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Android 那些你所不知道的Bitmap对象详解

2016-07-10 21:34 471 查看
本文出自xiaanming的博客(http://blog.csdn.net/xiaanming/article/details/41084843),请尊重他人的辛勤劳动成果,谢谢!

我们知道Android系统分配给每个应用程序的内存是有限的,Bitmap作为消耗内存大户,我们对Bitmap的管理稍有不当就可能引发OutOfMemoryError,而Bitmap对象在不同的Android版本中存在一些差异,今天就给大家介绍下这些差异,并提供一些在使用Bitmap的需要注意的地方。

在Android2.3.3(API 10)及之前的版本中,Bitmap对象与其像素数据是分开存储的,Bitmap对象存储在Dalvik heap中,而Bitmap对象的像素数据则存储在Native Memory(本地内存)中或者说Derict Memory(直接内存)中,这使得存储在Native Memory中的像素数据的释放是不可预知的,我们可以调用recycle()方法来对Native Memory中的像素数据进行释放,前提是你可以清楚的确定Bitmap已不再使用了,如果你调用了Bitmap对象recycle()之后再将Bitmap绘制出来,就会出现"Canvas:
trying to use a recycled bitmap"错误,而在Android3.0(API 11)之后,Bitmap的像素数据和Bitmap对象一起存储在Dalvik heap中,所以我们不用手动调用recycle()来释放Bitmap对象,内存的释放都交给垃圾回收器来做,也许你会问,为什么我在显示Bitmap对象的时候还是会出现OutOfMemoryError呢?

在说这个问题之前我顺便提一下,在Android2.2(API 8)之前,使用的是Serial垃圾收集器,从名字可以看出这是一个单线程的收集器,这里的”单线程"的意思并不仅仅是使用一个CPU或者一条收集线程去收集垃圾,更重要的是在它进行垃圾收集时,必须暂停其他所有的工作线程,Android2.3之后,这种收集器就被代替了,使用的是并发的垃圾收集器,这意味着我们的垃圾收集线程和我们的工作线程互不影响。

简单的了解垃圾收集器之后,我们对上面的问题举一个简单的例子,假如系统启动了垃圾回收线程去收集垃圾,而此时我们一下子产生大量的Bitmap对象,此时是有可能会产生OutOfMemoryError,因为垃圾回收器首先要判断某个对象是否还存活(JAVA语言判断对象是否存活使用的是根搜索算法 GC Root Tracing),然后利用垃圾回收算法来对垃圾进行回收,不同的垃圾回收器具有不同的回收算法,这些都是需要时间的, 发生OutOfMemoryError的时候,我们要明确到底是因为内存泄露(Memory Leak)引发的还是内存溢出(Memory
overflow)引发的,如果是内存泄露我们需要利用工具(比如MAT)查明内存泄露的代码并进行改正,如果不存在泄露,换句话来说就是内存中的对象确实还必须活着,那我们可以看看是否可以通过某种途径,减少对象对内存的消耗,比如我们在使用Bitmap的时候,应该根据View的大小利用BitmapFactory.Options计算合适的inSimpleSize来对Bitmap进行相对应的裁剪,以减少Bitmap对内存的使用,如果上面都做好了还是存在OutOfMemoryError(一般这种情况很少发生)的话,那我们只能调大Dalvik
heap的大小了,在Android 3.1以及更高的版本中,我们可以在AndroidManifest.xml的application标签中增加一个值等于“true”的android:largeHeap属性来通知Dalvik虚拟机应用程序需要使用较大的Java Heap,但是我们也不鼓励这么做。

在Android 2.3及以下管理Bitmap

从上面我们知道,在Android2.3及以下我们推荐使用recycle()方法来释放内存,我们在使用ListView或者GridView的时候,该在什么时候去调用recycle()呢?这里我们用到引用计数,使用一个变量(dispalyRefCount)来记录Bitmap显示情况,如果Bitmap绘制在View上面displayRefCount加一, 否则就减一, 只有在displayResCount为0且Bitmap不为空且Bitmap没有调用过recycle()的时候,我们才需求对该Bitmap对象进行recycle(),所以我们需要用一个类来包装下Bitmap对象,代码如下

[java] view
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package com.example.bitmap;  

  

import android.content.res.Resources;  

import android.graphics.Bitmap;  

import android.graphics.drawable.BitmapDrawable;  

  

public class RecycleBitmapDrawable extends BitmapDrawable {  

    private int displayResCount = 0;  

    private boolean mHasBeenDisplayed;  

  

    public RecycleBitmapDrawable(Resources res, Bitmap bitmap) {  

        super(res, bitmap);  

    }  

      

      

    /** 

     * @param isDisplay 

     */  

    public void setIsDisplayed(boolean isDisplay){  

        synchronized (this) {  

            if(isDisplay){  

                mHasBeenDisplayed = true;  

                displayResCount ++;  

            }else{  

                displayResCount --;  

            }  

        }  

          

        checkState();  

          

    }  

      

    /** 

     * 检查图片的一些状态,判断是否需要调用recycle 

     */  

    private synchronized void checkState() {  

        if (displayResCount <= 0 && mHasBeenDisplayed  

                && hasValidBitmap()) {  

            getBitmap().recycle();  

        }  

    }  

      

      

    /** 

     * 判断Bitmap是否为空且是否调用过recycle() 

     * @return 

     */  

    private synchronized boolean hasValidBitmap() {  

        Bitmap bitmap = getBitmap();  

        return bitmap != null && !bitmap.isRecycled();  

    }  

  

}  

除了上面这个RecycleBitmapDrawable之外呢,我们还需要一个自定义的ImageView来控制什么时候显示Bitmap以及什么时候隐藏Bitmap对象

[java] view
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package com.example.bitmap;  

  

import android.content.Context;  

import android.graphics.drawable.Drawable;  

import android.graphics.drawable.LayerDrawable;  

import android.util.AttributeSet;  

import android.widget.ImageView;  

  

public class RecycleImageView extends ImageView {  

    public RecycleImageView(Context context) {  

        super(context);  

    }  

  

    public RecycleImageView(Context context, AttributeSet attrs) {  

        super(context, attrs);  

    }  

  

    public RecycleImageView(Context context, AttributeSet attrs, int defStyle) {  

        super(context, attrs, defStyle);  

    }  

  

    @Override  

    public void setImageDrawable(Drawable drawable) {  

        Drawable previousDrawable = getDrawable();  

        super.setImageDrawable(drawable);  

          

        //显示新的drawable  

        notifyDrawable(drawable, true);  

  

        //回收之前的图片  

        notifyDrawable(previousDrawable, false);  

    }  

  

    @Override  

    protected void onDetachedFromWindow() {  

        //当View从窗口脱离的时候,清除drawable  

        setImageDrawable(null);  

  

        super.onDetachedFromWindow();  

    }  

  

    /** 

     * 通知该drawable显示或者隐藏 

     *  

     * @param drawable 

     * @param isDisplayed 

     */  

    public static void notifyDrawable(Drawable drawable, boolean isDisplayed) {  

        if (drawable instanceof RecycleBitmapDrawable) {  

            ((RecycleBitmapDrawable) drawable).setIsDisplayed(isDisplayed);  

        } else if (drawable instanceof LayerDrawable) {  

            LayerDrawable layerDrawable = (LayerDrawable) drawable;  

            for (int i = 0, z = layerDrawable.getNumberOfLayers(); i < z; i++) {  

                notifyDrawable(layerDrawable.getDrawable(i), isDisplayed);  

            }  

        }  

    }  

  

}  

这个自定类也比较简单,重写了setImageDrawable()方法,在这个方法中我们先获取ImageView上面的图片,然后通知之前显示在ImageView的Drawable不在显示了,Drawable会判断是否需要调用recycle(),当View从Window脱离的时候会回调onDetachedFromWindow(),我们在这个方法中回收显示在ImageView的图片,具体的使用方法

[java] view
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ImageView imageView = new ImageView(context);  

        imageView.setImageDrawable(new RecycleBitmapDrawable(context.getResource(), bitmap));  

只需要用RecycleBitmapDrawable包装Bitmap对象,然后设置到ImageView上面就可以啦,具体的内存释放我们不需要管,是不是很方便呢?这是在Android2.3以及以下的版本管理Bitmap的内存。

在Android 3.0及以上管理Bitmap

由于在Android3.0及以上的版本中,Bitmap的像素数据也存储在Dalvik heap中,所以内存的管理就直接交给垃圾回收器了,我们并不需要手动的去释放内存,而今天讲的主要是BitmapFactory.Options.inBitmap的这个字段,假如这个字段被设置了,我们在解码Bitmap的时候,他会去重用inBitmap设置的Bitmap,减少内存的分配和释放,提高了应用的性能,然而在Android 4.4之前,BitmapFactory.Options.inBitmap设置的Bitmap必须和我们需要解码的Bitmap的大小一致才行,在Android4.4以后,BitmapFactory.Options.inBitmap设置的Bitmap大于或者等于我们需要解码的Bitmap的大小就OK了,我们先假设一个场景,还是在使用ListView,GridView去加载大量的图片,为了提高应用的效率,我们通常会做相对应的内存缓存和硬盘缓存,这里我们只说内存缓存,而内存缓存官方推荐使用LruCache,
注意LruCache只是起到缓存数据作用,并没有回收内存。一般我们的代码会这么写

[java] view
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package com.example.bitmap;  

  

import java.lang.ref.SoftReference;  

import java.util.Collections;  

import java.util.HashSet;  

import java.util.Iterator;  

import java.util.Set;  

  

import android.annotation.TargetApi;  

import android.graphics.Bitmap;  

import android.graphics.Bitmap.Config;  

import android.graphics.BitmapFactory;  

import android.graphics.drawable.BitmapDrawable;  

import android.os.Build;  

import android.os.Build.VERSION_CODES;  

import android.support.v4.util.LruCache;  

  

public class ImageCache {  

    private final static int MAX_MEMORY = 4 * 102 * 1024;  

    private LruCache<String, BitmapDrawable> mMemoryCache;  

  

    private Set<SoftReference<Bitmap>> mReusableBitmaps;  

  

    private void init() {  

        if (hasHoneycomb()) {  

            mReusableBitmaps = Collections  

                    .synchronizedSet(new HashSet<SoftReference<Bitmap>>());  

        }  

  

        mMemoryCache = new LruCache<String, BitmapDrawable>(MAX_MEMORY) {  

  

            /** 

             * 当保存的BitmapDrawable对象从LruCache中移除出来的时候回调的方法 

             */  

            @Override  

            protected void entryRemoved(boolean evicted, String key,  

                    BitmapDrawable oldValue, BitmapDrawable newValue) {  

  

                if (hasHoneycomb()) {  

                    mReusableBitmaps.add(new SoftReference<Bitmap>(oldValue  

                            .getBitmap()));  

                }  

            }  

  

        };  

    }  

  

      

    /** 

     * 从mReusableBitmaps中获取满足 能设置到BitmapFactory.Options.inBitmap上面的Bitmap对象 

     * @param options 

     * @return 

     */  

    protected Bitmap getBitmapFromReusableSet(BitmapFactory.Options options) {  

        Bitmap bitmap = null;  

  

        if (mReusableBitmaps != null && !mReusableBitmaps.isEmpty()) {  

            synchronized (mReusableBitmaps) {  

                final Iterator<SoftReference<Bitmap>> iterator = mReusableBitmaps  

                        .iterator();  

                Bitmap item;  

  

                while (iterator.hasNext()) {  

                    item = iterator.next().get();  

  

                    if (null != item && item.isMutable()) {  

                        if (canUseForInBitmap(item, options)) {  

                            bitmap = item;  

                            iterator.remove();  

                            break;  

                        }  

                    } else {  

                        iterator.remove();  

                    }  

                }  

            }  

        }  

        return bitmap;  

    }  

  

    /** 

     * 判断该Bitmap是否可以设置到BitmapFactory.Options.inBitmap上 

     *  

     * @param candidate 

     * @param targetOptions 

     * @return 

     */  

    @TargetApi(VERSION_CODES.KITKAT)  

    public static boolean canUseForInBitmap(Bitmap candidate,  

            BitmapFactory.Options targetOptions) {  

  

        // 在Anroid4.4以后,如果要使用inBitmap的话,只需要解码的Bitmap比inBitmap设置的小就行了,对inSampleSize  

        // 没有限制  

        if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.KITKAT) {  

            int width = targetOptions.outWidth / targetOptions.inSampleSize;  

            int height = targetOptions.outHeight / targetOptions.inSampleSize;  

            int byteCount = width * height  

                    * getBytesPerPixel(candidate.getConfig());  

            return byteCount <= candidate.getAllocationByteCount();  

        }  

  

        // 在Android  

        // 4.4之前,如果想使用inBitmap的话,解码的Bitmap必须和inBitmap设置的宽高相等,且inSampleSize为1  

        return candidate.getWidth() == targetOptions.outWidth  

                && candidate.getHeight() == targetOptions.outHeight  

                && targetOptions.inSampleSize == 1;  

    }  

  

    /** 

     * 获取每个像素所占用的Byte数 

     *  

     * @param config 

     * @return 

     */  

    public static int getBytesPerPixel(Config config) {  

        if (config == Config.ARGB_8888) {  

            return 4;  

        } else if (config == Config.RGB_565) {  

            return 2;  

        } else if (config == Config.ARGB_4444) {  

            return 2;  

        } else if (config == Config.ALPHA_8) {  

            return 1;  

        }  

        return 1;  

    }  

  

    @TargetApi(VERSION_CODES.HONEYCOMB)  

    public static boolean hasHoneycomb() {  

        return Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.HONEYCOMB;  

    }  

  

}  

上面只是一些事例性的代码,将从LruCache中移除的BitmapDrawable对象的弱引用保存在一个set中,然后从set中获取满足BitmapFactory.Options.inBitmap条件的Bitmap对象用来提高解码Bitmap性能,使用如下

[java] view
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public static Bitmap decodeSampledBitmapFromFile(String filename,  

            int reqWidth, int reqHeight) {  

  

        final BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();  

        ...  

        BitmapFactory.decodeFile(filename, options);  

        ...  

  

        // If we're running on Honeycomb or newer, try to use inBitmap.  

        if (ImageCache.hasHoneycomb()) {  

             options.inMutable = true;  

  

                if (cache != null) {  

                    Bitmap inBitmap = cache.getBitmapFromReusableSet(options);  

  

                    if (inBitmap != null) {  

                        options.inBitmap = inBitmap;  

                    }  

                }  

        }  

        ...  

        return BitmapFactory.decodeFile(filename, options);  

    }  



通过这篇文章你是不是对Bitmap对象有了更进一步的了解,在应用加载大量的Bitmap对象的时候,如果你做到上面几点,我相信应用发生OutOfMemoryError的概率会很小,并且性能会得到一定的提升,我经常会看到一些同学在评价一个图片加载框架好不好的时候,比较片面的以自己使用过程中是否发生OutOfMemoryError来定论,当然经常性的发生OutOfMemoryError你应该先检查你的代码是否存在问题,一般一些比较成熟的框架是不存在很严重的问题,毕竟它也经过很多的考验才被人熟知的,今天的讲解就到这里了
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标签:  Bitmap OOM android