Android 那些你所不知道的Bitmap对象详解

  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

01. package com.example.bitmap;
02. import android.content.res.Resources;
03. import android.graphics.Bitmap;
04. import android.graphics.drawable.BitmapDrawable;
05. public class RecycleBitmapDrawable extends BitmapDrawable {
06. private int displayResCount = 0;
07. private boolean mHasBeenDisplayed;
08. public RecycleBitmapDrawable(Resources res, Bitmap bitmap) {
09. super(res, bitmap);
10. }
11.  
12.  
13. /**
14. * @param isDisplay
15. */
16. public void setIsDisplayed(boolean isDisplay){
17. synchronized (this) {
18. if(isDisplay){
19. mHasBeenDisplayed = true;
20. displayResCount ++;
21. }else{
22. displayResCount --;
23. }
24. }
25.  
26. checkState();
27.  
28. }
29.  
30. /**
31. * 检查图片的一些状态,判断是否需要调用recycle
32. */
33. private synchronized void checkState() {
34. if (displayResCount <= 0 && mHasBeenDisplayed
35. && hasValidBitmap()) {
36. getBitmap().recycle();
37. }
38. }
39.  
40.  
41. /**
42. * 判断Bitmap是否为空且是否调用过recycle()
43. * @return
44. */
45. private synchronized boolean hasValidBitmap() {
46. Bitmap bitmap = getBitmap();
47. return bitmap != null && !bitmap.isRecycled();
48. }
49. }

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

01. package com.example.bitmap;
02. import android.content.Context;
03. import android.graphics.drawable.Drawable;
04. import android.graphics.drawable.LayerDrawable;
05. import android.util.AttributeSet;
06. import android.widget.ImageView;
07. public class RecycleImageView extends ImageView {
08. public RecycleImageView(Context context) {
09. super(context);
10. }
11. public RecycleImageView(Context context, AttributeSet attrs) {
12. super(context, attrs);
13. }
14. public RecycleImageView(Context context, AttributeSet attrs, int defStyle) {
15. super(context, attrs, defStyle);
16. }
17. @Override
18. public void setImageDrawable(Drawable drawable) {
19. Drawable previousDrawable = getDrawable();
20. super.setImageDrawable(drawable);
21.  
22. //显示新的drawable
23. notifyDrawable(drawable, true);
24. //回收之前的图片
25. notifyDrawable(previousDrawable, false);
26. }
27. @Override
28. protected void onDetachedFromWindow() {
29. //当View从窗口脱离的时候,清除drawable
30. setImageDrawable(null);
31. super.onDetachedFromWindow();
32. }
33. /**
34. * 通知该drawable显示或者隐藏
35.
36. * @param drawable
37. * @param isDisplayed
38. */
39. public static void notifyDrawable(Drawable drawable, boolean isDisplayed) {
40. if (drawable instanceof RecycleBitmapDrawable) {
41. ((RecycleBitmapDrawable) drawable).setIsDisplayed(isDisplayed);
42. else if (drawable instanceof LayerDrawable) {
43. LayerDrawable layerDrawable = (LayerDrawable) drawable;
44. for (int i = 0, z = layerDrawable.getNumberOfLayers(); i < z; i++) {
45. notifyDrawable(layerDrawable.getDrawable(i), isDisplayed);
46. }
47. }
48. }
49. }

 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

1. ImageView imageView = new ImageView(context);
2. imageView.setImageDrawable(new RecycleBitmapDrawable(context.getResource(), bitmap));

只需要用RecycleBitmapDrawable包装下  (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

001. package com.example.bitmap;
002. import java.lang.ref.SoftReference;
003. import java.util.Collections;
004. import java.util.HashSet;
005. import java.util.Iterator;
006. import java.util.Set;
007. import android.annotation.TargetApi;
008. import android.graphics.Bitmap;
009. import android.graphics.Bitmap.Config;
010. import android.graphics.BitmapFactory;
011. import android.graphics.drawable.BitmapDrawable;
012. import android.os.Build;
013. import android.os.Build.VERSION_CODES;
014. import android.support.v4.util.LruCache;
015. public class ImageCache {
016. private final static int MAX_MEMORY = 4 102 1024;
017. private LruCache<String, BitmapDrawable> mMemoryCache;
018. private Set<SoftReference<Bitmap>> mReusableBitmaps;
019. private void init() {
020. if (hasHoneycomb()) {
021. mReusableBitmaps = Collections
022. .synchronizedSet(new HashSet<SoftReference<Bitmap>>());
023. }
024. mMemoryCache = new LruCache<String, BitmapDrawable>(MAX_MEMORY) {
025. /**
026. * 当保存的BitmapDrawable对象从LruCache中移除出来的时候回调的方法
027. */
028. @Override
029. protected void entryRemoved(boolean evicted, String key,
030. BitmapDrawable oldValue, BitmapDrawable newValue) {
031. if (hasHoneycomb()) {
032. mReusableBitmaps.add(new SoftReference<Bitmap>(oldValue
033. .getBitmap()));
034. }
035. }
036. };
037. }
038.  
039. /**
040. * 从mReusableBitmaps中获取满足 能设置到BitmapFactory.Options.inBitmap上面的Bitmap对象
041. * @param options
042. * @return
043. */
044. protected Bitmap getBitmapFromReusableSet(BitmapFactory.Options options) {
045. Bitmap bitmap = null;
046. if (mReusableBitmaps != null && !mReusableBitmaps.isEmpty()) {
047. synchronized (mReusableBitmaps) {
048. final Iterator<SoftReference<Bitmap>> iterator = mReusableBitmaps
049. .iterator();
050. Bitmap item;
051. while (iterator.hasNext()) {
052. item = iterator.next().get();
053. if (null != item && item.isMutable()) {
054. if (canUseForInBitmap(item, options)) {
055. bitmap = item;
056. iterator.remove();
057. break;
058. }
059. else {
060. iterator.remove();
061. }
062. }
063. }
064. }
065. return bitmap;
066. }
067. /**
068. * 判断该Bitmap是否可以设置到BitmapFactory.Options.inBitmap上
069.
070. * @param candidate
071. * @param targetOptions
072. * @return
073. */
074. @TargetApi(VERSION_CODES.KITKAT)
075. public static boolean canUseForInBitmap(Bitmap candidate,
076. BitmapFactory.Options targetOptions) {
077. // 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
078. // 没有限制
079. if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.KITKAT) {
080. int width = targetOptions.outWidth / targetOptions.inSampleSize;
081. int height = targetOptions.outHeight / targetOptions.inSampleSize;
082. int byteCount = width * height
083. * getBytesPerPixel(candidate.getConfig());
084. return byteCount <= candidate.getAllocationByteCount();
085. }
086. // 在Android
087. // 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
088. return candidate.getWidth() == targetOptions.outWidth
089. && candidate.getHeight() == targetOptions.outHeight
090. && targetOptions.inSampleSize == 1;
091. }
092. /**
093. * 获取每个像素所占用的Byte数
094.
095. * @param config
096. * @return
097. */
098. public static int getBytesPerPixel(Config config) {
099. if (config == Config.ARGB_8888) {
100. return 4;
101. else if (config == Config.RGB_565) {
102. return 2;
103. else if (config == Config.ARGB_4444) {
104. return 2;
105. else if (config == Config.ALPHA_8) {
106. return 1;
107. }
108. return 1;
109. }
110. @TargetApi(VERSION_CODES.HONEYCOMB)
111. public static boolean hasHoneycomb() {
112. return Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.HONEYCOMB;
113. }
114. }

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

01. public static Bitmap decodeSampledBitmapFromFile(String filename,
02. int reqWidth, int reqHeight) {
03. final BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
04. ...
05. BitmapFactory.decodeFile(filename, options);
06. ...
07. // If we're running on Honeycomb or newer, try to use inBitmap.
08. if (ImageCache.hasHoneycomb()) {
09. options.inMutable = true;
10. if (cache != null) {
11. Bitmap inBitmap = cache.getBitmapFromReusableSet(options);
12. if (inBitmap != null) {
13. options.inBitmap = inBitmap;
14. }
15. }
16. }
17. ...
18. return BitmapFactory.decodeFile(filename, options);
19. }
文章来至:近乎sns开发分享社区

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

 

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