【Android Developers Training】 59. 管理图片存储

注：本文翻译自Google官方的Android Developers Training文档，译者技术一般，由于喜爱安卓而产生了翻译的念头，纯属个人兴趣爱好。

原文链接：http://developer.android.com/training/displaying-bitmaps/manage-memory.html

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接着上一节课的步伐，还有很多特定的事情可以让垃圾回收和位图重用变得容易。根据你的目标Android系统的不同版本，推荐的策略也会有所不同。这系列课程的样例代码：BitmapFun（链接：http://www.cnblogs.com/jdneo/p/3512517.html）向你展示了你的应用如何在不同的Android版本间有效率地工作。

在开始这堂课之前，我们先来看一下Android对于位图存储管理的演变：

• 在Android 2.2（API Level 8）之前，当垃圾回收发生时，你应用的线程会停止。由此导致的延迟会降低应用的性能表现。在Android 2.3开始加入了并发式的垃圾回收，这意味着当一个位图不再被引用时，对应的内存会被迅速回收。
• 在Android 2.3.3（API Level 10）之前，一副位图的依托像素数据（backing pixel data）存储于本机内存中。它和位图本身是分离开的，位图存储于Dalvik堆中。本机内存中的像素数据并不会以一种可预测的形式进行释放，因此可能会导致一个应用超过它的内存限制而崩溃。从Android 3.0（API Level 11）开始，像素数据和与其关联的位图都存储于Dalvik堆中了。

下面的章节将会描述如何对不同的Android版本，优化位图存储管理。

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一）. 在Android 2.3.3及之前的系统版本上管理内存

在Android 2.3.3（API Level 10）及以前，推荐使用recycle()。如果你在你的应用中要显示大量的位图数据，你极有可能引起OutOfMemoryError错误。recycle()可以让应用尽快地释放内存。

Caution：

只有当你确定对应的位图将不再被使用的情况下，你才应该使用recycle()。如果你使用了recycle()，并在之后尝试绘制该位图，那么你将会得到这样的错误提示：“Canvas: trying to use a recycled bitmap.”

下面的代码是调用recycle()的样例。它使用引用计数（变量“mDisplayRefCount”以及“mCacheRefCount”）来追踪位图是否是当前正在显示或是在缓存中。当下列情况发生时，代码会回收位图：

• “mDisplayRefCount”以及“mCacheRefCount”的引用计数都为0。
• 位图不是“null”，同时它还未被回收。

private int mCacheRefCount = 0;
private int mDisplayRefCount = 0;
...
// Notify the drawable that the displayed state has changed.
// Keep a count to determine when the drawable is no longer displayed.
public void setIsDisplayed(boolean isDisplayed) {
    synchronized (this) {
        if (isDisplayed) {
            mDisplayRefCount++;
            mHasBeenDisplayed = true;
        } else {
            mDisplayRefCount--;
        }
    }
    // Check to see if recycle() can be called.
    checkState();
}

// Notify the drawable that the cache state has changed.
// Keep a count to determine when the drawable is no longer being cached.
public void setIsCached(boolean isCached) {
    synchronized (this) {
        if (isCached) {
            mCacheRefCount++;
        } else {
            mCacheRefCount--;
        }
    }
    // Check to see if recycle() can be called.
    checkState();
}

private synchronized void checkState() {
    // If the drawable cache and display ref counts = 0, and this drawable
    // has been displayed, then recycle.
    if (mCacheRefCount <= 0 && mDisplayRefCount <= 0 && mHasBeenDisplayed
            && hasValidBitmap()) {
        getBitmap().recycle();
    }
}

private synchronized boolean hasValidBitmap() {
    Bitmap bitmap = getBitmap();
    return bitmap != null && !bitmap.isRecycled();
}

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二）. 在Android 3.0及以后的系统版本上管理内存

Android 3.0（API Level 11）引入了BitmapFactory.Options.inBitmap域。如果配置了该选项，接受该Options对象的解码方法会在加载内容时尝试去重用已经存在的位图。这意味着位图内存被重用了，从而提高了性能表现，同时免去了内存分配和回收的工作。然而，对于如何使用inBitmap会有一些限制。特别地，在Android 4.4（API Level 19）之前，只有尺寸吻合的位图才被支持。更多详细信息，可以阅读：inBitmap。

保存一幅位图以备将来使用

下面的代码样例展示了在相同的应用中，一个已经存在的位图是如何为了将来可能被再次使用到而保存的。当一个应用在Android 3.0及以上的设备上运行，且一个位图从LruCache中移除，该位图的软引用会放置在一个HashSet中，以备之后inBitmap使用：

Set<SoftReference<Bitmap>> mReusableBitmaps;
private LruCache<String, BitmapDrawable> mMemoryCache;

// If you're running on Honeycomb or newer, create a
// synchronized HashSet of references to reusable bitmaps.
if (Utils.hasHoneycomb()) {
    mReusableBitmaps =
            Collections.synchronizedSet(new HashSet<SoftReference<Bitmap>>());
}

mMemoryCache = new LruCache<String, BitmapDrawable>(mCacheParams.memCacheSize) {

    // Notify the removed entry that is no longer being cached.
    @Override
    protected void entryRemoved(boolean evicted, String key,
            BitmapDrawable oldValue, BitmapDrawable newValue) {
        if (RecyclingBitmapDrawable.class.isInstance(oldValue)) {
            // The removed entry is a recycling drawable, so notify it
            // that it has been removed from the memory cache.
            ((RecyclingBitmapDrawable) oldValue).setIsCached(false);
        } else {
            // The removed entry is a standard BitmapDrawable.
            if (Utils.hasHoneycomb()) {
                // We're running on Honeycomb or later, so add the bitmap
                // to a SoftReference set for possible use with inBitmap later.
                mReusableBitmaps.add
                        (new SoftReference<Bitmap>(oldValue.getBitmap()));
            }
        }
    }
....
}

使用一个存在的位图

在运行的程序中，解码方法检查是否有可用的位图。例如：

public static Bitmap decodeSampledBitmapFromFile(String filename,
        int reqWidth, int reqHeight, ImageCache cache) {

    final BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
    ...
    BitmapFactory.decodeFile(filename, options);
    ...

    // If we're running on Honeycomb or newer, try to use inBitmap.
    if (Utils.hasHoneycomb()) {
        addInBitmapOptions(options, cache);
    }
    ...
    return BitmapFactory.decodeFile(filename, options);
}

下面的代码是上述代码中addInBitmapOptions()方法的实现。它寻找一个存在的位图，并将它作为inBitmap的值。注意，该方法仅仅在它找到了一个合适的匹配时，才将位图设置为inBitmap的值（你的代码不可以假定这个匹配一定能找到）：

private static void addInBitmapOptions(BitmapFactory.Options options,
        ImageCache cache) {
    // inBitmap only works with mutable bitmaps, so force the decoder to
    // return mutable bitmaps.
    options.inMutable = true;

    if (cache != null) {
        // Try to find a bitmap to use for inBitmap.
        Bitmap inBitmap = cache.getBitmapFromReusableSet(options);

        if (inBitmap != null) {
            // If a suitable bitmap has been found, set it as the value of
            // inBitmap.
            options.inBitmap = inBitmap;
        }
    }
}

// This method iterates through the reusable bitmaps, looking for one
// to use for inBitmap:
protected Bitmap getBitmapFromReusableSet(BitmapFactory.Options options) {
        Bitmap bitmap = null;

    if (mReusableBitmaps != null && !mReusableBitmaps.isEmpty()) {
        synchronized (mReusableBitmaps) {
            final Iterator<SoftReference<Bitmap>> iterator
                    = mReusableBitmaps.iterator();
            Bitmap item;

            while (iterator.hasNext()) {
                item = iterator.next().get();

                if (null != item && item.isMutable()) {
                    // Check to see it the item can be used for inBitmap.
                    if (canUseForInBitmap(item, options)) {
                        bitmap = item;

                        // Remove from reusable set so it can't be used again.
                        iterator.remove();
                        break;
                    }
                } else {
                    // Remove from the set if the reference has been cleared.
                    iterator.remove();
                }
            }
        }
    }
    return bitmap;
}

最后，此方法决定备选的位图是否符合inBitmap的尺寸标准：

static boolean canUseForInBitmap(
        Bitmap candidate, BitmapFactory.Options targetOptions) {

    if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.KITKAT) {
        // From Android 4.4 (KitKat) onward we can re-use if the byte size of
        // the new bitmap is smaller than the reusable bitmap candidate
        // allocation byte count.
        int width = targetOptions.outWidth / targetOptions.inSampleSize;
        int height = targetOptions.outHeight / targetOptions.inSampleSize;
        int byteCount = width * height * getBytesPerPixel(candidate.getConfig());
        return byteCount <= candidate.getAllocationByteCount();
    }

    // On earlier versions, the dimensions must match exactly and the inSampleSize must be 1
    return candidate.getWidth() == targetOptions.outWidth
            && candidate.getHeight() == targetOptions.outHeight
            && targetOptions.inSampleSize == 1;
}

/**
 * A helper function to return the byte usage per pixel of a bitmap based on its configuration.
 */
static int getBytesPerPixel(Config config) {
    if (config == Config.ARGB_8888) {
        return 4;
    } else if (config == Config.RGB_565) {
        return 2;
    } else if (config == Config.ARGB_4444) {
        return 2;
    } else if (config == Config.ALPHA_8) {
        return 1;
    }
    return 1;
}