Android实践：如何高效加载Bitmap

一、BitmapFactory.Options简介
在Android开发中，加载图片过多、过大很容易引起OutOfMemoryError异常，即我们常见的内存溢出。因为Android对单个应用施加内存限制，默认分配的内存只有几M（具体视不同系统而定）。而载入的图片如果是JPG之类的压缩格式（JPG支持最高级别的压缩，不过该压缩是有损的），在内存中展开会占用大量的内存空间，也就容易形成内存溢出；

那么高效的加载Bitmap是很重要的事情。Bitmap在Android中指的是一张图片，可以是png格式也可以是jpg等常见的格式。BitmapFactory提供了如下四类方法，可分别用于从文件系统、资源、输入流以及字节数组中加载出一个Bitmap对象
  1.decodeFile；
  2.decodeResource；
  3.decodeStream；
  4.decodeByteArray；

如果高效的加载类图呢，其实核心就是BitmapFactory.Options来加载所需尺寸的图片。因为很多时间ImageView并没有图片原始尺寸那么大，把整个图片加载进来显然是没有必要的。我们可以使用BitmapFactory.Options从如下几种方式对图片进行采样压缩，降低内存的占有从而减少OOM的可能性：
  1. 降低图片加载到内存的分辨率（BitmapFactory.Options.inJustDecodeBounds/outWidth/outHeight/inSampleSize属性）；
  2. 采用更节更节省内存的编码，如ARGB_4444（BitmapFactory.Options.inPreferredConfig属性）；
  3. 采用缓存；
这里我们就从方法1和方法2进行处理，该方式需要了解BitmapFactory.Options，先介绍如下：

参数	说明	备注
inJustDecodeBounds	为true时，解码不会返回bitmap，只会返回bitmap的尺寸。	用于获取图片的尺寸，但有不想将其加载到内存中。
inSampleSize	当<1时，当做1处理；>1时会按照比例缩小bitmap的宽高，降低分辨率。	如with=100,height=100,inSampleSize=2,则返回width=50,height=50,像素50*50=250降为1/4；
inPreferredConfig	色彩模式，默认ARGB_8888，一个像素4bytes。如果对透明不做要求，采用RGB_565，一个像素2bytes；	ALPHA_8：每个像素1byte； ARGB_444：每个像素2byte； ARGB_8888：每个像素4byte； RGB_565：每个像素2byte； 如果一个图片分辨率1024*768，采用ARGB_8888，占用空间为1024*768*4=3M，而采用ARGB_444内存就能减半1.5M；
inPremultiplied	和透明通道有关，默认true，返回的bitmap颜色通道上预先附加透明通道；	透明通道是计算机图形学术语，指的是“非彩色”通道，8位灰度通道，使用256级灰度来记录图像中的透明信息，定义透明、不透明和半透明。如32位存储的图片，8红+8绿+8蓝+8透明；
inDither	抖动解码，默认false，标识不采用抖动解码；	Bitmap解码是根据它所记录的节点，按照一定的算法来补充两个节点之间的数据，可理解为补充像素点的颜色。一张颜色丰富的图用一个位数比较低的颜色模式解码的话，会感觉颜色不够用，颜色渐变区域有明显断裂带。因为一些丰富的颜色在位数较低的颜色模式下并没有，只能用相近的颜色补充，可能一大片没有，那么这大片都用一个颜色填充，就形成了断裂色带；如果采用抖动解码，就会在这些颜色上采用随机噪声色来填充，这样显示效果更好，色带不那么明显。如果不想有这些色带，就需要采用抖动解码；
inDensity	表示这个bitmap的像素密度；	对应DisplayMetrics.densityDpi，不是density
inTargetDensity	表示要被画出来时的目标像素密度；
inScreenDensity	标识实际设备的像素密度；	inDensity，inTargetDensity，inScreenDensity这三个值的目的就是为了确定这个Bitmap的宽高和density。详细算法可以查看setDensityFromOptions()方法源码实现；
inScaled	设置这个bitmap是否可以被缩放，默认true；
inPurgeable/inInputShareable	一般一起使用，设置为true时，表示空间不够可以被释放，后者表示是否可以共享引用。Android5.0后被弃用；
outWidth/outHeight	表示bitmap的宽和高，一般和inJustDecodeBounds一起使用获取Bitmap的宽高，但不加载到内存中；

二、BitmapFactory.Options实践
1.为了跟大家更好的体会和展示优化过程，首先我们先使用一个简单Demo，使用Gallery来展示几张图片来模拟OOM，代码如下：
BitmapActivity.java：

public class NextActivity extends AppCompatActivity {
    private int[] images = new int[]{R.drawable.p1, R.drawable.p2, R.drawable.p3};
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_next);
        Gallery gallery = (Gallery) findViewById(R.id.gallery);
        gallery.setAdapter(new GalleryAdapter());
    }
    class GalleryAdapter extends BaseAdapter {
        @Override
        public int getCount() {
            return images.length;
        }
        @Override
        public Object getItem(int position) {
            return images[position];
        }
        @Override
        public long getItemId(int position) {
            return images[position];
        }
        @Override
        public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {
            ImageView imageView = new ImageView(BitmapActivity.this);
            Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), images[position]);
            imageView.setImageBitmap(bitmap);
            return imageView;le = true;
        }
    }
}

2.运行后即OOM异常崩溃，错误日志输出如下：

再看看Monitor中，在两张图片加载图片过程中，内存两次迅速上升，达到200M后OOM崩溃；

3.接下来下面我们就使用BitmapFactory.Options来优化该OOM问题：

BitmapActivity.java

public class BitmapActivity extends AppCompatActivity {
    ... ...
    class GalleryAdapter extends BaseAdapter {
        ... ...
        @Override
        public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {
            ImageView imageView = new ImageView(BitmapActivity.this);

            BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
            //inJustDecodeBounds为true，不返回bitmap，只返回这个bitmap的尺寸
            options.inJustDecodeBounds = true;
            BitmapFactory.decodeResource(getResources(), images[position], options);

            //利用返回的原图片的宽高，我们就可以计算出缩放比inSampleSize，获取指定宽度为300像素，等长宽比的缩略图，减少图片的像素
            int toWidth = 300;
            int toHeight = options.outHeight * toWidth / options.outWidth;
            options.inSampleSize = options.outWidth / toWidth;
            options.outWidth = toWidth;
            options.outHeight = toHeight;

            //使用RGB_565减少图片大小
            options.inPreferredConfig = Bitmap.Config.RGB_565;
            //释放内存，共享引用（21版本后失效）
            options.inPurgeable = true;
            options.inInputShareable = true;
           
            //inJustDecodeBounds为false，返回bitmap
            options.inJustDecodeBounds = false;
            Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), images[position], options);
            imageView.setImageBitmap(bitmap);

            return imageView;
        }
    }
}

4.程序正常运行，Monitor监控内存减少至21M左右！！！


5.在实际的应用过过程中，inSampleSize计算并不会那么“理想 ”。比如ImagView的大小是100*100像素，而图片的原始大小是200*300呢？inSampleSize为2，则缩放后的图片大小为100*150像素，仍然是适合的；但是为3那么缩小后的图片大小就会小于ImageView的期望大小，这样图片就会拉伸从而导致模糊。下面我们就提供一种计算inSampleSize的计算方式，供大家参考：

public static int caculateInSampleSize(BitmapFactory.Options,int reqWidth,int reqHeight){
     final int height = options.outHeight;
     final int width = options.outWidth;
     int inSampleSize = 1;

     if(height > reqHeight || width > reqWidth){
          final int halfHeight = height / 2;
          final int halfWidth = width / 2; 
          while(((halfHeight / inSampleSize) >= reqHeight) && ((halfWidth / inSampleSize) >=reqWidth)){
               inSampleSize *= 2;
          }
     }
     return inSampleSize;
}

6.代码库
QProject：https://github.com/Pengchengxiang/QProject  分支：feature/bitmapoption

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