是怎樣的?每張圖片會(huì)占用多少內(nèi)存?

5.圖片的訪問頻率如何?是否有一些圖片比另一些訪問更加頻繁?如果這樣的話,或許可以將某些圖片一直保存在內(nèi)存里或者針對(duì)不同的圖片分組設(shè)置不同的LruCache對(duì)象。

6.你能否平衡圖片質(zhì)量和數(shù)量之間的關(guān)系?有時(shí)候存儲(chǔ)更多低質(zhì)量的圖片更加有用,當(dāng)在需要的時(shí)候,再通過后臺(tái)任務(wù)下載高質(zhì)量的圖片。

這里沒有一個(gè)具體的大小和計(jì)算公式適用于所有的App,你需要分析你的使用情況并得到一個(gè)合適的方案。當(dāng)一個(gè)緩存太小時(shí)會(huì)導(dǎo)致無益的額外的開銷,而緩存太大時(shí)也可能會(huì)引起Java.lang.OutOfMemory異常,另外緩存越大,留給App其他部分的內(nèi)存相應(yīng)就越小。

這里是一個(gè)為圖片設(shè)置LruCache的示例:

private LruCache<String, Bitmap> mMemoryCache;  @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {   ...   // Get max available VM memory, exceeding this amount will throw an   // OutOfMemory exception. Stored in kilobytes as LruCache takes an   // int in its constructor.   final int maxMemory = (int) (Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024);    // Use 1/8th of the available memory for this memory cache.   final int cacheSize = maxMemory / 8;    mMemoryCache = new LruCache<String, Bitmap>(cacheSize) {     @Override     protected int sizeOf(String key, Bitmap bitmap) {       // The cache size will be measured in kilobytes rather than       // number of items.       return bitmap.getByteCount() / 1024;     }   };   ... }  public void addBitmapToMemoryCache(String key, Bitmap bitmap) {   if (getBitmapFromMemCache(key) == null) {     mMemoryCache.put(key, bitmap);   } }  public Bitmap getBitmapFromMemCache(String key) {   return mMemoryCache.get(key); } 

說明:在上述例子中,我們分配了應(yīng)用內(nèi)存的1/8作為緩存大小,在一個(gè)normal/hdpi的設(shè)備上最少也有4MB(32/8)的大小。一個(gè)800*480分辨率的屏幕上的一個(gè)填滿圖片的GridView大概占用1.5MB(800*480*4byte)的內(nèi)存,因此該Cache至少可以緩存2.5頁這樣的圖片。

當(dāng)加載一張圖片到ImageView時(shí),首先檢查LruCache,如果找到圖片,就直接用來更新ImageView,如果沒找到就開啟一個(gè)后臺(tái)線程來處理:

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);   } } 

上述線程中,在解碼圖片之后,也需要把它添加到內(nèi)存緩存中:

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;   }   ... } 

使用磁盤緩存

雖然內(nèi)存緩存在快速訪問最近使用的圖片時(shí)是很有用的,但是你無法保證你所需要的圖片就在緩存中,類似GridView這樣展示大量數(shù)據(jù)的組件可以很輕易地就占滿內(nèi)存緩存。你的App也可能被類似電話這樣的任務(wù)打斷,當(dāng)App被切換到后臺(tái)后也可能被殺死,內(nèi)存緩存也可能被銷毀,一旦用戶回到之前的界面,你的App依然要重新處理每個(gè)圖片。

磁盤緩存可以用來輔助存儲(chǔ)處理過的圖片,當(dāng)內(nèi)存緩存中圖片不可用時(shí),可以從磁盤緩存中查找,從而減少加載次數(shù)。當(dāng)然,從磁盤讀取圖片要比從內(nèi)存讀取慢并且讀取時(shí)間是不可預(yù)期的,因此需要使用后臺(tái)線程來讀取。

說明:ContentProvider 可能是一個(gè)合適的存儲(chǔ)頻繁訪問的圖片的地方,比如在Image Gallery應(yīng)用中。

這里的示例代碼是從Android源代碼中剝離出來的DiskLruCache,以下是更新后的實(shí)例代碼,在內(nèi)存緩存的基礎(chǔ)上增加了磁盤緩存:

private DiskLruCache mDiskLruCache; private final Object mDiskCacheLock = new Object(); private boolean mDiskCacheStarting = true; 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   ...   // Initialize disk cache on background thread   File cacheDir = getDiskCacheDir(this, DISK_CACHE_SUBDIR);   new InitDiskCacheTask().execute(cacheDir);   ... }  class InitDiskCacheTask extends AsyncTask<File, Void, Void> {   @Override   protected Void doInBackground(File... params) {     synchronized (mDiskCacheLock) {       File cacheDir = params[0];       mDiskLruCache = DiskLruCache.open(cacheDir, DISK_CACHE_SIZE);       mDiskCacheStarting = false; // Finished initialization       mDiskCacheLock.notifyAll(); // Wake any waiting threads     }     return null;   } }  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(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   synchronized (mDiskCacheLock) {     if (mDiskLruCache != null && mDiskLruCache.get(key) == null) {       mDiskLruCache.put(key, bitmap);     }   } }  public Bitmap getBitmapFromDiskCache(String key) {   synchronized (mDiskCacheLock) {     // Wait while disk cache is started from background thread     while (mDiskCacheStarting) {       try {         mDiskCacheLock.wait();       } catch (InterruptedException e) {}     }     if (mDiskLruCache != null) {       return mDiskLruCache.get(key);     }   }   return null; }  // 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 getDiskCacheDir(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.MEDIA_MOUNTED.equals(Environment.getExternalStorageState()) ||           !isExternalStorageRemovable() ? getExternalCacheDir(context).getPath() :               context.getCacheDir().getPath();    return new File(cachePath + File.separator + uniqueName); } 

說明:初始化磁盤緩存需要磁盤操作因此它不應(yīng)在主線程進(jìn)行,然而這意味著有可能在磁盤緩存尚未初始化之前就有訪問操作發(fā)生,為了解決這個(gè)問題,在上面的實(shí)現(xiàn)中,使用一個(gè)鎖對(duì)象來確保只有在磁盤緩存初始化之后才會(huì)從磁盤緩存讀取數(shù)據(jù)。

內(nèi)存緩存可以直接在UI線程讀取,然而磁盤緩存必須在后臺(tái)線程檢查,磁盤操作不應(yīng)該在UI線程發(fā)生。當(dāng)圖片處理完畢后,務(wù)必將最終的圖片添加到內(nèi)存緩存和磁盤緩存以備后續(xù)使用。

以上就是對(duì)Android 圖片緩存機(jī)制的詳解,如有疑問請(qǐng)留言或者到本站社區(qū)交流討論,感謝閱讀,希望能幫助到大家,謝謝大家對(duì)本站的支持!

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