Android圖片三級緩存的原理及其實現
為什么要使用三級緩存
- 如今的 Android App 經常會需要網絡交互,通過網絡獲取圖片是再正常不過的事了
- 假如每次啟動的時候都從網絡拉取圖片的話,勢必會消耗很多流量。在當前的狀況下,對于非wifi用戶來說,流量還是很貴的,一個很耗流量的應用,其用戶數量級肯定要受到影響
- 特別是,當我們想要重復瀏覽一些圖片時,如果每一次瀏覽都需要通過網絡獲取,流量的浪費可想而知
- 所以提出三級緩存策略,通過網絡、本地、內存三級緩存圖片,來減少不必要的網絡交互,避免浪費流量
什么是三級緩存
- 網絡緩存, 不優(yōu)先加載, 速度慢,浪費流量
- 本地緩存, 次優(yōu)先加載, 速度快
- 內存緩存, 優(yōu)先加載, 速度最快
三級緩存原理
- 首次加載 Android App 時,肯定要通過網絡交互來獲取圖片,之后我們可以將圖片保存至本地SD卡和內存中
- 之后運行 App 時,優(yōu)先訪問內存中的圖片緩存,若內存中沒有,則加載本地SD卡中的圖片
- 總之,只在初次訪問新內容時,才通過網絡獲取圖片資源
具體實現及代碼
1. 自定義的圖片緩存工具類(MyBitmapUtils)
- 通過new MyBitmapUtils().display(ImageView ivPic, String url) 提供給外部方法進行圖片緩存的接口
- 參數含義:ivPic 用于顯示圖片的ImageView,url 獲取圖片的網絡地址
/** * 自定義的BitmapUtils,實現三級緩存 */ public class MyBitmapUtils { private NetCacheUtils mNetCacheUtils; private LocalCacheUtils mLocalCacheUtils; private MemoryCacheUtils mMemoryCacheUtils; public MyBitmapUtils(){ mMemoryCacheUtils=new MemoryCacheUtils(); mLocalCacheUtils=new LocalCacheUtils(); mNetCacheUtils=new NetCacheUtils(mLocalCacheUtils,mMemoryCacheUtils); } public void disPlay(ImageView ivPic, String url) { ivPic.setImageResource(R.mipmap.pic_item_list_default); Bitmap bitmap; //內存緩存 bitmap=mMemoryCacheUtils.getBitmapFromMemory(url); if (bitmap!=null){ ivPic.setImageBitmap(bitmap); System.out.println("從內存獲取圖片啦....."); return; } //本地緩存 bitmap = mLocalCacheUtils.getBitmapFromLocal(url); if(bitmap !=null){ ivPic.setImageBitmap(bitmap); System.out.println("從本地獲取圖片啦....."); //從本地獲取圖片后,保存至內存中 mMemoryCacheUtils.setBitmapToMemory(url,bitmap); return; } //網絡緩存 mNetCacheUtils.getBitmapFromNet(ivPic,url); } }
2. 網絡緩存(NetCacheUtils)
- 網絡緩存中主要用到了AsyncTask來進行異步數據的加載
- 簡單來說,AsyncTask可以看作是一個對handler和線程池的封裝,通常,AsyncTask主要用于數據簡單時,handler+thread主要用于數據量多且復雜時,當然這也不是必須的,仁者見仁智者見智
- 同時,為了避免內存溢出的問題,我們可以在獲取網絡圖片后。對其進行圖片壓縮
/** * 三級緩存之網絡緩存 */ public class NetCacheUtils { private LocalCacheUtils mLocalCacheUtils; private MemoryCacheUtils mMemoryCacheUtils; public NetCacheUtils(LocalCacheUtils localCacheUtils, MemoryCacheUtils memoryCacheUtils) { mLocalCacheUtils = localCacheUtils; mMemoryCacheUtils = memoryCacheUtils; } /** * 從網絡下載圖片 * @param ivPic 顯示圖片的imageview * @param url 下載圖片的網絡地址 */ public void getBitmapFromNet(ImageView ivPic, String url) { new BitmapTask().execute(ivPic, url);//啟動AsyncTask } /** * AsyncTask就是對handler和線程池的封裝 * 第一個泛型:參數類型 * 第二個泛型:更新進度的泛型 * 第三個泛型:onPostExecute的返回結果 */ class BitmapTask extends AsyncTask<Object, Void, Bitmap> { private ImageView ivPic; private String url; /** * 后臺耗時操作,存在于子線程中 * @param params * @return */ @Override protected Bitmap doInBackground(Object[] params) { ivPic = (ImageView) params[0]; url = (String) params[1]; return downLoadBitmap(url); } /** * 更新進度,在主線程中 * @param values */ @Override protected void onProgressUpdate(Void[] values) { super.onProgressUpdate(values); } /** * 耗時方法結束后執(zhí)行該方法,主線程中 * @param result */ @Override protected void onPostExecute(Bitmap result) { if (result != null) { ivPic.setImageBitmap(result); System.out.println("從網絡緩存圖片啦....."); //從網絡獲取圖片后,保存至本地緩存 mLocalCacheUtils.setBitmapToLocal(url, result); //保存至內存中 mMemoryCacheUtils.setBitmapToMemory(url, result); } } } /** * 網絡下載圖片 * @param url * @return */ private Bitmap downLoadBitmap(String url) { HttpURLConnection conn = null; try { conn = (HttpURLConnection) new URL(url).openConnection(); conn.setConnectTimeout(5000); conn.setReadTimeout(5000); conn.setRequestMethod("GET"); int responseCode = conn.getResponseCode(); if (responseCode == 200) { //圖片壓縮 BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options(); options.inSampleSize=2;//寬高壓縮為原來的1/2 options.inPreferredConfig=Bitmap.Config.ARGB_4444; Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(conn.getInputStream(),null,options); return bitmap; } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { conn.disconnect(); } return null; } }
3. 本地緩存(LocalCacheUtils)
- 在初次通過網絡獲取圖片后,我們可以在本地SD卡中將圖片保存起來
- 可以使用MD5加密圖片的網絡地址,來作為圖片的名稱保存
/** * 三級緩存之本地緩存 */ public class LocalCacheUtils { private static final String CACHE_PATH= Environment.getExternalStorageDirectory().getAbsolutePath()+"/WerbNews"; /** * 從本地讀取圖片 * @param url */ public Bitmap getBitmapFromLocal(String url){ String fileName = null;//把圖片的url當做文件名,并進行MD5加密 try { fileName = MD5Encoder.encode(url); File file=new File(CACHE_PATH,fileName); Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(new FileInputStream(file)); return bitmap; } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } return null; } /** * 從網絡獲取圖片后,保存至本地緩存 * @param url * @param bitmap */ public void setBitmapToLocal(String url,Bitmap bitmap){ try { String fileName = MD5Encoder.encode(url);//把圖片的url當做文件名,并進行MD5加密 File file=new File(CACHE_PATH,fileName); //通過得到文件的父文件,判斷父文件是否存在 File parentFile = file.getParentFile(); if (!parentFile.exists()){ parentFile.mkdirs(); } //把圖片保存至本地 bitmap.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG,100,new FileOutputStream(file)); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }
4. 內存緩存(MemoryCacheUtils)
這是本文中最重要且需要重點介紹的部分
進行內存緩存,就一定要注意一個問題,那就是內存溢出(OutOfMemory)
為什么會造成內存溢出?
- Android 虛擬機默認分配給每個App 16M的內存空間,真機會比16M大,但任會出現內存溢出的情況
- Android 系統在加載圖片時是解析每一個像素的信息,再把每一個像素全部保存至內存中
- 圖片大小 = 圖片的總像素 * 每個像素占用的大小
- > 單色圖:每個像素占用1/8個字節(jié),16色圖:每個像素占用1/2個字節(jié),256色圖:每個像素占用1個字節(jié),24位圖:每個像素占用3個字節(jié)(常見的rgb構成的圖片)
- 例如一張1920x1080的JPG圖片,在Android 系統中是以ARGB格式解析的,即一個像素需占用4個字節(jié),圖片的大小=1920x1080x4=7M
實現方法:
- 通過 HashMap<String,Bitmap>鍵值對的方式保存圖片,key為地址,value為圖片對象,但因是強引用對象,很容易造成內存溢出,可以嘗試SoftReference軟引用對象
- 通過 HashMap<String, SoftReference<Bitmap>>SoftReference 為軟引用對象(GC垃圾回收會自動回收軟引用對象),但在Android2.3+后,系統會優(yōu)先考慮回收弱引用對象,官方提出使用LruCache
- 通過 LruCache<String,Bitmap> least recentlly use 最少最近使用算法
會將內存控制在一定的大小內, 超出最大值時會自動回收, 這個最大值開發(fā)者自己定
/** * 三級緩存之內存緩存 */ public class MemoryCacheUtils { // private HashMap<String,Bitmap> mMemoryCache=new HashMap<>();//1.因為強引用,容易造成內存溢出,所以考慮使用下面弱引用的方法 // private HashMap<String, SoftReference<Bitmap>> mMemoryCache = new HashMap<>();//2.因為在Android2.3+后,系統會優(yōu)先考慮回收弱引用對象,官方提出使用LruCache private LruCache<String,Bitmap> mMemoryCache; public MemoryCacheUtils(){ long maxMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory()/8;//得到手機最大允許內存的1/8,即超過指定內存,則開始回收 //需要傳入允許的內存最大值,虛擬機默認內存16M,真機不一定相同 mMemoryCache=new LruCache<String,Bitmap>((int) maxMemory){ //用于計算每個條目的大小 @Override protected int sizeOf(String key, Bitmap value) { int byteCount = value.getByteCount(); return byteCount; } }; } /** * 從內存中讀圖片 * @param url */ public Bitmap getBitmapFromMemory(String url) { //Bitmap bitmap = mMemoryCache.get(url);//1.強引用方法 /*2.弱引用方法 SoftReference<Bitmap> bitmapSoftReference = mMemoryCache.get(url); if (bitmapSoftReference != null) { Bitmap bitmap = bitmapSoftReference.get(); return bitmap; } */ Bitmap bitmap = mMemoryCache.get(url); return bitmap; } /** * 往內存中寫圖片 * @param url * @param bitmap */ public void setBitmapToMemory(String url, Bitmap bitmap) { //mMemoryCache.put(url, bitmap);//1.強引用方法 /*2.弱引用方法 mMemoryCache.put(url, new SoftReference<>(bitmap)); */ mMemoryCache.put(url,bitmap); } }
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