解析Bitmap的density

Bitmap 是内存优化逃不了的一个东西，本文探讨下，Bitmap 中的 density 到底是什么东西，它是如何影响到内存的使用的

先看下 density 的文档注释

/**
  * Returns the density for this bitmap.
  *
  * The default density is the same density as the current display,
  * unless the current application does not support different screen
  * densities in which case it is
  * {@link android.util.DisplayMetrics#DENSITY_DEFAULT}.  Note that
  * compatibility mode is determined by the application that was initially
  * loaded into a process -- applications that share the same process should
  * all have the same compatibility, or ensure they explicitly set the
  * density of their bitmaps appropriately.
  *
  * @return A scaling factor of the default density or {@link #DENSITY_NONE}
  *         if the scaling factor is unknown.
  *
  */

简单来说 density 是用来绘制缩放用的，默认情况下的 density 就是屏幕的 density（resources.displayMetrics.densityDpi），假如我修改了一张 Bitmap 的 density，那么图片的显示应该会发生缩放，写个简单的 demo 验证下

val bitmap = BitmapFactory.decodeResource(resources, R.drawable.male_xhdpi)
Log.i("Bitmap", "display's density: ${resources.displayMetrics.densityDpi}")
Log.i("Bitmap", "source bitmap's density: ${bitmap.density}")
Log.i("Bitmap", "source bitmap width: ${bitmap.width}, height: ${bitmap.height}")
img_src.setImageBitmap(bitmap)

val smallBitmap = bitmap.copy(bitmap.config, bitmap.isMutable)
Log.i("Bitmap", "smallBitmap width: ${smallBitmap.width}, height: ${smallBitmap.height}")
smallBitmap.density = bitmap.density * 2
img_small.setImageBitmap(smallBitmap)

val bigBitmap = bitmap.copy(bitmap.config, bitmap.isMutable)
Log.i("Bitmap", "bigBitmap width: ${bigBitmap.width}, height: ${bigBitmap.height}")
bigBitmap.density = bitmap.density / 2
img_big.setImageBitmap(bigBitmap)

界面

demo

输出：

display's density: 420
source bitmap's density: 420
source bitmap width: 360, height: 360
smallBitmap width: 360, height: 360
bigBitmap width: 360, height: 360

从输出可以看出，Bitmap 的 density 只是会影响到显示而已，并不会影响到 Bitmap 本身的大小，所以这个属性不会影响到内存占用过多的问题

界面中可以看出，density 导致图像的缩小一倍和放大一倍

那么影响内存的是什么呢，我们知道把一张 xxhdpi 的图片放到 xhdpi 中是不行的，这样会导致图片扩大，这里的扩大是指图片本身内存占用的扩大，而不是显示上面的，跟踪下 BitmapFactory.decodeResource(resources, R.drawable.male_xhdpi) 的代码调用，跟踪到 decodeResourceStream() 函数的时候，发现了 density 的身影

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

发现 Options 里面有两个属性（inDensity，inTargetDensity），inTargetDensity 被赋值成了当前设备的像素密度，那么 inDensity 被赋值成啥了呢？代码中看是赋值成了参数 value 的 density，回溯函数看看 value.density 是哪里来的

public static Bitmap decodeResource(Resources res, int id, Options opts) {
    // ...
    try {
        final TypedValue value = new TypedValue();
        is = res.openRawResource(id, value);
    }
    // ...
}

TypeValue 的值只有在这里有写入现象，猜测是根据 resource 的等级来赋值的，比如 xhdpi 就是 320dpi，xxhdpi 就是 480dpi（这些数值可以在官网查看），写段代码测试下

val xhdpiValue = TypedValue()
resources.openRawResource(R.drawable.male_xhdpi, xhdpiValue)
Log.i("Bitmap", "xhdpi's density: ${xhdpiValue.density}")

val xxhdpiValue = TypedValue()
resources.openRawResource(R.drawable.male_xxhdpi, xxhdpiValue)
Log.i("Bitmap", "xhdpi's density: ${xxhdpiValue.density}")

输出

xhdpi's density: 320
xxhdpi's density: 480

恩，看来这个推测很准确

既然知道了这两个数值是什么意义，那么继续跟踪代码，跟踪后发现最后调用的是一个 native 函数

private static native Bitmap nativeDecodeStream(InputStream is, byte[] storage,
            Rect padding, Options opts);

去 androidXRef 看下这部分的代码

static jobject nativeDecodeStream(JNIEnv* env, jobject clazz, jobject is
    , jbyteArray storage, jobject padding, jobject options) {

    jobject bitmap = NULL;
    std::unique_ptr stream(CreateJavaInputStreamAdaptor(env, is, storage));

    if (stream.get()) {
        std::unique_ptr bufferedStream(
                SkFrontBufferedStream::Create(stream.release(), SkCodec::MinBufferedBytesNeeded()));
        SkASSERT(bufferedStream.get() != NULL);
        // 在这里进行解码
        bitmap = doDecode(env, bufferedStream.release(), padding, options);
    }
    return bitmap;
}

// 解码函数
static jobject doDecode(JNIEnv* env, SkStreamRewindable* stream
    , jobject padding, jobject options) {
    // ... 忽略部分代码
    if (env->GetBooleanField(options, gOptions_scaledFieldID)) {
        const int density = env->GetIntField(options, gOptions_densityFieldID);
        const int targetDensity = env->GetIntField(options, gOptions_targetDensityFieldID);
        const int screenDensity = env->GetIntField(options, gOptions_screenDensityFieldID);
        if (density != 0 && targetDensity != 0 && density != screenDensity) {
            // 这里通过 density 计算缩放数值
            scale = (float) targetDensity / density;
        }
    }
    // ...
    // Scale is necessary due to density differences.
    if (scale != 1.0f) {
        willScale = true;
        // 计算出缩放后的 width 和 height
        scaledWidth = static_cast(scaledWidth * scale + 0.5f);
        scaledHeight = static_cast(scaledHeight * scale + 0.5f);
    }
    // ...
    if (willScale) {
        // 计算需要缩放的比例
        const float sx = scaledWidth / float(decodingBitmap.width());
        const float sy = scaledHeight / float(decodingBitmap.height());
        // ...
        // 可以看出把解码的 Bitmap 通过 canvas 缩放后绘制到 outBitmap，用于返回
        SkCanvas canvas(outputBitmap);
        canvas.scale(sx, sy);
        canvas.drawBitmap(decodingBitmap, 0.0f, 0.0f, &paint);
    }
}

忽略了多余的代码，分析部分看中文注释

可以在代码中看到，Options 的 inDensity 和 inTargetDensity 是用作 Bitmap 的缩放用的，此缩放并不是视觉上的缩放，而是缩放了 Bitmap 的真正尺寸，那么这里就需要注意内存上的消耗了，不要把 xxhdpi 的图片放到 xhdpi 下面

对于上面的 inScreenDensity，在 decodeResource 的流程里面并没有发现它的赋值过程，那么它肯定是初始值 0，查看了下注释，他表示当前 display 设备的 density，如果 inScreenDensity == density 就不会对图片进行缩放

总结下过程：
通过 resource 获取 Bitmap 的时候，先根据资源文件获得 inDensity ，inTargetDensity 就是当前设备的 density，图片解码后在通过 canvas 缩放 inTargetDensity / inDensity 个倍数，就获得了缩放尺寸后的 Bitmap

原文链接

解析Bitmap的density

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