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Android中图片的三层缓存详解

标签:
Android

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为什么要使用三层缓存

  • 如今的 Android App 经常会需要网络交互,通过网络获取图片是再正常不过的事了

  • 假如每次启动的时候都从网络拉取图片的话,势必会消耗很多流量。在当前的状况下,对于非wifi用户来说,流量还是很贵的,一个很耗流量的应用,其用户数量级肯定要受到影响

  • 特别是,当我们想要重复浏览一些图片时,如果每一次浏览都需要通过网络获取,流量的浪费可想而知

  • 所以提出三层缓存策略,通过网络、本地、内存三层缓存图片,来减少不必要的网络交互,避免浪费流量

什么是三层缓存

  • 网络缓存, 不优先加载, 速度慢,浪费流量

  • 本地缓存, 次优先加载, 速度快

  • 内存缓存, 优先加载, 速度最快

三层缓存原理

  • 首次加载 Android App 时,肯定要通过网络交互来获取图片,之后我们可以将图片保存至本地SD卡和内存中

  • 之后运行 App 时,优先访问内存中的图片缓存,若内存中没有,则加载本地SD卡中的图片

  • 总之,只在初次访问新内容时,才通过网络获取图片资源

具体实现及代码

1. 自定义的图片缓存工具类(MyBitmapUtils)

  • 通过 new MyBitmapUtils().display(ImageView ivPic, String url) 提供给外部方法进行图片缓存的接口

  • 参数含义:ivPic 用于显示图片的ImageView,url 获取图片的网络地址

/**
 * 自定义的BitmapUtils,实现三层缓存
 */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;        //内存缓存
        bitmap=mMemoryCacheUtils.getBitmapFromMemory(url);        if (bitmap!=null){
            ivPic.setImageBitmap(bitmap);
            System.out.println("从内存获取图片啦.....");            return;
        }        //本地缓存
        bitmap = mLocalCacheUtils.getBitmapFromLocal(url);        if(bitmap !=null){
            ivPic.setImageBitmap(bitmap);
            System.out.println("从本地获取图片啦.....");            //从本地获取图片后,保存至内存中
            mMemoryCacheUtils.setBitmapToMemory(url,bitmap);            return;
        }        //网络缓存
        mNetCacheUtils.getBitmapFromNet(ivPic,url);
    }
}

2. 网络缓存(NetCacheUtils)

  • 网络缓存中主要用到了AsyncTask来进行异步数据的加载

  • 简单来说,AsyncTask可以看作是一个对handler和线程池的封装,通常,AsyncTask主要用于数据简单时,handler+thread主要用于数据量多且复杂时,当然这也不是必须的,仁者见仁智者见智

  • 同时,为了避免内存溢出的问题,我们可以在获取网络图片后。对其进行图片压缩

/**
 * 三层缓存之网络缓存
 */public class NetCacheUtils {    private LocalCacheUtils mLocalCacheUtils;    private MemoryCacheUtils mMemoryCacheUtils;    public NetCacheUtils(LocalCacheUtils localCacheUtils, MemoryCacheUtils memoryCacheUtils) {
        mLocalCacheUtils = localCacheUtils;
        mMemoryCacheUtils = memoryCacheUtils;
    }    /**
     * 从网络下载图片
     * @param ivPic 显示图片的imageview
     * @param url   下载图片的网络地址
     */
    public void getBitmapFromNet(ImageView ivPic, String url) {        new BitmapTask().execute(ivPic, url);//启动AsyncTask

    }    /**
     * AsyncTask就是对handler和线程池的封装
     * 第一个泛型:参数类型
     * 第二个泛型:更新进度的泛型
     * 第三个泛型:onPostExecute的返回结果
     */
    class BitmapTask extends AsyncTask<Object, Void, Bitmap> {        private ImageView ivPic;        private String url;        /**
         * 后台耗时操作,存在于子线程中
         * @param params
         * @return
         */
        @Override
        protected Bitmap doInBackground(Object[] params) {
            ivPic = (ImageView) params[0];
            url = (String) params[1];            return downLoadBitmap(url);
        }        /**
         * 更新进度,在主线程中
         * @param values
         */
        @Override
        protected void onProgressUpdate(Void[] values) {            super.onProgressUpdate(values);
        }        /**
         * 耗时方法结束后执行该方法,主线程中
         * @param result
         */
        @Override
        protected void onPostExecute(Bitmap result) {            if (result != null) {
                ivPic.setImageBitmap(result);
                System.out.println("从网络缓存图片啦.....");                //从网络获取图片后,保存至本地缓存
                mLocalCacheUtils.setBitmapToLocal(url, result);                //保存至内存中
                mMemoryCacheUtils.setBitmapToMemory(url, result);

            }
        }
    }    /**
     * 网络下载图片
     * @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) {                //图片压缩
                BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
                options.inSampleSize=2;//宽高压缩为原来的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. 本地缓存(LocalCacheUtils)

  • 在初次通过网络获取图片后,我们可以在本地SD卡中将图片保存起来

  • 可以使用MD5加密图片的网络地址,来作为图片的名称保存

/**
 * 三层缓存之本地缓存
 */public class LocalCacheUtils {    private static final String CACHE_PATH= Environment.getExternalStorageDirectory().getAbsolutePath()+"/WerbNews";    /**
     * 从本地读取图片
     * @param url
     */
    public Bitmap getBitmapFromLocal(String url){
        String fileName = null;//把图片的url当做文件名,并进行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;
    }    /**
     * 从网络获取图片后,保存至本地缓存
     * @param url
     * @param bitmap
     */
    public void setBitmapToLocal(String url,Bitmap bitmap){        try {
            String fileName = MD5Encoder.encode(url);//把图片的url当做文件名,并进行MD5加密
            File file=new File(CACHE_PATH,fileName);            //通过得到文件的父文件,判断父文件是否存在
            File parentFile = file.getParentFile();            if (!parentFile.exists()){
                parentFile.mkdirs();
            }            //把图片保存至本地
            bitmap.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG,100,new FileOutputStream(file));
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }
}

4. 内存缓存(MemoryCacheUtils)

  • 这是本文中最重要且需要重点介绍的部分

  • 进行内存缓存,就一定要注意一个问题,那就是内存溢出(OutOfMemory)

  • 为什么会造成内存溢出?

    • Android 虚拟机默认分配给每个App 16M的内存空间,真机会比16M大,但任会出现内存溢出的情况

    • Android 系统在加载图片时是解析每一个像素的信息,再把每一个像素全部保存至内存中

    • 图片大小 = 图片的总像素 * 每个像素占用的大小

      单色图:每个像素占用1/8个字节,16色图:每个像素占用1/2个字节,256色图:每个像素占用1个字节,24位图:每个像素占用3个字节(常见的rgb构成的图片)

    • 例如一张1920×1080的JPG图片,在Android 系统中是以ARGB格式解析的,即一个像素需占用4个字节,图片的大小=1920x1080x4=7M

  • 实现方法:

  1. 通过 HashMap 键值对的方式保存图片,key为地址,value为图片对象,但因是强引用对象,很容易造成内存溢出可以尝试SoftReference软引用对象

  2. 通过 HashMap> SoftReference 为软引用对象(GC垃圾回收会自动回收软引用对象),但在Android2.3+后,系统会优先考虑回收弱引用对象,官方提出使用LruCache

  3. 通过 LruCache least recentlly use 最少最近使用算法会将内存控制在一定的大小内, 超出最大值时会自动回收, 这个最大值开发者自己定

/**
 * 三层缓存之内存缓存
 */public class MemoryCacheUtils {    // private HashMap<String,Bitmap> mMemoryCache=new HashMap<>();//1.因为强引用,容易造成内存溢出,所以考虑使用下面弱引用的方法
    // private HashMap<String, SoftReference<Bitmap>> mMemoryCache = new HashMap<>();//2.因为在Android2.3+后,系统会优先考虑回收弱引用对象,官方提出使用LruCache
    private LruCache<String,Bitmap> mMemoryCache;    public MemoryCacheUtils(){        long maxMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory()/8;//得到手机最大允许内存的1/8,即超过指定内存,则开始回收
        //需要传入允许的内存最大值,虚拟机默认内存16M,真机不一定相同
        mMemoryCache=new LruCache<String,Bitmap>((int) maxMemory){            //用于计算每个条目的大小
            @Override            protected int sizeOf(String key, Bitmap value) {                int byteCount = value.getByteCount();                return byteCount;
            }
        };

    }    /**
     * 从内存中读图片
     * @param url
     */
    public Bitmap getBitmapFromMemory(String url) {        //Bitmap bitmap = mMemoryCache.get(url);//1.强引用方法
        /*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;

    }    /**
     * 往内存中写图片
     * @param url
     * @param bitmap
     */
    public void setBitmapToMemory(String url, Bitmap bitmap) {        //mMemoryCache.put(url, bitmap);//1.强引用方法
        /*2.弱引用方法
        mMemoryCache.put(url, new SoftReference<>(bitmap));
        */
        mMemoryCache.put(url,bitmap);
    }
}


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