ImageLoader的实现（1）-LruCache和DiakLruCache

参考文献《Android开发艺术探索》

LRU(Least Recently Used)，LRU是近期最少使用算法，它的核心思想是当缓存满时，优先淘汰近期最少使用的缓存对象，采用LRU算法的缓存有两种，分别是：LruCache和DiskLruCache。DiskLruCache充当了储存设备缓存，通过这两个结合可以实现具有很高实用性的ImageLoader。

1 LruCache

1.1 LruCache简介

LruCache是一个泛型类，它内部采用一个LinkedHashMap以强引用的形式储存外界的缓存对象，其提供了get和put方法来完成缓存的获取与添加操作，当缓存满时，LruCache会移除近期最少使用的缓存对象，然后再添加新的缓存对象。这简单说一下强引用的概念。

• 强引用：直接的引用对象；
• 软引用：当一个对象只有软引用存在时，系统内存不足时会被GC回收；
• 弱引用：当一个对象只有弱引用存在时，此对象随时会被GC回收。

1.2 LruCache的使用

典型初始化过程：

int maxMemory = (int)(Runtime.getRuntime().maxMemory()/1024);
int cacheSize = maxMemory/8;
mMemoryCache = new LruCache(cacheSize){
    @override
    protected int sizeOf(String key, Bitmap bitmap){
        return bitmap.getRowBytes()*bitmap.getHeight()/1024;
    }
}

在上面代码中只需要提供缓存的总容量大小并重写sizeOf方法即可，sizeOf方法的作用是计算缓存对象的大小，这里大小的单位需要跟总容量的单位一致。对以上示例代码来说总容量大小为当前进程可用内存的1/8，单位为kb，而sizeOf方法则完成了Bitmap对象大小的计算，之所以除以1024也是为了将其单位转换为kb。一些情况下，还需要重写LruCache的entryRemoved方法，当LruCache移除旧缓存对象的时候会调用entryRemoved方法，因此可以在entryRemoved方法中完成一些资源的回收。
缓存的添加与获取就很简单。
从LruCache中添加一个缓存度对象:

mMemoryCache.put(key,bitmap)

从LruCache中获取一个缓存度对象:

mMemoryCache.get(key)

LruCache还支持删除功能，通多remove方法可以删除一个指定的缓存对象。LruCache的操作很简单，但是功能很强大，LruCache已经成为Android源码的一部分了。

1.3.1 DiskLruCache的使用

DiskLruCache用于实现储存设备的缓存，即磁盘缓存，他通过将缓存对象写入文件系统实现缓存的效果，DiskLruCache得到了Android官方文档的推荐，但他不属于Android ADK的一部分，特的源码可以从下面网址获得：

https://android.googlesource.com/platform/libcore/+/jb-mr2-release/luni/src/main/java/libcore/io/DiskLruCache.java

还需要注意的是从网站上获取的DiskLruCache不能直接使用，还需要改一下编译错误。

1.3.2 DiskLruCache的创建

DiskLruCache并不需要利用他的构造方法来创建，DiskLruCache提供了open方法用来创建自身对象，如下所示

public static DiskLruCache open(File directory, int appVersion, int valueCount, long maxSize)

open方法有四个参数，其中第一个参数表示磁盘缓存在文件系统中的储存路径。缓存路径可以选择SD卡上的缓存目录，具体是指/sdcard/Android/data/package_name/cache目录，其中package _name为当前应用包名,当应用卸载后，此目录会一并删除。当然也可以选择其他目录作为缓存的储存地址。
第二个参数表示应用的版本号，一般设为1即可。指的是档版本号变化时DiskLruCache会清空之前的缓存文件。
第三个参数表示单个节点对应的数据个数，一般设为1即可。第四个参数表示的是总缓存的大小，比如50MB，当缓存大超出这个设定范围值后DiskLruCache会清除一些缓存从而保证大小不大于这个设定值。

创建过程：

private static final long DISK_CACHE_SIZE = 1024*1024*50;//50MB

File diskCacheDir = getDiskCacheDir(mContext,"bitmap");
if(!diskCacheDir.exists()){
    diskCacheDir.mkdirs();
}
mDisLruCache = DiskLruCache.open(diskCacheDir,1,1,DISK_CACHE_SIZE);

1.3.3 DiskLruCache的缓存添加

DiskLruCache 的缓存添加操作是通过Editor完成的，Editor缓存对象的编辑对象。这里仍然以图片缓存举例子，首先需要获取图片的url所对应的key，然后根据key就可以通过edit()来获取Eeitor对象，如果这个对象正在被编辑，那么edit()会返回null，即DiskLruCache不允许同时编辑一个缓存对象。之所以把url转换为key是因为图片的url中很可能有特殊字符，这将会影响url在Android中直接使用，一般使用url的md5值作为key，如下。

private String hashKeyFormUrl(String url){
    String cacheKey;
    try{
        final MessageDigest mDuigest = MessageDigest.getInstance("MD5");
        mDuigest.update(url.getBytes());
        cacheKey = byteToHexString(mDuigest.digest());
    }catch (NoSuchAlogorithmException e){
        cacheKey = String.valueOf(url.hashCode());
    }
    return cacheKey;
}
    private String byteToHexString(byte[] bytes){
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    for(int i = 0;i < bytes.length;i++){
    String hex = Integer.toHexString(0XFF & bytes[i]);
    if(hex.length() == 1){
        sb.append('0');
        }
        sb.append(hex);
    }
    return sb.toString();
}

将图片url转化为key之后，就可以获取Editor对象了，对于这个key来说，如果当前不存在其他Editor对象，那么edit()就会返回一个新的Editor对象，通过他就可以得到一个文件的输出流。需要注意的是，由于前面在DiskLruCache的open方法中设置了一个节点值能有一个数据，因此在下面的DISK_CACHE_INDEX常量直接设为0即可，如下。

String key = hashKeyFormUrl(url);
DiskLruCache.Editor editor = mDiskLruCache.edit();
if(editor!=null){
    OutputStream outputStream = editor.newOutputStream(DISK_CACHE_INDEX);
}

有了文件输出流，当从网上下载图片的时候，图片就可以通过和这个文件输出流写入到文件系统上，这个过程的实现如下。

private boolean downloadUrlToStream(String urlString, OutputStream outputStream) {
    HttpURLConnection urlConnection = null;
    BufferedOutputStream out = null;
    BufferedInputStream in = null;
    try {
        final URL url = new URL(urlString);
        urlConnection = (HttpURLConnection) url.openConnection();
        in = new BufferedInputStream(urlConnection.getInputStream(), 8 * 1024);
        out = new BufferedOutputStream(outputStream, 8 * 1024);
        int b;
        while ((b = in.read()) != -1) {
            out.write(b);
        }
        return true;
    } catch (final IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        if (urlConnection != null) {
            urlConnection.disconnect();
        }
        try {
            if (out != null) {
                out.close();
            }
            if (in != null) {
                in.close();
            }
        } catch (final IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    return false;
}

进过上面的步骤，其实并没有真正的将图片写入文件系统，还必须通过Editor的commit()来提交写入操作，如果图片下载时候异常，还可以通过Editor的abort()来退回整个操作。最后通过DiskLruCache的flush()方法推出缓存。

1.3.3 DiskLruCache的缓存查找

和缓存添加过程一样，把url转换为key，然后通过DiskLruCache的get方法得到一个Snapshot对象，接着通过Snapshot对象即可获得缓存文件的输入流，自然就可以从输入流中获得bitmap对象了。因为比较简单，具体的读者可以自己去实现。