非常全面的 Android Bitmap 知识点梳理

在日常开发中，可以说和Bitmap低头不见抬头见，基本上每个应用都会直接或间接的用到，而这里面又涉及到大量的相关知识。
所以这里把Bitmap的常用知识做个梳理，限于经验和能力，不做太深入的分析。
1
区别decodeResource()和decodeFile()


这里的区别不是指方法名和参数的区别，而是对于解码后图片尺寸在处理上的区别：
decodeFile()用于读取SD卡上的图，得到的是图片的原始尺寸decodeResource()用于读取Res、Raw等资源，得到的是图片的原始尺寸 * 缩放系数


可以看的出来，decodeResource()比decodeFile()多了一个缩放系数，缩放系数的计算依赖于屏幕密度，当然这个参数也是可以调整的：
代码1.png
我们分具体情况来看，现在有一张720×720的图片:
inScaled属性




如果inScaled设置为false，则不进行缩放，解码后图片大小为720×720; 否则请往下看。
如果inScaled设置为true或者不设置，则根据inDensity和inTargetDensity计算缩放系数。
默认情况




把这张图片放到drawable目录下, 默认：
以720p的红米3为例子，缩放系数 = inTargetDensity(具体320 / inDensity（默认160）= 2 = density，解码后图片大小为1440×1440。
以1080p的MX4为例子，缩放系数 = inTargetDensity(具体480 / inDensity（默认160）= 3 = density, 解码后图片大小为2160×2160。
*dpi文件夹的影响




把图片放到drawable或者raw这样不带dpi的文件夹，会按照上面的算法计算。
如果放到xhdpi会怎样呢？ 在MX4上，放到xhdpi，解码后图片大小为1080 x 1080。
因为放到有dpi的文件夹，会影响到inDensity的默认值，放到xhdpi为160 x 2 = 320; 所以缩放系数 = 480（屏幕） / 320 （xhdpi） = 1.5; 所以得到的图片大小为1080 x 1080。
手动设置缩放系数




如果你不想依赖于这个系统本身的density，你可以手动设置inDensity和inTargetDensity来控制缩放系数：
代码2.png
2
 recycle()方法


官方说法




首先，Android对Bitmap内存(像素数据)的分配区域在不同版本上是有区分的：
As of Android 3.0 (API level 11), the pixel data is stored on the Dalvik heap along with the associated bitmap.


从3.0开始，Bitmap像素数据和Bitmap对象一起存放在Dalvik堆中，而在3.0之前，Bitmap像素数据存放在Native内存中。
所以，在3.0之前，Bitmap像素数据在Nativie内存的释放是不确定的，容易内存溢出而Crash，官方强烈建议调用recycle()（当然是在确定不需要的时候）；而在3.0之后，则无此要求。
一点讨论




3.0之后官方无recycle()建议，是不是就真的不需要recycle()了呢？
在医生的这篇文章：Bitmap.recycle引发的血案 最后指出：“在不兼容Android2.3的情况下，别在使用recycle方法来管理Bitmap了，那是GC的事！”。文章开头指出了原因在于recycle()方法的注释说明:
代码3.png
事实上这个说法是不准确的，是不能作为recycle()方法不调用的依据的。


因为从commit history中看，这行注释早在08年初始化代码的就有了，但是早期的代码并没有因此不需要recycle()方法了。


如果3.0之后真的完全不需要主动recycle()，最新的AOSP源码应该有相应体现，我查了SystemUI和Gallery2的代码，并没有取缔Bitmap的recycle()方法。


所以，我个人认为，如果Bitmap真的不用了，recycle一下又有何妨？
PS：至于医生说的那个bug，显然是一种优化策略，APP开发中加个两个bitmap不相等的判断条件即可。
3
inBitmap


BitmapFactory.Options.inBitmap是AndroiD3.0新增的一个属性，如果设置了这个属性则会重用这个Bitmap的内存从而提升性能。
但是这个重用是有条件的，在Android4.4之前只能重用相同大小的Bitmap，Android4.4+则只要比重用Bitmap小即可。
在官方网站有详细介绍，这里列举示例代码的两个方法了解一下：
代码4.png
4
LRU缓存算法


LRU，Least Recently Used，Discards the least recently used items first。
在最近使用的数据中，丢弃使用最少的数据。与之相反的还有一个MRU，丢弃使用最多的数据。
这就是著名的局部性原理。
实现思路




1.新数据插入到链表头部；
2.每当缓存命中（即缓存数据被访问），则将数据移到链表头部；
3.当链表满的时候，将链表尾部的数据丢弃。


LruCache




在Android3.1和support v4中均提供了Lru算法的实现类LruCache。
内部使用LinkedHashMap实现。
DiskLruCache




LruCache的所有对象和数据都是在内存中（或者说LinkedHashMap中），而DiskLruCache是磁盘缓存，不过它的实现要稍微复杂一点。
使用DiskLruCache后就不用担心文件或者图片太多占用过多磁盘空间，它能把那些不常用的图片自动清理掉。
DiskLruCache系统中并没有正式提供，需要另外下载。


5
 计算inSampleSize


使用Bitmap节省内存最重要的技巧就是加载合适大小的Bitmap，因为以现在相机像素，很多照片都巨无霸的大，这些大图直接加载到内存，最容易OOM。
加载合适的Bitmap需要先读取Bitmap的原始大小，按缩小了合适的倍数的大小进行加载。
那么，这个缩小的倍数的计算就是inSampleSize的计算。
代码5.png
关于inSampleSize需要注意，它只能是2的次方，否则它会取最接近2的次方的值。
6
缩略图


为了节省内存，需要先设置BitmapFactory.Options的inJustDecodeBounds为true，这样的Bitmap可以借助decodeFile方法把高和宽存放到Bitmap.Options中，但是内存占用为空（不会真正的加载图片）。
有了具备高宽信息的Options，结合上面的inSampleSize算法算出缩小的倍数，我们就能加载本地大图的某个合适大小的缩略图了
代码6.png
系统内置了一个ThumbnailUtils也能生成缩略图，细节上不一样但原理是相同的。
7
Matrix变形


学过线性代数或者图像处理的同学们一定深知Matrix的强大，很多常见的图像变换一个Matrix就能搞定，甚至更复杂的也是如此。
// Matrix matrix = new Matrix();// 每一种变化都包括set，pre，post三种，分别为设置、矩阵先乘、矩阵后乘。


平移：matrix.setTranslate()


缩放：matrix.setScale()


旋转：matrix.setRotate()


斜切：matrix.setSkew()




下面我举两个例子说明一下。
旋转




借助Matrix的postRotate方法旋转一定角度。
代码8.png
缩放




借助Matrix的postScale方法旋转一定角度。
代码9.png
Bitmap本身也带了一个缩放方法，不过是把bitmap缩放到目标大小，原理也是用Matrix，我们封装一下：
代码10.png
通过组合可以实现更多效果。
8
 裁剪


图片的裁剪的应用场景还是很多的：头像剪切，照片裁剪，圆角，圆形等等。
矩形




矩阵形状的裁剪比较简单，直接用createBitmap方法即可：
代码11.png
圆角




对于圆角我们需要借助Xfermode和PorterDuffXfermode，把圆角矩阵套在原Bitmap上取交集得到圆角Bitmap。
代码12.png
圆形




和上面的圆角裁剪原理相同，不过画的是圆形套在上面。
为了从中间裁剪出圆形，我们需要计算绘制原始Bitmap的left和top值。
代码13.png
从圆角、圆形的处理上我们应该能看的出来绘制任意多边形都是可以的。
9
保存Bitmap


很多图片应用都支持裁剪功能，滤镜功能等等，最终还是需要把处理后的Bitmap保存到本地，不然就是再强大的功能也是白忙活了。
代码14.png


如果想更稳定或者更简单的保存到SDCard的包名路径下，可以再封装一下：
代码15.png
10
巨图加载


巨图加载，当然不能使用常规方法，必OOM。
原理比较简单，系统中有一个类BitmapRegionDecoder：
代码16.png


可以按区域加载:
代码17.png
微博的大图浏览也是通过这个BitmapRegionDecoder实现的，具体可自行查阅。
11
颜色矩阵ColorMatrix


图像处理其实是一门很深奥的学科，所幸Android提供了颜色矩阵ColorMatrix类，可实现很多简单的特效，以灰阶效果为例子：
代码18.png


除了饱和度，我们还能调整对比度，色相变化等等。
12
ThumbnailUtils剖析


ThumbnailUtils是系统提供的一个专门生成缩略图的方法
13
小结


既然与Bitmap经常打交道，那就把它都理清楚弄明白，这是很有必要的。