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Android中圖片的三級快取

為什麼要使用三級快取

  • 如今的 Android App 經常會需要網路互動,通過網路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路拉取圖片的話,勢必會消耗很多流量。在當前的狀況下,對於非wifi使用者來說,流量還是很貴的,一個很耗流量的應用,其使用者數量級肯定要受到影響
  • 特別是,當我們想要重複瀏覽一些圖片時,如果每一次瀏覽都需要通過網路獲取,流量的浪費可想而知
  • 所以提出三級快取策略,通過網路、本地、記憶體三級快取圖片,來減少不必要的網路互動,避免浪費流量

什麼是三級快取

  • 網路快取, 不優先載入, 速度慢,浪費流量
  • 本地快取, 次優先載入, 速度快
  • 記憶體快取, 優先載入, 速度最快

三級快取原理

  • 首次載入 Android App 時,肯定要通過網路互動來獲取圖片,之後我們可以將圖片儲存至本地SD卡和記憶體中
  • 之後執行 App 時,優先訪問記憶體中的圖片快取,若記憶體中沒有,則載入本地SD卡中的圖片
  • 總之,只在初次訪問新內容時,才通過網路獲取圖片資源

具體實現及程式碼

1. 自定義的圖片快取工具類(MyBitmapUtils)

  • 通過new MyBitmapUtils().display(ImageView ivPic, String url) 提供給外部方法進行圖片快取的介面
  • 引數含義:ivPic 用於顯示圖片的ImageView,url 獲取圖片的網路地址
    /**
     * 自定義的BitmapUtils,實現三級快取
     */
    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; //記憶體快取 bitmap=mMemoryCacheUtils.getBitmapFromMemory(url); if (bitmap!=null){ ivPic.setImageBitmap(bitmap); System.out.println("從記憶體獲取圖片啦....."); return; } //本地快取 bitmap = mLocalCacheUtils.getBitmapFromLocal(url); if(bitmap !=null){ ivPic.setImageBitmap(bitmap); System.out.println("從本地獲取圖片啦....."); //從本地獲取圖片後,儲存至記憶體中 mMemoryCacheUtils.setBitmapToMemory(url,bitmap); return; } //網路快取 mNetCacheUtils.getBitmapFromNet(ivPic,url); } }

2. 網路快取(NetCacheUtils)

  • 網路快取中主要用到了AsyncTask來進行非同步資料的載入
  • 簡單來說,AsyncTask可以看作是一個對handler和執行緒池的封裝,通常,AsyncTask主要用於資料簡單時,handler+thread主要用於資料量多且複雜時,當然這也不是必須的,仁者見仁智者見智
  • 同時,為了避免記憶體溢位的問題,我們可以在獲取網路圖片後。對其進行圖片壓縮
    /**
     * 三級快取之網路快取
     */
    public class NetCacheUtils {

        private LocalCacheUtils mLocalCacheUtils;
        private MemoryCacheUtils mMemoryCacheUtils;

        public NetCacheUtils(LocalCacheUtils localCacheUtils, MemoryCacheUtils memoryCacheUtils) {
            mLocalCacheUtils = localCacheUtils;
            mMemoryCacheUtils = memoryCacheUtils;
        }

        /**
         * 從網路下載圖片
         * @param ivPic 顯示圖片的imageview
         * @param url   下載圖片的網路地址
         */
        public void getBitmapFromNet(ImageView ivPic, String url) {
            new BitmapTask().execute(ivPic, url);//啟動AsyncTask

        }

        /**
         * AsyncTask就是對handler和執行緒池的封裝
         * 第一個泛型:引數型別
         * 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;

            /**
             * 後臺耗時操作,存在於子執行緒中
             * @param params
             * @return
             */
            @Override
            protected Bitmap doInBackground(Object[] params) {
                ivPic = (ImageView) params[0];
                url = (String) params[1];

                return downLoadBitmap(url);
            }

            /**
             * 更新進度,在主執行緒中
             * @param values
             */
            @Override
            protected void onProgressUpdate(Void[] values) {
                super.onProgressUpdate(values);
            }

            /**
             * 耗時方法結束後執行該方法,主執行緒中
             * @param result
             */
            @Override
            protected void onPostExecute(Bitmap result) {
                if (result != null) {
                    ivPic.setImageBitmap(result);
                    System.out.println("從網路快取圖片啦.....");

                    //從網路獲取圖片後,儲存至本地快取
                    mLocalCacheUtils.setBitmapToLocal(url, result);
                    //儲存至記憶體中
                    mMemoryCacheUtils.setBitmapToMemory(url, result);

                }
            }
        }

        /**
         * 網路下載圖片
         * @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. 本地快取(LocalCacheUtils)

  • 在初次通過網路獲取圖片後,我們可以在本地SD卡中將圖片儲存起來
  • 可以使用MD5加密圖片的網路地址,來作為圖片的名稱儲存
    /**
     * 三級快取之本地快取
     */
    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當做檔名,並進行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;
        }

        /**
         * 從網路獲取圖片後,儲存至本地快取
         * @param url
         * @param bitmap
         */
        public void setBitmapToLocal(String url,Bitmap bitmap){
            try {
                String fileName = MD5Encoder.encode(url);//把圖片的url當做檔名,並進行MD5加密
                File file=new File(CACHE_PATH,fileName);

                //通過得到檔案的父檔案,判斷父檔案是否存在
                File parentFile = file.getParentFile();
                if (!parentFile.exists()){
                    parentFile.mkdirs();
                }

                //把圖片儲存至本地
                bitmap.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG,100,new FileOutputStream(file));
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
    }

4. 記憶體快取(MemoryCacheUtils)

  • 這是本文中最重要且需要重點介紹的部分
  • 進行記憶體快取,就一定要注意一個問題,那就是記憶體溢位(OutOfMemory)
  • 為什麼會造成記憶體溢位?

    • Android 虛擬機器預設分配給每個App 16M的記憶體空間,真機會比16M大,但任會出現記憶體溢位的情況
    • Android 系統在載入圖片時是解析每一個畫素的資訊,再把每一個畫素全部儲存至記憶體中
    • 圖片大小 = 圖片的總畫素 * 每個畫素佔用的大小

      單色圖:每個畫素佔用1/8個位元組,16色圖:每個畫素佔用1/2個位元組,256色圖:每個畫素佔用1個位元組,24點陣圖:每個畫素佔用3個位元組(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,即一個畫素需佔用4個位元組,圖片的大小=1920x1080x4=7M

  • 實現方法:
    • 通過 HashMap<String,Bitmap>鍵值對的方式儲存圖片,key為地址,value為圖片物件,但因是強引用物件,很容易造成記憶體溢位,可以嘗試SoftReference軟引用物件
    • 通過 HashMap<String, SoftReference<Bitmap>>SoftReference 為軟引用物件(GC垃圾回收會自動回收軟引用物件),但在Android2.3+後,系統會優先考慮回收弱引用物件,官方提出使用LruCache
    • 通過 LruCache<String,Bitmap> least recentlly use 最少最近使用演算法
      會將記憶體控制在一定的大小內, 超出最大值時會自動回收, 這個最大值開發者自己定
    /**
     * 三級快取之記憶體快取
     */
    public class MemoryCacheUtils {

        // private HashMap<String,Bitmap> mMemoryCache=new HashMap<>();//1.因為強引用,容易造成記憶體溢位,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+後,系統會優先考慮回收弱引用物件,官方提出使用LruCache
        private LruCache<String,Bitmap> mMemoryCache;

        public MemoryCacheUtils(){
            long maxMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory()/8;//得到手機最大允許記憶體的1/8,即超過指定記憶體,則開始回收
            //需要傳入允許的記憶體最大值,虛擬機器預設記憶體16M,真機不一定相同
            mMemoryCache=new LruCache<String,Bitmap>((int) maxMemory){
                //用於計算每個條目的大小
                @Override
                protected int sizeOf(String key, Bitmap value) {
                    int byteCount = value.getByteCount();
                    return byteCount;
                }
            };

        }

        /**
         * 從記憶體中讀圖片
         * @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;

        }

        /**
         * 往記憶體中寫圖片
         * @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);
        }
    }