高效的加载Bitmap避免内存泄露

Android 性能优化
  1. Bitmap基本加载方式
  2. 高效加载一
  3. 高效加载二
  4. Options的部分成员

我们在使用bitmap时，经常会遇到内存溢出等情况，这是因为图片太大或者android系统对单个应用施加的内存限制等原因造成的，所以，高效的使用bitmap就显得尤为重要，对他效率的优化也是如此。

Bitmap基本加载方式

BitmapFactory提供的解析Bitmap的静态工厂方法有以下五种：

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Bitmap decodeFile(...)
Bitmap decodeResource(...)
Bitmap decodeByteArray(...)
Bitmap decodeStream(...)
Bitmap decodeFileDescriptor(...)

其中常用的三个：decodeFile、decodeResource、decodeStream。decodeFile和decodeResource其实最终都是调用decodeStream方法来解析Bitmap，decodeStream的内部则是调用两个native方法解析Bitmap的：

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nativeDecodeAsset()
nativeDecodeStream()

这两个native方法只是对应decodeFile和decodeResource、decodeStream来解析的，像decodeByteArray、decodeFileDescriptor也有专门的native方法负责解析Bitmap。

接下来就是看看这两个方法在解析Bitmap时究竟有什么区别decodeFile、decodeResource，查看后发现它们调用路径如下：

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decodeFile->decodeStream 
decodeResource->decodeResourceStream->decodeStream

decodeResource在解析时多调用了一个decodeResourceStream方法，而这个decodeResourceStream方法代码如下：

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public static Bitmap decodeResourceStream(Resources res, TypedValue value,
           InputStream is, Rect pad, Options opts) {

       if (opts == null) {
           opts = new Options();
       }

       if (opts.inDensity == 0 && value != null) {
           final int density = value.density;
           if (density == TypedValue.DENSITY_DEFAULT) {
               opts.inDensity = DisplayMetrics.DENSITY_DEFAULT;
           } else if (density != TypedValue.DENSITY_NONE) {
               opts.inDensity = density;
           }
       }

       if (opts.inTargetDensity == 0 && res != null) {
           opts.inTargetDensity = res.getDisplayMetrics().densityDpi;
       }

       return decodeStream(is, pad, opts);
   }

它主要是对Options进行处理了，在得到opts.inDensity属性的前提下，如果我们没有对该属性设定值，那么将opts.inDensity=DisplayMetrics.DENSITY_DEFAULT;赋定这个默认的Density值，这个默认值为160，为标准的dpi比例，即在Density=160的设备上1dp=1px，这个方法中还有这么一行:

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opts.inTargetDensity = res.getDisplayMetrics().densityDpi;

对opts.inTargetDensity进行了赋值，该值为当前设备的densityDpi值，所以说在decodeResourceStream方法中主要做了两件事：

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1、对opts.inDensity赋值，没有则赋默认值160 
2、对opts.inTargetDensity赋值，没有则赋当前设备的densityDpi值

之后重点来了，之后参数将传入decodeStream方法，该方法中在调用native方法进行解析Bitmap后会调用这个方法setDensityFromOptions(bm, opts);：

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   private static void setDensityFromOptions(Bitmap outputBitmap, Options opts) {
        if (outputBitmap == null || opts == null) return;

        final int density = opts.inDensity;
        if (density != 0) {
            outputBitmap.setDensity(density);
            final int targetDensity = opts.inTargetDensity;
            if (targetDensity == 0 || density == targetDensity || density == opts.inScreenDensity) {
                return;
            }

            byte[] np = outputBitmap.getNinePatchChunk();
            final boolean isNinePatch = np != null && NinePatch.isNinePatchChunk(np);
            if (opts.inScaled || isNinePatch) {
                outputBitmap.setDensity(targetDensity);
            }
        } else if (opts.inBitmap != null) {
            // bitmap was reused, ensure density is reset
            outputBitmap.setDensity(Bitmap.getDefaultDensity());
        }
}

该方法主要就是把刚刚赋值过的两个属性inDensity和inTargetDensity给Bitmap进行赋值，不过并不是直接赋给Bitmap就完了，中间有个判断，当inDensity的值与inTargetDensity或与设备的屏幕Density不相等时，则将应用inTargetDensity的值，如果相等则应用inDensity的值。

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所以总结来说，setDensityFromOptions方法就是把inTargetDensity的值赋给Bitmap，不过前提是opts.inScaled = true；

进过上面的分析，可以得出这样一个结论：

在不配置Options的情况下：

1、decodeFile、decodeStream在解析时不会对Bitmap进行一系列的屏幕适配，解析出来的将是原始大小的图。

2、decodeResource在解析时会对Bitmap根据当前设备屏幕像素密度densityDpi的值进行缩放适配操作，使得解析出来的Bitmap与当前设备的分辨率匹配，达到一个最佳的显示效果，并且Bitmap的大小将比原始的大。

BitmapFactory.decodeResource加载的图片可能会经过缩放，该缩放目前是放在java层做的，效率比较低，而且需要消耗java层的内存。因此，如果大量使用该接口加载图片，容易导致OOM错误。

BitmapFactory.decodeStream不会对所加载的图片进行缩放，相比之下占用内存少，效率更高，但是decodeStream直接拿的图片来读取字节码了，不会根据机器的各种分辨率来自动适应，所以使用了decodeStream的时候，需要在hdpi和mdpi，ldpi中配置相应的图片资源，否则在不同分辨率机器上都是同样大小（像素点数量），显示出来的大小就不对了。

这两个接口各有用处，如果对性能要求较高，则应该使用decodeStream；如果对性能要求不高，且需要 Android 自带的图片自适应缩放功能，则可以使用 decodeResource。

部分摘自：Android性能优化之Bitmap的内存优化。

高效加载一

加载Bitmap的时候，尽量不要使用setImageBitmap或setImageResource,decodeResource来设置一张大图，因为这些函数在完成decode后，最终都是通过java层的createBitmap来完成的，需要消耗更多内存。

首先建议通过BitmapFactory.decodeStream方法，创建出一个bitmap，再将其设为ImageView的 source，decodeStream最大的秘密在于其直接调用JNI>>nativeDecodeAsset()来完成decode，无需再使用java层的createBitmap，从而节省了java层的空间。

其次读取时加上BitmapFactory的Option参数，可以更有效减少加载的内存，从而更有效的阻止抛out of Memory异常。

设置Options.inPreferredConfig值来降低内存消耗 //如把默认值ARGB_8888改为RGB_565,节约一半内存
设置Options.inPurgeable和inInputShareable让系统能及时回收内存
设置Options.inSampleSize 对大图片进行压缩

此外需要注意的是：decodeStream直接拿的图片来读取字节码了，不会根据机器的各种分辨率来自动适应，使用了decodeStream之后，需要在hdpi和mdpi，ldpi中配置相应的图片资源，否则在不同分辨率机器上都是同样大小（像素点数量），显示出来的大小就不对了。

以最省内存的方式读取本地资源的图片:

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public static Bitmap readBitMap(Context context, int resId) {  
    BitmapFactory.Options opt = new BitmapFactory.Options();  
    opt.inPreferredConfig = Bitmap.Config.RGB_565;  
    opt.inPurgeable = true;  
    opt.inInputShareable = true;  
    //获取资源图片    
    InputStream in = context.getResources().openRawResource(resId);  
    return BitmapFactory.decodeStream(in, null, opt);  
}

关于Options的参数，建议阅读笔记第四部分：Options的部分成员。

高效加载二

按需加载，很多时候ImageView并没有原始图片那么大，所以没必要加载原始大小的图片。采用BitmapFactory.Options来加载所需尺寸的图片。通过BitmapFactory.Options来缩放图片，主要是用到了它的inSampleSize参数，即采样率。inSampleSize应该为2的倍数，如果不是系统会向下取整并选择一个最接近2的指数来代替；缩放比例为1/（inSampleSize的二次方）。按需加载虽然可以减少内存的使用，但是可能会有图片失真。

通过采样率高效地加载图片，代码示例：

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public static Bitmap decodeBitmapFromResource(Resources res, int resId, int reqWidth, int reqHeight) {

  BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
  options.inJustDecodeBounds = true;
  BitmapFactory.decodeResource(res, resId, options);

  options.inSampleSize = calcuateInSampleSize(options, reqWidth, reqHeight);

  options.inJustDecodeBounds = false;

   //结合了方式一
  options.inPurgeable = true;
  options.inInputShareable = true;
  options.inPreferredConfig = Bitmap.Config.RGB_565;
  
  return BitmapFactory.decodeResource(res, resId, options);
}
//获取采样率
private static int calcuateInSampleSize(BitmapFactory.Options options, int reqWidth, int reqHeight) {

  int width = options.outWidth;//注意这里width是以像素为单位的
  int height = options.outHeight;//注意这里height是以像素为单位的
  int inSampleSize = 1;

  if (height > reqHeight || width > reqWidth) {
      int halfHeight = height / 2;
      int halfWidth = width / 2;
      while ((halfHeight / inSampleSize) >= reqHeight && (halfWidth / inSampleSize) >= reqWidth) {
          inSampleSize *= 2;
      }
  }
  
  return inSampleSize;
}
// 显示图片
Bitmap bitmap = DecodeBitmap.decodeBitmapFromResource(getResources(), R.mipmap.haimei2, 400, 400);
imageView.setImageBitmap(bitmap);

当inJustDecodeBounds参数为true时，BitmapFactory只会解析图片的原始宽/高信息，并不会真正的加载图片，所以这个操作是轻量级的。需要注意这时候BitmapFactory获取的图片宽/高信息和图片的位置与程序运行的设备有关。

通过BitmapFactory.Options对象来加载一张缩放后的图片，对FileInputStream的缩放存在问题，因为FileInputStream是一种有序的文件流，而两次decodeStream调用影响了文件流的位置属相，导致第二次decodeStream时得到的是null。所以一般通过文件流来得到对应的文件描述符，通过BitmapFactory.decodeFileDescriptor()来加载一张缩放后的图片。

关于解决decodeStream加载的问题的另一种解决方案，建议阅读：Bitmap的高效加载

在decodeBitmapFromResource和decodeSampledBitmapFromFileDescriptor方法中可以结合高效加载一中的方法，配置Options的其他参数，进行更高效的加载。

Options的部分成员

1.public boolean inJustDecodeBounds

  • true，只是会解析图片的原始高度opt.outHeight、原始宽度信息opt.outWidth，并不会真正的加载图片(不会分配内存空间，避免内存溢出OOM)，是一个轻量级的操作。
  • false，将申请分配内存，获取得到Bitmap对象。

2.public int inSampleSize

默认或最小值为1，一般大于1，为2的幂，若不为2的幂，将会向下取整选择最接近的2的幂。该参数设置图片的缩放大小（压缩比）。

3.public boolean inPurgeable

  • true,系统内存不足时，可以被回收
  • false,不能被回收

4.public boolean inInputShareable

设置是否深拷贝，与 inPurgeable 搭配使用。

  • inPurgeable - false ,该参数没有意义，被忽略。
  • inPurgeable - true，该参数为true，可以共享一个引用给输入数据(流、数组等);false-深拷贝

5.public inPreferredConfig

表示图片解码时使用的颜色模式，也就是图片中每个像素颜色的表示方式。

参数inpreferredconfig的可选值有四个，分别为ALPHA_8，RGB_565，ARGB_4444，ARGB_8888。它们的含义列举如下。

参数取值 含义
ALPHA_8 图片中每个像素用一个字节（8位）存储，该字节存储的是图片8位的透明度值
RGB_565 图片中每个像素用两个字节（16位）存储，两个字节中高5位表示红色通道，中间6位表示绿色通道，低5位表示蓝色通道
ARGB_4444 图片中每个像素用两个字节（16位）存储，Alpha，R，G，B四个通道每个通道用4位表示
ARGB_8888 图片中每个像素用四个字节（32位）存储，Alpha，R，G，B四个通道每个通道用8位表示

Bitmap内存占用：拿一张1024X1024像素的图片来说，假定采用ARGB8888格式存储，那么它占用的内存为1024X1024X4，即4MB。

在对图片的要求不高的时候，我们可以使用RGB_565可以提高性能。

参考链接：

BitmapFactory.Options避免 内存溢出 OutOfMemoryError的优化方法
温故而知新 - 一些解决OOM的方法
获取缩略图
android Options.inPurgeable的意思
android内存优化
Android 之 Bitmap
Bitmap的分析与使用.md
Android图片加载解析之Bitmap

Android性能優化之Bitmap的內存優化
Bitmap详解与Bitmap的内存优化

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