内存优化之图片篇

简介

众所周知,iOS加载图片资源主要分2种:png和jpg,其中png应用最为广泛。jpg格式图片只支持有损压缩,压缩算法可以精确控制压缩比,以图像质量换存储空间。而png格式图片只支持无损压缩,最大的优势在于支持完整的透明通道。

无论是jpg还是png,都是压缩的位图格式,不能直接渲染在屏幕上,需要将图片解压缩得到图片原始像素数据
,iOS底层使用的是imageIO.framework实现图片编解码,目前原生支持的图片格式包含以下:

  • 静态图

JPEG2000、PNG、BMP、ICO、TIFF、PICT、SVG、RAW

  • 动态图

GIF、APNG

对于jpg,苹果自己开发了AppleJPEG库,目前没有开源,开发者也不能直接访问,特点:性能非常高。

对于png, 则采用了的是libpng库实现png编解码,
有兴趣可以访问 libpng官网

对于i0S系统,加载图片所占内存的大小与图片的尺寸有关,而不是图片的文件大小。例如:有一个 590KB 的图片,分辨率是 2048px * 1536px,它实际使用的内存不是 590KB,而是2048 * 1536 * 4 = 12 MB。

图片加载

iOS系统提供了2中图片加载方式分别是:

1.通过imageName加载:

[UIImage imageNamed:@"icon_common_bg"];

优点 : 缓存图片,加快程序的运行减少IO操作,提高渲染速度

缺点 : 图片常驻内存,不释放

适用于使用频繁且图片不大的情况下加载

2.通过imageWithContentsOfFile加载:

NSString *imagePath = [[NSBundle mainBundle]pathForResource:@"icon_common_bg@2x" ofType:@"png"];
[UIImage imageWithContentsOfFile:imagePath];

优点 : 图片不使用即释放问题,不存在图片常驻内存

缺点 : 每次使用都需要做IO的操作

适用于使用不频繁的大图加载

常见问题

开发过程中,经常会在一个小控件中载入大图的情况,例如ImageView的size是(200,200),但是加载图片的size是(800,800)的图片,这种情况下非常消耗内存,内存占用大小800*800*4bit,对于内存是一种浪费,这个时候就要对图片大小进行调整了。

ImageIO 缩放

调整图片大小的实质:按照取平均值的办法把多个像素点变成一个像素点。iOS端目前能够使用ImageIO框架在不产生 dirty memory 的情况下读取到图片尺寸和元信息,其内存损耗等于缩减后的图片尺寸产生的内存占用。目前系统提供了2种常见的C函数实现

//UIGraphicsBeginImageContext
//使用方法

/// 根据缩放比调整大小
/// @param image 图
/// @param scaleSize 缩放比
- (UIImage *) scaleImage:(UIImage *)image toScale:(float)scaleSize
{
    UIGraphicsBeginImageContext(CGSizeMake(image.size.width * scaleSize, image.size.height * scaleSize));
    [image drawInRect:CGRectMake(0, 0, image.size.width * scaleSize, image.size.height * scaleSize)];
    UIImage *scaledImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
    UIGraphicsEndImageContext();
    return scaledImage;
}


///指定大小缩放
/// @param image 图
/// @param reSize 尺寸
- (UIImage *) reSizeImage:(UIImage *)image toSize:(CGSize)reSize
{
    UIGraphicsBeginImageContext(CGSizeMake(reSize.width, reSize.height));
    [image drawInRect:CGRectMake(0, 0, reSize.width, reSize.height)];
    UIImage *reSizeImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
    UIGraphicsEndImageContext();
    return reSizeImage;
}

wwdc18,苹果基于iOS10,建议使用UIGraphicsImageRenderer

//UIGraphicsImageRenderer
//使用方法

/// 指定大小调整
/// @param url 图片路径
/// @param size 尺寸
- (UIImage*)resiImage:(NSURL*)url size:(CGSize)size{
    UIImage *testIm = [UIImage imageWithContentsOfFile:url.path];
    UIGraphicsImageRenderer *re = [[UIGraphicsImageRenderer alloc]initWithSize:size];
    return [re imageWithActions:^(UIGraphicsImageRendererContext * _Nonnull rendererContext) {
        [testIm drawInRect:CGRectMake(0, 0, size.width, size.height)];
    }];
}

补充:wwdc18建议使用UIGraphicsImageRenderer,这个方在 iOS 12 上会自动选择最佳的图像格式,可以减少很多内存.

性能对比

图片素材:13641089 大小247k
理论内存占用:1364
1089*4/1024/1024 = 5.678M
new project,真机iPad8 iOS14.6 空工程内存占用:37.5M

截屏2021-07-15 11.15.32.png

原图加载

//通过imageName加载
UIImageView *imageView = [[UIImageView alloc]init];
UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"bg_teacherLetter"];
imageView.frame = CGRectMake(0, 0, 1367*0.5, 1089*0.5);
[self.view addSubview:imageView];

截屏2021-07-15 11.16.36.png

内存占用:43.1M 图片占用:5.6M

//通过filePath路径加载
NSString *string = [[NSBundle mainBundle]pathForResource:@"bg_teacherLetter@2x" ofType:@"png"];
UIImage *image = [UIImage imageWithContentsOfFile:string];
imageView.frame = CGRectMake(0, 0, 1367*0.5, 1089*0.5);
[self.view addSubview:imageView];

截屏2021-07-15 11.17.58.png

内存占用:43.1M 图片占用:5.6M
由上可知不同的加载方式对内存占用并没有影响

像素压缩加载

采用UIGraphicsBeginImageContext进行缩放

UIImageView *imageView = [[UIImageView alloc]init];
UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"bg_teacherLetter"];
//    缩放
image = [self reSizeImage:image toSize:CGSizeMake(1367*0.5, 1089*0.5)];
imageView.image = image;
imageView.frame = CGRectMake(0, 0, 1367*0.5, 1089*0.5);
[self.view addSubview:imageView];

截屏2021-07-15 11.21.18.png

内存占用:37.8M 图片占用:0.3M

采用UIGraphicsImageRenderer进行缩放

UIImageView *imageView = [[UIImageView alloc]init];
UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"bg_teacherLetter"];
//    缩放
image = [self resiImage:image size:CGSizeMake(1367*0.5, 1089*0.5)];
imageView.image = image;
imageView.frame = CGRectMake(0, 0, 1367*0.5, 1089*0.5);
[self.view addSubview:imageView];

截屏2021-07-15 11.25.18.png

内存占用:内存占用:37.6M 图片占用:0.1M

总结:

  1. 使用ImageIO操作之后图片内存消耗减低98%,优化的效果显著,对于整个项目来说,能够大大的降低图片资源对内存的占用。
  2. 从效果来讲UIGraphicsBeginImageContextUIGraphicsImageRenderer的效果基本一致,但是推荐使用UIGraphicsImageRendererUIGraphicsImageRenderer缩放后的图片清晰度会比UIGraphicsBeginImageContext更加清晰(对比肉眼可见)

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