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Android原始碼分析之Glide原始碼分析&基礎版ImageLoader框架

阿新 • • 發佈：2019-02-18

1 Glide原始碼分析

　　Glide是一款由Bump Technologies開發的圖片載入框架，使得我們可以在Android平臺上以極度簡單的方式載入和展示圖片。本部落格基於Glide 3.7.0版本來進行講解，這個版本的Glide相當成熟和穩定。

1.1 Glide框架

這裡寫圖片描述
　　簡單的講就是Glide收到載入及顯示資源的任務，建立Request並將它交給RequestManager，Request 啟動 Engine 去資料來源獲取資源(通過 Fetcher )，獲取到後Transformation處理後交給Target。Glide依賴於 DiskLRUCache、GifDecoder 等開源庫去完成本地快取和 Gif 圖片解碼工作。

1.2 Glide的優點

（1）Glide不僅支援圖片快取，它支援 Gif、WebP、縮圖。甚至是 Video，所以更該當做一個媒體快取。
（2）快取友好。①Glide的記憶體快取有個active的設計，從記憶體快取中取資料時，不像一般的實現用get，而是用remove，再將這個快取資料放到一個value為軟引用的activeResources map中，並計數引用數，在圖片載入完成後進行判斷，如果引用計數為空則回收掉。②記憶體快取更小圖片，將處理後的圖片快取在記憶體快取中，而不是原始圖片以節省大小。③圖片預設使用RGB_565而不是ARGB_888。
（3）Glide與Activity/Fragment生命週期一致

，支援trimMemory。Glide對每個context都保持一個RequestManager，通過FragmentTransaction保持與 Activity/Fragment生命週期一致，並且有對應的trimMemory介面實現可供呼叫。

1.3 重點解析

（1）如何實現Glide與Activity/Fragment生命週期一致。
　　SupportRequestManagerFragment 是空的fragment ，用來監聽當前頁面的生命週期，而ActivityFragmentLifecycle 觀察fragment的生命週期（觀察者模式），回撥給Glide

1.4 時序圖

1.5 參考部落格

2 ImageLoader分析

2.1 ImageLoader框架

這裡寫圖片描述
　　ImageLoader收到載入及顯示圖片的任務，並將它交給ImageLoaderEngine，ImageLoaderEngine分發任務到具體執行緒池去執行，任務通過Cache及 ImageDownloader獲取圖片，中間可能經過BitmapProcessor和ImageDecoder處理，最終轉換為Bitmap交BitmapDisplayer在ImageAware中顯示。

2.2 優缺點

　　比較老的框架，穩定、 載入速度適中。 缺點在於：不支援GIF圖片載入；使用稍微繁瑣； 並且快取機制沒有和http的快取很好的結合， 完全是自己的一套快取機制(快取完整圖片)；預設支援ARGB_8888畫素，對記憶體的要求高。

2.3 高效載入大圖避免程式OOM

2.3.1 問題描述

（1）描述
　　給定一個1000 x 20000（寬1000px，高20000px）的大圖，如何正常載入顯示且不發生OOM ？大圖連結
（2）原因分析
　　在日常開發中，載入圖片時候，遇到高解析度的圖片，如果不做處理的話，會佔用很多記憶體，造成OOM。分析OOM的原因可知，Android系統為應用分配一定大小的堆記憶體，而如果遇到高解析度的圖片時，比如：1000x20000，如果他的配置為ARGB（每個色素佔4Byte）,那麼他需要消耗的記憶體大約為1000x20000x4=80MB，這樣就出現了OOM。當然這說的是使用系統原生方法載入圖片方法，多數情況下我們都是使用第三方庫Glide\Picasso，它們對大圖載入做了壓縮和快取處理。但是我們不能僅僅停留在會用階段，要研究清楚如何解決大圖載入OOM問題的原理。
　　解決這個問題有3種方法：① 對圖片壓縮處理；②載入大圖拒絕壓縮圖片，使用BitmapRegionDecoder區域性載入圖片；③圖片三級快取。
（3）測試程式碼

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    private SimpleImageLoader imageLoader;
    /**
     * 是否對圖片壓縮處理
     */
    private boolean ivCompressEnable = false;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.list);

        //配置
        ImageLoaderConfig.Builder builder = new ImageLoaderConfig.Builder();
        ImageLoaderConfig config = builder.setThreadCount(3) // 執行緒數量
                .setLoadPolicy(new ReversePolicy())
                 // 根據是否對圖片壓縮處理，設定快取策略（保持基本條件一致）
                .setCachePolicy(ivCompressEnable? new DoubleCache(this) : null)
                 // 是否對圖片壓縮處理
                .setIvCompressEnable(ivCompressEnable)
                .setLoadingImage(R.drawable.loading)
                .setFaildImage(R.drawable.not_found)
                .build();
        //初始化
        imageLoader = SimpleImageLoader.getInstance(config);

        intGridView();
    }

    private void intGridView() {
        GridView listview = (GridView) findViewById(R.id.listview);
        listview.setAdapter(new MyAdapter(this));
    }

    private class MyAdapter extends BaseAdapter {
        private LayoutInflater inflater;
        private Context context;

        MyAdapter(Context context) {
            inflater = LayoutInflater.from(context);
            this.context = context;
        }
        @Override
        public int getCount() {
            return imageThumbUrls.length;
        }
        @Override
        public Object getItem(int position) {
            return imageThumbUrls[position];
        }
        @Override
        public long getItemId(int position) {
            return position;
        }
        @Override
        public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {
            View item = inflater.inflate(R.layout.item, null);
            ImageView imageView = (ImageView) item.findViewById(R.id.iv);

             /**
              * 直接載入本地大圖
              * 未壓縮-丟擲OOM異常：java.lang.OutOfMemoryError: Failed to allocate a 305209092 byte allocation with 12112306 free bytes and 174MB until OOM
              */
//            imageView.setImageResource(R.drawable.iv_big);

            /**
             * 自定義框架請求圖片
             *
             * ivCompressEnable:true
             * 壓縮-不會丟擲OOM異常：
             *
             * ivCompressEnable：false
             * 未壓縮-丟擲OOM異常：java.lang.OutOfMemoryError: Failed to allocate a 33912132 byte allocation with 13357108 free bytes and 12MB until OOM
             */
            imageLoader.displayImage(imageView, imageThumbUrls[position]);

            return item;
        }
    }

    public final static String[] imageThumbUrls = new String[]{
            "http://renyugang.io/wp-content/uploads/2018/06/485ad.jpg",
            "http://renyugang.io/wp-content/uploads/2018/06/485ad.jpg",
            "http://renyugang.io/wp-content/uploads/2018/06/485ad.jpg",
            "http://renyugang.io/wp-content/uploads/2018/06/485ad.jpg",
            "http://renyugang.io/wp-content/uploads/2018/06/485ad.jpg",
            "http://renyugang.io/wp-content/uploads/2018/06/485ad.jpg",
    };
}

（4）測試結果
①ivCompressEnable：false，丟擲OOM異常，截圖如下：
這裡寫圖片描述
②ivCompressEnable：true，不會丟擲OOM異常

2.3.2 對圖片壓縮處理

（1）解決思路解析
①第一次解析：將BitmapFactory.Options的inJustDecodeBounds設定為true，禁止為bitmap分配記憶體，返回null；
②經過解析，獲取到：圖片的長寬值和MIME型別；
③計算得到ImageView的寬高；
④options.inSampleSize：計算圖片縮放的比例值（圖片原始寬高/ImageView的寬高），取大值；
⑤options.inJustDecodeBounds屬性設定為false，為bitmap分配記憶體；
⑥第二次解析：得到壓縮後的圖片。
（2） 學習方法
①ImageLoader原框架分析：Android高效載入大圖有效避免程式OOM
②本框架原始碼分析：BitmapDecoder、LocalLoader、ImageViewHelper類。
（3）原始碼

public Bitmap decodeSampledBitmapFromResource(Resources res,
            int resId, int reqWidth, int reqHeight) {
        // 第一次解析:首先使用inJustDecodeBounds=true，進行解碼以獲取圖片尺寸
        final BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
        // 只需要讀取圖片寬高資訊，無需將整張圖片載入到記憶體。返回值也不是一個Bitmap物件，而是null
        options.inJustDecodeBounds = true;
        // 從資源中加載出一個Bitmap物件（另外，decodeFile\decodeStream和decodeByteArray分別從檔案系統\輸入流\位元組陣列中載入Bitmap物件）
        BitmapFactory.decodeResource(res, resId, options);

        // 計算inSampleSize值
        options.inSampleSize = calculateInSampleSize(options, reqWidth, reqHeight);

        // 每個畫素2個位元組（預設值ARGB_8888改為RGB_565,節約一半記憶體）
        options.inPreferredConfig = Bitmap.Config.RGB_565;
        // 為bitmap分配記憶體---false
        options.inJustDecodeBounds = false;
        // 使用獲取到的inSampleSize值再次解析圖片
        // 第二次解析：經過第一次讀取現在圖片的大小，就可以決定是把整張圖片/壓縮後的圖片載入一個到記憶體中
        return BitmapFactory.decodeResource(res, resId, options);
    }
   /**
     * 根據控制元件的目標尺寸計算圖片取樣縮放比率
     *
     * @param options
     * @param reqWidth
     * @param reqHeight
     */
    private int calculateInSampleSize(BitmapFactory.Options options, int reqWidth, int reqHeight) {
        if (reqWidth == 0 || reqHeight == 0) {
            return 1;
        }

        //計算縮放的比例，圖片的原始寬高
        int width = options.outWidth;
        int height = options.outHeight;

        int inSampleSize = 1;
        //reqWidth/reqHeight---ImageView的寬/高
        if (width > reqWidth || height > reqHeight) {
            //寬高的縮放比例，圖片原始寬高/ImageView的寬高（四捨五入取整數）
            int heightRatio = Math.round((float) height / (float) reqHeight);
            int widthRatio = Math.round((float) width / (float) reqWidth);

            //取最大值：有的圖是長圖、有的是寬圖
            inSampleSize = Math.max(heightRatio, widthRatio);
        }

        //當inSampleSize為2，圖片的寬與高變成原來的1/2，(options.inSampleSize = 2)
        return inSampleSize;
    }
mImageView.setImageBitmap(decodeSampledBitmapFromResource(getResources(), R.id.image, 100, 100));

2.3.3 圖片壓縮面試題：圖片取樣壓縮，圖片是300*300，控制元件是100*100，inSampleSize值取多少？

（1）按“根據控制元件的目標尺寸計算圖片取樣縮放比率”此經典方法，計算得到的inSampleSize=3。
（2）不同資料夾對圖片最終記憶體大小有影響，以xh和xxh來說明一下，我們一般放入的圖是1：1.5，但是（分別在螢幕密度為2和3）顯示的圖片大小是1：1。這是因為螢幕密度為2的會從xh取圖，螢幕密度為3會從xxh取圖，這樣就可以保證我們圖的大小一致。

（3）實踐驗證
①螢幕密度是3倍的手機從”xxh”中取圖片，此圖片Bitmap的寬高壓縮了inSampleSize=3倍
這裡寫圖片描述
②螢幕密度是3倍的手機從”xh”中取圖片，此圖片Bitmap的寬高=原尺寸*1.5，適配螢幕
這裡寫圖片描述
③螢幕密度是2倍的手機從”xxh”中取圖片，此圖片Bitmap的寬高=原尺寸/1.5，保證圖的大小一致

（4）解答
①螢幕密度是3倍的手機從”xxh”中取圖片，inSampleSize=3
②螢幕密度是3倍的手機從”xh”中取圖片，inSampleSize=4.5
③螢幕密度是2倍的手機從”xh”中取圖片，inSampleSize=3
④螢幕密度是2倍的手機從”xxh”中取圖片，inSampleSize=2

2.3.4 載入大圖拒絕壓縮圖片，使用BitmapRegionDecoder區域性載入圖片

（1）實現思路
①不壓縮，按照原圖尺寸載入，那麼螢幕肯定是不夠大的，並且考慮到記憶體的情況，不可能一次性整圖載入到記憶體中，所以肯定是區域性載入，那麼就需要用到一個類：BitmapRegionDecoder，顯示圖片的某一塊矩形區域
②既然螢幕顯示不完，那麼最起碼要新增一個上下左右拖動的手勢，讓使用者可以拖動檢視。
（2）自定義顯示大圖控制元件原理
①提供一個設定圖片的入口；
②重寫onTouchEvent，在裡面根據使用者移動的手勢，去更新顯示區域的引數；
③每次更新區域引數後，呼叫invalidate（在主執行緒當中重新整理UI），onDraw裡面去regionDecoder.decodeRegion拿到bitmap，去draw。
（3）參考連結
Android 高清載入巨圖方案 拒絕壓縮圖片

2.3.5 圖片三級快取

3 基礎版ImageLoader框架

3.1 介紹

　　花了2周的晚上和週末，學習了MrSimp1e老師的教你寫Android ImageLoader框架，能夠在一個稍微簡單但功能齊全的框架基礎上，深入瞭解實現的同時學到知識，也能夠體會到在設計一個開源庫時應該要做哪些考慮、做哪些取捨、有什麼模式，瞭解一些開源庫的設計基本原則。當然在瞭解了ImageLoader的實現之後再去使用專業的開源庫，例如:Glide，也會更加的得心應手，出現問題的時候自己也能夠不太費力地去究其原因。因此，經過分析後，我決定把此框架加入到我的CodeLibs公共庫中。

3.2 使用方法

（1）在 gradle 中引入：

compile 'com.guan.codelibs:imageloader:1.0.0'

（2）example

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private SimpleImageLoader imageLoader;
    /**
     * 是否對圖片壓縮處理
     */
    private boolean ivCompressEnable = true;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.list);

        //配置
        ImageLoaderConfig.Builder builder = new ImageLoaderConfig.Builder();
        ImageLoaderConfig config = builder.setThreadCount(3) // 執行緒數量
                .setLoadPolicy(new ReversePolicy())
                 // 根據是否對圖片壓縮處理，設定快取策略（保持基本條件一致）
                .setCachePolicy(ivCompressEnable? new DoubleCache(this) : null)
                 // 是否對圖片壓縮處理
                .setIvCompressEnable(ivCompressEnable)
                .setLoadingImage(R.drawable.loading)
                .setFaildImage(R.drawable.not_found)
                .build();

        //初始化
        imageLoader = SimpleImageLoader.getInstance(config);

        intGridView();
    }


    /**
     * 初始化GridView
     */
    private void intGridView() {
        GridView listview = (GridView) findViewById(R.id.listview);
        listview.setAdapter(new MyAdapter(this));
    }

    private class MyAdapter extends BaseAdapter {

        private LayoutInflater inflater;
        private Context context;

        MyAdapter(Context context) {
            inflater = LayoutInflater.from(context);
            this.context = context;
        }

        @Override
        public int getCount() {
            return imageThumbUrls.length;
        }

        @Override
        public Object getItem(int position) {
            return imageThumbUrls[position];
        }

        @Override
        public long getItemId(int position) {
            return position;
        }

        @Override
        public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {
            View item = inflater.inflate(R.layout.item, null);
            ImageView imageView = (ImageView) item.findViewById(R.id.iv);

            /**
             * 載入大圖-對比未壓縮和壓縮的結果
             */
             /**
              * 直接載入本地大圖
              * 未壓縮-丟擲OOM異常：java.lang.OutOfMemoryError: Failed to allocate a 305209092 byte allocation with 12112306 free bytes and 174MB until OOM
              */
//            imageView.setImageResource(R.drawable.iv_big);

            /**
             * 自定義框架請求圖片
             *
             * ivCompressEnable:true
             * 壓縮-不會丟擲OOM異常：
             *
             * ivCompressEnable：false
             * 未壓縮-丟擲OOM異常：java.lang.OutOfMemoryError: Failed to allocate a 33912132 byte allocation with 13357108 free bytes and 12MB until OOM
             *
             */
            imageLoader.displayImage(imageView, imageThumbUrls[position]);

            /**
             * Glide框架請求
             */
//            Glide.with(context)
//                    .load(imageThumbUrls[position])
//                    .override(0,9)
//                    .centerCrop()
//                    .fitCenter()
//                    .into(imageView);
            return item;
        }
    }

    public final static String[] imageThumbUrls = new String[]{
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383290_1042.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383275_3977.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383265_8550.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383264_3954.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383264_4787.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383264_8243.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383248_3693.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383243_5120.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383242_3127.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383242_9576.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383242_1721.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383219_5806.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383214_7794.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383213_4418.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383213_3557.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383210_8779.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383172_4577.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383166_3407.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383166_2224.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383166_7301.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383165_7197.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383150_8410.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383131_3736.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383130_5094.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383130_7393.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383129_8813.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383100_3554.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383093_7894.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383092_2432.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383092_3071.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406383091_3119.jpg",
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            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406382766_5762.jpg",
            "http://img.my.csdn.net/uploads/201407/26/1406382765_7341.jpg"
    };
}

（3）效果圖
這裡寫圖片描述

3.3 原始碼地址

3.4 分析

3.5 使用到的知識點

  • 三級快取分別為記憶體， 硬碟， 網路
  • 記憶體快取 LruCache技術
  • 硬碟快取技術DiskLruCache技術
  • 圖片下載時請求轉發
  • 生產者–消費者模式
  • 建造者模式
  • 單例模式
  • 模板方法模式
  • 策略模式—LoadMannger–UrlLoader\LocalLoader\NullLoader

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