【Android】框架练成 教你打造高效的图片加载框架

转载请标明出处： http://blog.csdn.net/lmj623565791/article/details/41874561 ，本文出自： 【张鸿洋的博客】

1、概述

优秀的图片加载框架不要太多，什么UIL , Volley ,Picasso,Imageloader等等。但是作为一名合格的程序猿，必须懂其中的实现原理，于是乎，今天我就带大家一起来设计一个加载网络、本地的图片框架。有人可能会说，自己写会不会很渣，运行效率，内存溢出神马的。放心，我们拿demo说话，拼得就是速度，奏事这么任性。

好了，如果你看过之前的博文，类似Android Handler 异步消息处理机制的妙用 创建强大的图片加载类，可能会对接下来文章理解会有很大的帮助。没有的话，就跟我往下继续走吧，也不要去看了。

关于加载本地图片，当然了，我手机图片比较少，7000来张：

1、首先肯定不能内存溢出，但是尼玛现在像素那么高，怎么才能保证呢？我相信利用LruCache统一管理你的图片是个不二的选择，所有的图片从LruCache里面取，保证所有的图片的内存不会超过预设的空间。

2、加载速度要刚刚的，我一用力，滑动到3000张的位置，你要是还在从第一张给我加载，尼玛，你以为我打dota呢。所以我们需要引入加载策略，我们不能FIFO，我们选择LIFO，当前呈现给用户的，最新加载；当前未呈现的，选择加载。

3、使用方便。一般图片都会使用GridView作为控件，在getView里面进行图片加载，当然了为了不错乱，可能还需要用户去自己setTag，自己写回调设置图片。当然了，我们不需要这么麻烦，一句话IoadImage(imageview,path）即可，剩下的请交给我们的图片加载框架处理。

做到以上几点，关于本地的图片加载应该就木有什么问题了。

关于加载网络图片，其实原理差不多，就多了个是否启用硬盘缓存的选项，如果启用了，加载时，先从内存中查找，然后从硬盘上找，最后去网络下载。下载完成后，别忘了写入硬盘，加入内存缓存。如果没有启用，那么就直接从网络压缩获取，加入内存即可。

2、效果图

终于扯完了，接下来，简单看个效果图，关于加载本地图片的效果图：可以从Android 超高仿微信图片选择器 图片该这么加载这篇博客中下载Demo运行。

下面演示一个网络加载图片的例子:

80多张从网络加载的图片，可以看到我直接拖到最后，基本是呈现在用户眼前的最先加载，要是从第一张到80多，估计也是醉了。

此外：图片来自老郭的博客，感谢！！！ps:如果你觉得图片不劲爆，Day Day Up找老郭去。

3、完全解析

1、关于图片的压缩

不管是从网络还是本地的图片，加载都需要进行压缩，然后显示：

用户要你压缩显示，会给我们什么？一个imageview，一个path，我们的职责就是压缩完成后显示上去。

1、本地图片的压缩

a、获得imageview想要显示的大小

想要压缩，我们第一步应该是获得imageview想要显示的大小，没大小肯定没办法压缩？

那么如何获得imageview想要显示的大小呢？

 /**
      * 根据ImageView获适当的压缩的宽和高
      *
      * @param imageView
      * @return
      */
     public static ImageSize getImageViewSize(ImageView imageView)
     {

         ImageSize imageSize = new ImageSize();
         DisplayMetrics displayMetrics = imageView.getContext().getResources()
                 .getDisplayMetrics();

         LayoutParams lp = imageView.getLayoutParams();

         int width = imageView.getWidth();// 获取imageview的实际宽度
         if (width <= 0)
         {
             width = lp.width;// 获取imageview在layout中声明的宽度
         }
         if (width <= 0)
         {
             // width = imageView.getMaxWidth();// 检查最大值
             width = getImageViewFieldValue(imageView, "mMaxWidth");
         }
         if (width <= 0)
         {
             width = displayMetrics.widthPixels;
         }

         int height = imageView.getHeight();// 获取imageview的实际高度
         if (height <= 0)
         {
             height = lp.height;// 获取imageview在layout中声明的宽度
         }
         if (height <= 0)
         {
             height = getImageViewFieldValue(imageView, "mMaxHeight");// 检查最大值
         }
         if (height <= 0)
         {
             height = displayMetrics.heightPixels;
         }
         imageSize.width = width;
         imageSize.height = height;

         return imageSize;
     }

     public static class ImageSize
     {
         int width;
         int height;
     }

可以看到，我们拿到imageview以后：

首先企图通过getWidth获取显示的宽；有些时候，这个getWidth返回的是0；

那么我们再去看看它有没有在布局文件中书写宽；

如果布局文件中也没有精确值，那么我们再去看看它有没有设置最大值；

如果最大值也没设置，那么我们只有拿出我们的终极方案，使用我们的屏幕宽度；

总之，不能让它任性，我们一定要拿到一个合适的显示值。

可以看到这里或者最大宽度，我们用的反射，而不是getMaxWidth()；维萨呢，因为getMaxWidth竟然要API 16，我也是醉了；为了兼容性，我们采用反射的方案。反射的代码就不贴了。

b、设置合适的inSampleSize

我们获得想要显示的大小，为了什么，还不是为了和图片的真正的宽高做比较，拿到一个合适的inSampleSize，去对图片进行压缩么。

那么首先应该是拿到图片的宽和高：

 // 获得图片的宽和高，并不把图片加载到内存中
         BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
         options.inJustDecodeBounds = true;
         BitmapFactory.decodeFile(path, options);

这三行就成功获取图片真正的宽和高了，存在我们的options里面；

然后我们就可以happy的去计算inSampleSize了：

 /**
      * 根据需求的宽和高以及图片实际的宽和高计算SampleSize
      *
      * @param options
      * @param width
      * @param height
      * @return
      */
     public static int caculateInSampleSize(Options options, int reqWidth,
             int reqHeight)
     {
         int width = options.outWidth;
         int height = options.outHeight;

         int inSampleSize = 1;

         if (width > reqWidth || height > reqHeight)
         {
             int widthRadio = Math.round(width * 1.0f / reqWidth);
             int heightRadio = Math.round(height * 1.0f / reqHeight);

             inSampleSize = Math.max(widthRadio, heightRadio);
         }

         return inSampleSize;
     }

options里面存了实际的宽和高；reqWidth和reqHeight就是我们之前得到的想要显示的大小；经过比较，得到一个合适的inSampleSize;

有了inSampleSize:

 options.inSampleSize = ImageSizeUtil.caculateInSampleSize(options,
                 width, height);

         // 使用获得到的InSampleSize再次解析图片
         options.inJustDecodeBounds = false;
         Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile(path, options);
         return bitmap;

经过这几行，就完成图片的压缩了。

上述是本地图片的压缩，那么如果是网络图片呢？

2、网络图片的压缩

a、直接下载存到sd卡，然后采用本地的压缩方案。这种方式当前是在硬盘缓存开启的情况下，如果没有开启呢？

b、使用BitmapFactory.decodeStream(is, null, opts);

 /**
      * 根据url下载图片在指定的文件
      *
      * @param urlStr
      * @param file
      * @return
      */
     public static Bitmap downloadImgByUrl(String urlStr, ImageView imageview)
     {
         FileOutputStream fos = null;
         InputStream is = null;
         try
         {
             URL url = new URL(urlStr);
             HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) url.openConnection();
             is = new BufferedInputStream(conn.getInputStream());
             is.mark(is.available());

             Options opts = new Options();
             opts.inJustDecodeBounds = true;
             Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(is, null, opts);

             //获取imageview想要显示的宽和高
             ImageSize imageViewSize = ImageSizeUtil.getImageViewSize(imageview);
             opts.inSampleSize = ImageSizeUtil.caculateInSampleSize(opts,
                     imageViewSize.width, imageViewSize.height);

             opts.inJustDecodeBounds = false;
             is.reset();
             bitmap = BitmapFactory.decodeStream(is, null, opts);

             conn.disconnect();
             return bitmap;

         } catch (Exception e)
         {
             e.printStackTrace();
         } finally
         {
             try
             {
                 if (is != null)
                     is.close();
             } catch (IOException e)
             {
             }

             try
             {
                 if (fos != null)
                     fos.close();
             } catch (IOException e)
             {
             }
         }

         return null;

     }

基本和本地压缩差不多，也是两次取样，当然需要注意一点，我们的is进行了包装，以便可以进行reset()；直接返回的is是不能使用两次的。

到此，图片压缩说完了。

2、图片加载框架的架构

我们的图片压缩加载完了，那么就应该放入我们的LruCache，然后设置到我们的ImageView上。

好了，接下来我们来说说我们的这个框架的架构；

1、单例，包含一个LruCache用于管理我们的图片；

2、任务队列，我们每来一次加载图片的请求，我们会封装成Task存入我们的TaskQueue;

3、包含一个后台线程，这个线程在第一次初始化实例的时候启动，然后会一直在后台运行；任务呢？还记得我们有个任务队列么，有队列存任务，得有人干活呀；所以，当每来一次加载图片请求的时候，我们同时发一个消息到后台线程，后台线程去使用线程池去TaskQueue去取一个任务执行；

4、调度策略；3中说了，后台线程去TaskQueue去取一个任务，这个任务不是随便取的，有策略可以选择，一个是FIFO，一个是LIFO，我倾向于后者。

好了，基本就这些结构，接下来看我们具体的实现。

3、具体的实现

1、构造方法

 public static ImageLoader getInstance(int threadCount, Type type)
     {
         if (mInstance == null)
         {
             synchronized (ImageLoader.class)
             {
                 if (mInstance == null)
                 {
                     mInstance = new ImageLoader(threadCount, type);
                 }
             }
         }
         return mInstance;
     }

这个就不用说了，重点看我们的构造方法

 /**
  * 图片加载类
  *
  * @author zhy
  *
  */
 public class ImageLoader
 {
     private static ImageLoader mInstance;

     /**
      * 图片缓存的核心对象
      */
     private LruCache<String, Bitmap> mLruCache;
     /**
      * 线程池
      */
     private ExecutorService mThreadPool;
     private static final int DEAFULT_THREAD_COUNT = 1;
     /**
      * 队列的调度方式
      */
     private Type mType = Type.LIFO;
     /**
      * 任务队列
      */
     private LinkedList<Runnable> mTaskQueue;
     /**
      * 后台轮询线程
      */
     private Thread mPoolThread;
     private Handler mPoolThreadHandler;
     /**
      * UI线程中的Handler
      */
     private Handler mUIHandler;

     private Semaphore mSemaphorePoolThreadHandler = new Semaphore(0);
     private Semaphore mSemaphoreThreadPool;

     private boolean isDiskCacheEnable = true;

     private static final String TAG = "ImageLoader";

     public enum Type
     {
         FIFO, LIFO;
     }

     private ImageLoader(int threadCount, Type type)
     {
         init(threadCount, type);
     }

     /**
      * 初始化
      *
      * @param threadCount
      * @param type
      */
     private void init(int threadCount, Type type)
     {
         initBackThread();

         // 获取我们应用的最大可用内存
         int maxMemory = (int) Runtime.getRuntime().maxMemory();
         int cacheMemory = maxMemory / 8;
         mLruCache = new LruCache<String, Bitmap>(cacheMemory)
         {
             @Override
             protected int sizeOf(String key, Bitmap value)
             {
                 return value.getRowBytes() * value.getHeight();
             }

         };

         // 创建线程池
         mThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(threadCount);
         mTaskQueue = new LinkedList<Runnable>();
         mType = type;
         mSemaphoreThreadPool = new Semaphore(threadCount);
     }

     /**
      * 初始化后台轮询线程
      */
     private void initBackThread()
     {
         // 后台轮询线程
         mPoolThread = new Thread()
         {
             @Override
             public void run()
             {
                 Looper.prepare();
                 mPoolThreadHandler = new Handler()
                 {
                     @Override
                     public void handleMessage(Message msg)
                     {
                         // 线程池去取出一个任务进行执行
                         mThreadPool.execute(getTask());
                         try
                         {
                             mSemaphoreThreadPool.acquire();
                         } catch (InterruptedException e)
                         {
                         }
                     }
                 };
                 // 释放一个信号量
                 mSemaphorePoolThreadHandler.release();
                 Looper.loop();
             };
         };

         mPoolThread.start();
     }

在贴构造的时候，顺便贴出所有的成员变量；

在构造中我们调用init，init中可以设置后台加载图片线程数量和加载策略；init中首先初始化后台线程initBackThread(),可以看到这个后台线程，实际上是个Looper最终在那不断的loop，我们还初始化了一个mPoolThreadHandler用于发送消息到此线程；

接下来就是初始化mLruCache  ， mThreadPool ，mTaskQueue 等；

2、loadImage

构造完成以后，当然是使用了，用户调用loadImage传入(final String path, final ImageView imageView,final boolean isFromNet)就可以完成本地或者网络图片的加载。

 /**
      * 根据path为imageview设置图片
      *
      * @param path
      * @param imageView
      */
     public void loadImage(final String path, final ImageView imageView,
             final boolean isFromNet)
     {
         imageView.setTag(path);
         if (mUIHandler == null)
         {
             mUIHandler = new Handler()
             {
                 public void handleMessage(Message msg)
                 {
                     // 获取得到图片，为imageview回调设置图片
                     ImgBeanHolder holder = (ImgBeanHolder) msg.obj;
                     Bitmap bm = holder.bitmap;
                     ImageView imageview = holder.imageView;
                     String path = holder.path;
                     // 将path与getTag存储路径进行比较
                     if (imageview.getTag().toString().equals(path))
                     {
                         imageview.setImageBitmap(bm);
                     }
                 };
             };
         }

         // 根据path在缓存中获取bitmap
         Bitmap bm = getBitmapFromLruCache(path);

         if (bm != null)
         {
             refreashBitmap(path, imageView, bm);
         } else
         {
             addTask(buildTask(path, imageView, isFromNet));
         }

     }

首先我们为imageview.setTag；然后初始化一个mUIHandler，不用猜，这个mUIHandler用户更新我们的imageview，因为这个方法肯定是主线程调用的。

然后调用：getBitmapFromLruCache(path);根据path在缓存中获取bitmap；如果找到那么直接去设置我们的图片；

 private void refreashBitmap(final String path, final ImageView imageView,
             Bitmap bm)
     {
         Message message = Message.obtain();
         ImgBeanHolder holder = new ImgBeanHolder();
         holder.bitmap = bm;
         holder.path = path;
         holder.imageView = imageView;
         message.obj = holder;
         mUIHandler.sendMessage(message);
     }

可以看到，如果找到图片，则直接使用UIHandler去发送一个消息，当然了携带了一些必要的参数，然后UIHandler的handleMessage中完成图片的设置；

handleMessage中拿到path,bitmap,imageview；记得必须要：

// 将path与getTag存储路径进行比较
if (imageview.getTag().toString().equals(path))
{
imageview.setImageBitmap(bm);
}

否则会造成图片混乱。

如果没找到，则通过buildTask去新建一个任务，在addTask到任务队列。

buildTask就比较复杂了，因为还涉及到本地和网络，所以我们先看addTask代码：

 private synchronized void addTask(Runnable runnable)
     {
         mTaskQueue.add(runnable);
         // if(mPoolThreadHandler==null)wait();
         try
         {
             if (mPoolThreadHandler == null)
                 mSemaphorePoolThreadHandler.acquire();
         } catch (InterruptedException e)
         {
         }
         mPoolThreadHandler.sendEmptyMessage(0x110);
     }

很简单，就是runnable加入TaskQueue，与此同时使用mPoolThreadHandler（这个handler还记得么，用于和我们后台线程交互。）去发送一个消息给后台线程，叫它去取出一个任务执行；具体代码：

 mPoolThreadHandler = new Handler()
                 {
                     @Override
                     public void handleMessage(Message msg)
                     {
                         // 线程池去取出一个任务进行执行
                         mThreadPool.execute(getTask());

直接使用mThreadPool线程池，然后使用getTask去取一个任务。

 /**
      * 从任务队列取出一个方法
      *
      * @return
      */
     private Runnable getTask()
     {
         if (mType == Type.FIFO)
         {
             return mTaskQueue.removeFirst();
         } else if (mType == Type.LIFO)
         {
             return mTaskQueue.removeLast();
         }
         return null;
     }

getTask代码也比较简单，就是根据Type从任务队列头或者尾进行取任务。

现在你会不会好奇，任务里面到底什么代码？其实我们也就剩最后一段代码了buildTask

 /**
      * 根据传入的参数，新建一个任务
      *
      * @param path
      * @param imageView
      * @param isFromNet
      * @return
      */
     private Runnable buildTask(final String path, final ImageView imageView,
             final boolean isFromNet)
     {
         return new Runnable()
         {
             @Override
             public void run()
             {
                 Bitmap bm = null;
                 if (isFromNet)
                 {
                     File file = getDiskCacheDir(imageView.getContext(),
                             md5(path));
                     if (file.exists())// 如果在缓存文件中发现
                     {
                         Log.e(TAG, "find image :" + path + " in disk cache .");
                         bm = loadImageFromLocal(file.getAbsolutePath(),
                                 imageView);
                     } else
                     {
                         if (isDiskCacheEnable)// 检测是否开启硬盘缓存
                         {
                             boolean downloadState = DownloadImgUtils
                                     .downloadImgByUrl(path, file);
                             if (downloadState)// 如果下载成功
                             {
                                 Log.e(TAG,
                                         "download image :" + path
                                                 + " to disk cache . path is "
                                                 + file.getAbsolutePath());
                                 bm = loadImageFromLocal(file.getAbsolutePath(),
                                         imageView);
                             }
                         } else
                         // 直接从网络加载
                         {
                             Log.e(TAG, "load image :" + path + " to memory.");
                             bm = DownloadImgUtils.downloadImgByUrl(path,
                                     imageView);
                         }
                     }
                 } else
                 {
                     bm = loadImageFromLocal(path, imageView);
                 }
                 // 3、把图片加入到缓存
                 addBitmapToLruCache(path, bm);
                 refreashBitmap(path, imageView, bm);
                 mSemaphoreThreadPool.release();
             }


         };
     }

     private Bitmap loadImageFromLocal(final String path,
             final ImageView imageView)
     {
         Bitmap bm;
         // 加载图片
         // 图片的压缩
         // 1、获得图片需要显示的大小
         ImageSize imageSize = ImageSizeUtil.getImageViewSize(imageView);
         // 2、压缩图片
         bm = decodeSampledBitmapFromPath(path, imageSize.width,
                 imageSize.height);
         return bm;
     }

我们新建任务，说明在内存中没有找到缓存的bitmap；我们的任务就是去根据path加载压缩后的bitmap返回即可，然后加入LruCache，设置回调显示。

首先我们判断是否是网络任务？

如果是，首先去硬盘缓存中找一下，（硬盘中文件名为：根据path生成的md5为名称）。

如果硬盘缓存中没有，那么去判断是否开启了硬盘缓存：

开启了的话：下载图片，使用loadImageFromLocal本地加载图片的方式进行加载（压缩的代码前面已经详细说过）；

         如果没有开启：则直接从网络获取（压缩获取的代码，前面详细说过）；

如果不是网络图片：直接loadImageFromLocal本地加载图片的方式进行加载

经过上面，就获得了bitmap；然后加入addBitmapToLruCache，refreashBitmap回调显示图片。

 /**
      * 将图片加入LruCache
      *
      * @param path
      * @param bm
      */
     protected void addBitmapToLruCache(String path, Bitmap bm)
     {
         if (getBitmapFromLruCache(path) == null)
         {
             if (bm != null)
                 mLruCache.put(path, bm);
         }
     }

到此，我们所有的代码就分析完成了；

缓存的图片位置：在SD卡的Android/data/项目packageName/cache中：

不过有些地方需要注意：就是在代码中，你会看到一些信号量的身影：

第一个：mSemaphorePoolThreadHandler = new Semaphore(0); 用于控制我们的mPoolThreadHandler的初始化完成，我们在使用mPoolThreadHandler会进行判空，如果为null，会通过mSemaphorePoolThreadHandler.acquire()进行阻塞；当mPoolThreadHandler初始化结束，我们会调用.release();解除阻塞。

第二个：mSemaphoreThreadPool = new Semaphore(threadCount);这个信号量的数量和我们加载图片的线程个数一致；每取一个任务去执行，我们会让信号量减一；每完成一个任务，会让信号量+1，再去取任务；目的是什么呢？为什么当我们的任务到来时，如果此时在没有空闲线程，任务则一直添加到TaskQueue中，当线程完成任务，可以根据策略去TaskQueue中去取任务，只有这样，我们的LIFO才有意义。

到此，我们的图片加载框架就结束了，你可以尝试下加载本地，或者去加载网络大量的图片，拼一拼加载速度~~~

4、MainActivity

现在是使用的时刻~~

我在MainActivity中，我使用了Fragment，下面我贴下Fragment和布局文件的代码，具体的，大家自己看代码：

 package com.example.demo_zhy_18_networkimageloader;

 import android.content.Context;
 import android.os.Bundle;
 import android.support.v4.app.Fragment;
 import android.util.Log;
 import android.view.LayoutInflater;
 import android.view.View;
 import android.view.ViewGroup;
 import android.widget.ArrayAdapter;
 import android.widget.GridView;
 import android.widget.ImageView;

 import com.zhy.utils.ImageLoader;
 import com.zhy.utils.ImageLoader.Type;
 import com.zhy.utils.Images;

 public class ListImgsFragment extends Fragment
 {
     private GridView mGridView;
     private String[] mUrlStrs = Images.imageThumbUrls;
     private ImageLoader mImageLoader;

     @Override
     public void onCreate(Bundle savedInstanceState)
     {
         super.onCreate(savedInstanceState);
         mImageLoader = ImageLoader.getInstance(3, Type.LIFO);
     }

     @Override
     public View onCreateView(LayoutInflater inflater, ViewGroup container,
             Bundle savedInstanceState)
     {
         View view = inflater.inflate(R.layout.fragment_list_imgs, container,
                 false);
         mGridView = (GridView) view.findViewById(R.id.id_gridview);
         setUpAdapter();
         return view;
     }

     private void setUpAdapter()
     {
         if (getActivity() == null || mGridView == null)
             return;

         if (mUrlStrs != null)
         {
             mGridView.setAdapter(new ListImgItemAdaper(getActivity(), 0,
                     mUrlStrs));
         } else
         {
             mGridView.setAdapter(null);
         }

     }

     private class ListImgItemAdaper extends ArrayAdapter<String>
     {

         public ListImgItemAdaper(Context context, int resource, String[] datas)
         {
             super(getActivity(), 0, datas);
             Log.e("TAG", "ListImgItemAdaper");
         }

         @Override
         public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent)
         {
             if (convertView == null)
             {
                 convertView = getActivity().getLayoutInflater().inflate(
                         R.layout.item_fragment_list_imgs, parent, false);
             }
             ImageView imageview = (ImageView) convertView
                     .findViewById(R.id.id_img);
             imageview.setImageResource(R.drawable.pictures_no);
             mImageLoader.loadImage(getItem(position), imageview, true);
             return convertView;
         }

     }

 }

可以看到我们在getView中，使用mImageLoader.loadImage一行即完成了图片的加载。

fragment_list_imgs.xml

 <GridView xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
     xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
     android:id="@+id/id_gridview"
     android:layout_width="match_parent"
     android:layout_height="match_parent"
     android:horizontalSpacing="3dp"
     android:verticalSpacing="3dp"
     android:numColumns="3"
    >

 </GridView>

item_fragment_list_imgs.xml

 <ImageView xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
     xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
     android:id="@+id/id_img"
     android:layout_width="match_parent"
     android:layout_height="120dp"
     android:scaleType="centerCrop" >

 </ImageView>

好了，到此结束~~~有任何bug或者意见欢迎留言~

源码点击下载

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