Android圖片緩存之Bitmap詳解（一）

2019-12-12 05:50:09

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供稿：網(wǎng)友

前言：
最近準備研究一下圖片緩存框架，基于這個想法覺得還是先了解有關圖片緩存的基礎知識，今天重點學習一下Bitmap、BitmapFactory這兩個類。

Bitmap：
Bitmap是Android系統(tǒng)中的圖像處理的最重要類之一。用它可以獲取圖像文件信息，進行圖像剪切、旋轉、縮放等操作，并可以指定格式保存圖像文件。
重要函數(shù)
•public void recycle() // 回收位圖占用的內存空間，把位圖標記為Dead
•public final boolean isRecycled() //判斷位圖內存是否已釋放
•public final int getWidth()//獲取位圖的寬度
•public final int getHeight()//獲取位圖的高度
•public final boolean isMutable()//圖片是否可修改
•public int getScaledWidth(Canvas canvas)//獲取指定密度轉換后的圖像的寬度
•public int getScaledHeight(Canvas canvas)//獲取指定密度轉換后的圖像的高度
•public boolean compress(CompressFormat format, int quality, OutputStream stream)//按指定的圖片格式以及畫質，將圖片轉換為輸出流。
format：Bitmap.CompressFormat.PNG或Bitmap.CompressFormat.JPEG
quality：畫質，0-100.0表示最低畫質壓縮，100以最高畫質壓縮。對于PNG等無損格式的圖片，會忽略此項設置。
•public static Bitmap createBitmap(Bitmap src) //以src為原圖生成不可變得新圖像
•public static Bitmap createScaledBitmap(Bitmap src, int dstWidth, int dstHeight, boolean filter)//以src為原圖，創(chuàng)建新的圖像，指定新圖像的高寬以及是否可變。
•public static Bitmap createBitmap(int width, int height, Config config)――創(chuàng)建指定格式、大小的位圖
•public static Bitmap createBitmap(Bitmap source, int x, int y, int width, int height)以source為原圖，創(chuàng)建新的圖片，指定起始坐標以及新圖像的高寬。

BitmapFactory工廠類：
Option 參數(shù)類：
•public boolean inJustDecodeBounds//如果設置為true，不獲取圖片，不分配內存，但會返回圖片的高度寬度信息。
•public int inSampleSize//圖片縮放的倍數(shù)
•public int outWidth//獲取圖片的寬度值
•public int outHeight//獲取圖片的高度值
•public int inDensity//用于位圖的像素壓縮比
•public int inTargetDensity//用于目標位圖的像素壓縮比（要生成的位圖）
•public byte[] inTempStorage //創(chuàng)建臨時文件，將圖片存儲
•public boolean inScaled//設置為true時進行圖片壓縮，從inDensity到inTargetDensity
•public boolean inDither //如果為true,解碼器嘗試抖動解碼
•public Bitmap.Config inPreferredConfig //設置解碼器
•public String outMimeType //設置解碼圖像
•public boolean inPurgeable//當存儲Pixel的內存空間在系統(tǒng)內存不足時是否可以被回收
•public boolean inInputShareable //inPurgeable為true情況下才生效，是否可以共享一個InputStream
•public boolean inPreferQualityOverSpeed //為true則優(yōu)先保證Bitmap質量其次是解碼速度
•public boolean inMutable //配置Bitmap是否可以更改，比如：在Bitmap上隔幾個像素加一條線段
•public int inScreenDensity //當前屏幕的像素密度

工廠方法:
•public static Bitmap decodeFile(String pathName, Options opts) //從文件讀取圖片
•public static Bitmap decodeFile(String pathName)
•public static Bitmap decodeStream(InputStream is) //從輸入流讀取圖片
•public static Bitmap decodeStream(InputStream is, Rect outPadding, Options opts)
•public static Bitmap decodeResource(Resources res, int id) //從資源文件讀取圖片
•public static Bitmap decodeResource(Resources res, int id, Options opts)
•public static Bitmap decodeByteArray(byte[] data, int offset, int length) //從數(shù)組讀取圖片
•public static Bitmap decodeByteArray(byte[] data, int offset, int length, Options opts)
•public static Bitmap decodeFileDescriptor(FileDescriptor fd)//從文件讀取文件與decodeFile不同的是這個直接調用JNI函數(shù)進行讀取效率比較高
•public static Bitmap decodeFileDescriptor(FileDescriptor fd, Rect outPadding, Options opts)

Bitmap.Config inPreferredConfig :
枚舉變量（位圖位數(shù)越高代表其可以存儲的顏色信息越多，圖像越逼真，占用內存越大）
•public static final Bitmap.Config ALPHA_8 //代表8位Alpha位圖每個像素占用1byte內存
•public static final Bitmap.Config ARGB_4444 //代表16位ARGB位圖每個像素占用2byte內存
•public static final Bitmap.Config ARGB_8888 //代表32位ARGB位圖每個像素占用4byte內存
•public static final Bitmap.Config RGB_565 //代表8位RGB位圖每個像素占用2byte內存

Android中一張圖片（BitMap）占用的內存主要和以下幾個因數(shù)有關：圖片長度，圖片寬度，單位像素占用的字節(jié)數(shù)。

一張圖片（BitMap）占用的內存=圖片長度*圖片寬度*單位像素占用的字節(jié)數(shù)

圖片讀取實例：
1.）從文件讀取方式一

 /**  * 獲取縮放后的本地圖片  *  * @param filePath 文件路徑  * @param width 寬  * @param height 高  * @return  */ public static Bitmap readBitmapFromFile(String filePath, int width, int height) {  BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();  options.inJustDecodeBounds = true;  BitmapFactory.decodeFile(filePath, options);  float srcWidth = options.outWidth;  float srcHeight = options.outHeight;  int inSampleSize = 1;  if (srcHeight > height || srcWidth > width) {   if (srcWidth > srcHeight) {    inSampleSize = Math.round(srcHeight / height);   } else {    inSampleSize = Math.round(srcWidth / width);   }  }  options.inJustDecodeBounds = false;  options.inSampleSize = inSampleSize;  return BitmapFactory.decodeFile(filePath, options); }

2.）從文件讀取方式二效率高于方式一

/**  * 獲取縮放后的本地圖片  *  * @param filePath 文件路徑  * @param width 寬  * @param height 高  * @return  */ public static Bitmap readBitmapFromFileDescriptor(String filePath, int width, int height) {  try {   FileInputStream fis = new FileInputStream(filePath);   BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();   options.inJustDecodeBounds = true;   BitmapFactory.decodeFileDescriptor(fis.getFD(), null, options);   float srcWidth = options.outWidth;   float srcHeight = options.outHeight;   int inSampleSize = 1;   if (srcHeight > height || srcWidth > width) {    if (srcWidth > srcHeight) {     inSampleSize = Math.round(srcHeight / height);    } else {     inSampleSize = Math.round(srcWidth / width);    }   }   options.inJustDecodeBounds = false;   options.inSampleSize = inSampleSize;   return BitmapFactory.decodeFileDescriptor(fis.getFD(), null, options);  } catch (Exception ex) {  }  return null; }

測試同樣生成10張圖片兩種方式耗時比較 cpu使用以及內存占用兩者相差無幾第二種方式效率高一點所以建議優(yōu)先采用第二種方式

  start = System.currentTimeMillis();  for (int i = 0; i < testMaxCount; i++) {   BitmapUtils.readBitmapFromFile(filePath, 400, 400);  }  end = System.currentTimeMillis();  Log.e(TAG, "BitmapFactory decodeFile--time-->" + (end - start));  start = System.currentTimeMillis();  for (int i = 0; i < testMaxCount; i++) {   BitmapUtils.readBitmapFromFileDescriptor(filePath, 400, 400);  }  end = System.currentTimeMillis();  Log.e(TAG, "BitmapFactory decodeFileDescriptor--time-->" + (end - start));

3.）從輸入流中讀取文件

 /**  * 獲取縮放后的本地圖片  *  * @param ins 輸入流  * @param width 寬  * @param height 高  * @return  */ public static Bitmap readBitmapFromInputStream(InputStream ins, int width, int height) {  BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();  options.inJustDecodeBounds = true;  BitmapFactory.decodeStream(ins, null, options);  float srcWidth = options.outWidth;  float srcHeight = options.outHeight;  int inSampleSize = 1;  if (srcHeight > height || srcWidth > width) {   if (srcWidth > srcHeight) {    inSampleSize = Math.round(srcHeight / height);   } else {    inSampleSize = Math.round(srcWidth / width);   }  }  options.inJustDecodeBounds = false;  options.inSampleSize = inSampleSize;  return BitmapFactory.decodeStream(ins, null, options); }

4.）從資源文件中讀取文件

 public static Bitmap readBitmapFromResource(Resources resources, int resourcesId, int width, int height) {  BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();  options.inJustDecodeBounds = true;  BitmapFactory.decodeResource(resources, resourcesId, options);  float srcWidth = options.outWidth;  float srcHeight = options.outHeight;  int inSampleSize = 1;  if (srcHeight > height || srcWidth > width) {   if (srcWidth > srcHeight) {    inSampleSize = Math.round(srcHeight / height);   } else {    inSampleSize = Math.round(srcWidth / width);   }  }  options.inJustDecodeBounds = false;  options.inSampleSize = inSampleSize;  return BitmapFactory.decodeResource(resources, resourcesId, options); }

此種方式相當?shù)暮馁M內存建議采用decodeStream代替decodeResource 可以如下形式

 public static Bitmap readBitmapFromResource(Resources resources, int resourcesId, int width, int height) {  InputStream ins = resources.openRawResource(resourcesId);  BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();  options.inJustDecodeBounds = true;  BitmapFactory.decodeStream(ins, null, options);  float srcWidth = options.outWidth;  float srcHeight = options.outHeight;  int inSampleSize = 1;  if (srcHeight > height || srcWidth > width) {   if (srcWidth > srcHeight) {    inSampleSize = Math.round(srcHeight / height);   } else {    inSampleSize = Math.round(srcWidth / width);   }  }  options.inJustDecodeBounds = false;  options.inSampleSize = inSampleSize;  return BitmapFactory.decodeStream(ins, null, options); }

decodeStream、decodeResource占用內存對比：

 start = System.currentTimeMillis();  for (int i = 0; i < testMaxCount; i++) {   BitmapUtils.readBitmapFromResource(getResources(), R.mipmap.ic_app_center_banner, 400, 400);   Log.e(TAG, "BitmapFactory decodeResource--num-->" + i);  }  end = System.currentTimeMillis();  Log.e(TAG, "BitmapFactory decodeResource--time-->" + (end - start));  start = System.currentTimeMillis();  for (int i = 0; i < testMaxCount; i++) {   BitmapUtils.readBitmapFromResource1(getResources(), R.mipmap.ic_app_center_banner, 400, 400);   Log.e(TAG, "BitmapFactory decodeStream--num-->" + i);  }  end = System.currentTimeMillis();  Log.e(TAG, "BitmapFactory decodeStream--time-->" + (end - start));

BitmapFactory.decodeResource 加載的圖片可能會經(jīng)過縮放，該縮放目前是放在 java 層做的，效率比較低，而且需要消耗 java 層的內存。因此，如果大量使用該接口加載圖片，容易導致OOM錯誤。
BitmapFactory.decodeStream 不會對所加載的圖片進行縮放，相比之下占用內存少，效率更高。
這兩個接口各有用處，如果對性能要求較高，則應該使用 decodeStream；如果對性能要求不高，且需要 Android 自帶的圖片自適應縮放功能，則可以使用 decodeResource。

5. ）從二進制數(shù)據(jù)讀取圖片

public static Bitmap readBitmapFromByteArray(byte[] data, int width, int height) {  BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();  options.inJustDecodeBounds = true;  BitmapFactory.decodeByteArray(data, 0, data.length, options);  float srcWidth = options.outWidth;  float srcHeight = options.outHeight;  int inSampleSize = 1;  if (srcHeight > height || srcWidth > width) {   if (srcWidth > srcHeight) {    inSampleSize = Math.round(srcHeight / height);   } else {    inSampleSize = Math.round(srcWidth / width);   }  }  options.inJustDecodeBounds = false;  options.inSampleSize = inSampleSize;  return BitmapFactory.decodeByteArray(data, 0, data.length, options); }

6.）從assets文件讀取圖片

 /**  * 獲取縮放后的本地圖片  *  * @param filePath 文件路徑  * @return  */ public static Bitmap readBitmapFromAssetsFile(Context context, String filePath) {  Bitmap image = null;  AssetManager am = context.getResources().getAssets();  try {   InputStream is = am.open(filePath);   image = BitmapFactory.decodeStream(is);   is.close();  } catch (IOException e) {   e.printStackTrace();  }  return image; }

圖片保存文件：

 public static void writeBitmapToFile(String filePath, Bitmap b, int quality) {  try {   File desFile = new File(filePath);   FileOutputStream fos = new FileOutputStream(desFile);   BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fos);   b.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG, quality, bos);   bos.flush();   bos.close();  } catch (IOException e) {   e.printStackTrace();  } }

圖片壓縮：

 private static Bitmap compressImage(Bitmap image) {  if (image == null) {   return null;  }  ByteArrayOutputStream baos = null;  try {   baos = new ByteArrayOutputStream();   image.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG, 100, baos);   byte[] bytes = baos.toByteArray();   ByteArrayInputStream isBm = new ByteArrayInputStream(bytes);   Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(isBm);   return bitmap;  } catch (OutOfMemoryError e) {  } finally {   try {    if (baos != null) {     baos.close();    }   } catch (IOException e) {   }  }  return null; }

圖片縮放：

 /**  * 根據(jù)scale生成一張圖片  *  * @param bitmap  * @param scale 等比縮放值  * @return  */ public static Bitmap bitmapScale(Bitmap bitmap, float scale) {  Matrix matrix = new Matrix();  matrix.postScale(scale, scale); // 長和寬放大縮小的比例  Bitmap resizeBmp = Bitmap.createBitmap(bitmap, 0, 0, bitmap.getWidth(), bitmap.getHeight(), matrix, true);  return resizeBmp; }

獲取圖片旋轉角度：

 /**  * 讀取照片exif信息中的旋轉角度  *  * @param path 照片路徑  * @return角度  */ private static int readPictureDegree(String path) {  if (TextUtils.isEmpty(path)) {   return 0;  }  int degree = 0;  try {   ExifInterface exifInterface = new ExifInterface(path);   int orientation = exifInterface.getAttributeInt(ExifInterface.TAG_ORIENTATION, ExifInterface.ORIENTATION_NORMAL);   switch (orientation) {    case ExifInterface.ORIENTATION_ROTATE_90:     degree = 90;     break;    case ExifInterface.ORIENTATION_ROTATE_180:     degree = 180;     break;    case ExifInterface.ORIENTATION_ROTATE_270:     degree = 270;     break;   }  } catch (Exception e) {  }  return degree; }

圖片旋轉角度：

  private static Bitmap rotateBitmap(Bitmap b, float rotateDegree) {    if (b == null) {      return null;    }    Matrix matrix = new Matrix();    matrix.postRotate(rotateDegree);    Bitmap rotaBitmap = Bitmap.createBitmap(b, 0, 0, b.getWidth(), b.getHeight(), matrix, true);    return rotaBitmap;  }

圖片轉二進制：

public byte[] bitmap2Bytes(Bitmap bm) {    ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();    bm.compress(Bitmap.CompressFormat.PNG, 100, baos);    return baos.toByteArray();  }

Bitmap轉Drawable

public static Drawable bitmapToDrawable(Resources resources, Bitmap bm) {    Drawable drawable = new BitmapDrawable(resources, bm);    return drawable;  }

Drawable轉Bitmap

 public static Bitmap drawableToBitmap(Drawable drawable) {    Bitmap bitmap = Bitmap.createBitmap(drawable.getIntrinsicWidth(), drawable.getIntrinsicHeight(), drawable.getOpacity() != PixelFormat.OPAQUE ? Bitmap.Config.ARGB_8888 : Bitmap.Config.RGB_565);    Canvas canvas = new Canvas(bitmap);    drawable.setBounds(0, 0, drawable.getIntrinsicWidth(), drawable.getIntrinsicHeight());    drawable.draw(canvas);    return bitmap;  }

Drawable、Bitmap占用內存探討
之前一直使用過Afinal 和Xutils 熟悉這兩框架的都知道，兩者出自同一人，Xutils是Afina的升級版，AFinal中的圖片內存緩存使用的是Bitmap 而后來為何Xutils將內存緩存的對象改成了Drawable了呢?我們一探究竟
寫個測試程序：

 List<Bitmap> bitmaps = new ArrayList<>();    start = System.currentTimeMillis();    for (int i = 0; i < testMaxCount; i++) {      Bitmap bitmap = BitmapUtils.readBitMap(this, R.mipmap.ic_app_center_banner);      bitmaps.add(bitmap);      Log.e(TAG, "BitmapFactory Bitmap--num-->" + i);    }    end = System.currentTimeMillis();    Log.e(TAG, "BitmapFactory Bitmap--time-->" + (end - start));    List<Drawable> drawables = new ArrayList<>();        start = System.currentTimeMillis();    for (int i = 0; i < testMaxCount; i++) {      Drawable drawable = getResources().getDrawable(R.mipmap.ic_app_center_banner);      drawables.add(drawable);      Log.e(TAG, "BitmapFactory Drawable--num-->" + i);    }    end = System.currentTimeMillis();    Log.e(TAG, "BitmapFactory Drawable--time-->" + (end - start));

測試數(shù)據(jù)1000 同一張圖片