五、从磁盘缓存中读取数据
1 . 从 DiskLruCache 中获取 Bitmap 流程 :
① 获取快照 : 通过 key 获取 DiskLruCache.Snapshot 对象 ;
snapshot = mDiskLruCache.get(key);
② 打开编辑器 : 打开 DiskLruCache.Editor , 该用法与 SharedPreference 用法类似 ;
DiskLruCache.Editor editor = mDiskLruCache.edit(key);
③ 获取输入流 : 从 DiskLruCache.Editor 对象中获取出输入流 , 这里的 0 表示获取该 key 对应的第 0 个文件 , 每个 Key 可以对应多个文件 , 这个值是创建 DiskLruCache 时传入的 valueCount 参数 ;
inputStream = editor.newInputStream(0);
④ 从输入流中读取数据到 Bitmap 中 : 这里用到了 Bitmap 内存复用机制 , 另外从磁盘读取数据后 , 向内存缓存一份 ;
BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options(); options.inMutable = true; options.inBitmap = inBitmap; // 写出 Bitmap 对象到文件中 bitmap = BitmapFactory.decodeStream(inputStream, null, options); if(bitmap != null){ // 从磁盘读取后 , 先缓存到内存中 mLruCache.put(key, bitmap); }
⑤ 编辑器提交数据 :
editor.commit();
2 . 代码示例 :
/** * 从 磁盘缓存 中取出 Bitmap 对象 * @param key 键值 * @param inBitmap 复用 Bitmap 内存 * @return */ public Bitmap getBitmapFromDisk(String key, Bitmap inBitmap){ Bitmap bitmap = null; DiskLruCache.Snapshot snapshot = null; InputStream inputStream = null; try { snapshot = mDiskLruCache.get(key); // 如果缓存中有对应 key 键值的文件 , 不进行任何处理 if(snapshot != null) { // 该用法与 SharedPreference 用法类似 DiskLruCache.Editor editor = mDiskLruCache.edit(key); if(editor != null){ // 这里的 0 表示获取该 key 对应的第 0 个文件 // 每个 可以 可以对应多个文件 , 这个值是创建 DiskLruCache 时传入的 valueCount 参数 inputStream = editor.newInputStream(0); BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options(); options.inMutable = true; options.inBitmap = inBitmap; // 写出 Bitmap 对象到文件中 bitmap = BitmapFactory.decodeStream(inputStream, null, options); if(bitmap != null){ // 从磁盘读取后 , 先缓存到内存中 mLruCache.put(key, bitmap); } // 该用法与 SharedPreference 用法类似 editor.commit(); } } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }finally { if(snapshot != null) { snapshot.close(); } if(inputStream != null){ try { inputStream.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } return bitmap; }
六、 Android 10 文件访问
文件存储相关官方参考资料 :
Android 11 中的存储机制更新
Android storage use cases and best practices
应用数据和文件
参考之前的博客 【Android 内存优化】Android 原生 API 图片压缩代码示例 ( PNG 格式压缩 | JPEG 格式压缩 | WEBP 格式压缩 | 动态权限申请 | Android10 存储策略 ) 三、 Android 10 文件访问 有涉及到在 Android 10 系统中访问 SD 卡 ;
七、代码示例
1、二级缓存代码示例
磁盘内存二级缓存代码示例 :
package kim.hsl.bm.utils; import android.app.ActivityManager; import android.content.Context; import android.graphics.Bitmap; import android.graphics.BitmapFactory; import android.os.Build; import android.util.LruCache; import java.io.File; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.io.OutputStream; import java.lang.ref.Reference; import java.lang.ref.ReferenceQueue; import java.lang.ref.WeakReference; import java.util.Collections; import java.util.HashSet; import java.util.Iterator; import java.util.Set; import kim.hsl.bm.BuildConfig; import kim.hsl.bm.diskcache.DiskLruCache; /** * Bitmap 内存缓存 * 在将图片缓存到 LruCache 内存中基础上 , * 将从 LruCache 中移除的最近没有使用的 Bitmap 对象的内存复用 * 这样能最大限度减少内存抖动 */ public class BitmapDiskLruCacheMemoryReuse { private static final String TAG = "BitmapMemoryCache"; /** * 应用上下文对象 */ private Context mContext; /** * 缓存图片的 LruCache */ private LruCache<String, Bitmap> mLruCache; /** * 磁盘缓存 */ private DiskLruCache mDiskLruCache; /** * Bitmap 复用池 * 使用 inBitmap 复用选项 * 需要获取图片时 , 优先从 Bitmap 复用池中查找 * 这里使用弱引用保存该 Bitmap , 每次 GC 时都会回收该 Bitmap * 创建一个线程安全的 HashSet , 其中的元素是 Bitmap 弱引用 * * 该 Bitmap 复用池的作用是 , 假如 Bitmap 对象长时间不使用 , 就会从内存缓存中移除 * * Bitmap 回收策略 : * 3.0 以下系统中 , Bitmap 内存在 Native 层 * 3.0 以上系统中 , Bitmap 内存在 Java 层 * 8.0 及以上的系统中 , Bitmap 内存在 Native 层 * * 因此这里需要处理 Bitmap 内存在 Native 层的情况 , 监控到 Java 层的弱引用被释放了 * 需要调用 Bitmap 对象的 recycle 方法 , 释放 Native 层的内存 * * 需要使用引用队列监控弱引用的释放情况 */ Set<WeakReference<Bitmap>> bitmapReusePool; /** * 引用队列 , 用于监控 Set<WeakReference<Bitmap>> bitmapReusePool 的内存是否被回收 * 需要维护一个线程 , 不断尝试从该引用队列中获取引用 * */ private ReferenceQueue<Bitmap> referenceQueue; /** * 监控 Set<WeakReference<Bitmap>> bitmapReusePool 的内存是否被回收 , * 调用 ReferenceQueue<Bitmap> referenceQueue 的 remove 方法 , * 查看是否存在被回收的弱引用 , 如果存在 , 直接回收该弱引用对应的 Bitmap 对象 */ private Thread referenceQueueMonitorThread; /** * 是否持续监控引用队列 ReferenceQueue */ private boolean isMonitorReferenceQueue = true; /** * 单例实现 */ private static BitmapDiskLruCacheMemoryReuse INSTANCE; private BitmapDiskLruCacheMemoryReuse(){} public static BitmapDiskLruCacheMemoryReuse getInstance(){ if(INSTANCE == null){ INSTANCE = new BitmapDiskLruCacheMemoryReuse(); } return INSTANCE; } /** * 使用时初始化 * @param context */ public void init(Context context, String diskDirectory){ // 初始化内存缓存 initLruCache(context); // 初始化弱引用队列 initBitmapReusePool(); // 初始化磁盘缓存 initDiskLruCache(diskDirectory); } /** * 不使用时释放 */ public void release(){ isMonitorReferenceQueue = false; } private void initLruCache(Context context){ // 为成员变量赋值 this.mContext = context; // 获取 Activity 管理器 ActivityManager activityManager = (ActivityManager) context.getSystemService( Context.ACTIVITY_SERVICE); // 获取应用可用的最大内存 int maxMemory = activityManager.getMemoryClass(); // 获取的 maxMemory 单位是 MB , 将其转为字节 , 除以 8 int lruCacheMemoryByte = maxMemory / 8 * 1024 * 1024; // 设置的内存 , 一般是 APP 可用内存的 1/8 mLruCache = new LruCache<String, Bitmap>(lruCacheMemoryByte){ /** * 返回 LruCache 的键和值的大小 , 单位使用用户自定义的单位 * 默认的实现中 , 返回 1 ; size 是 键值对个数 , 最大的 size 大小是最多键值对个数 * 键值对条目在 LruCache 中缓存时 , 其大小不能改变 * @param key * @param value * @return 返回 LruCache<String, Bitmap> 的值 , 即 Bitmap 占用内存 */ @Override protected int sizeOf(String key, Bitmap value) { // 如果使用的是复用的 Bitmap 对象 , 其占用内存大小是之前的图像分配的内存大小 // 大于等于当前图像的内存占用大小 if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.KITKAT) { return value.getAllocationByteCount(); } return value.getByteCount(); } /** * 从 LruCache 缓存移除 Bitmap 时会回调该方法 * @param evicted * @param key * @param oldValue * @param newValue */ @Override protected void entryRemoved(boolean evicted, String key, Bitmap oldValue, Bitmap newValue) { super.entryRemoved(evicted, key, oldValue, newValue); /* 如果从 LruCache 内存缓存中移除的 Bitmap 是可变的 才能被复用 , 否则只能回收该 Bitmap 对象 Bitmap 回收策略 : 3.0 以下系统中 , Bitmap 内存在 Native 层 3.0 以上系统中 , Bitmap 内存在 Java 层 8.0 及以上的系统中 , Bitmap 内存在 Native 层 因此这里需要处理 Bitmap 内存在 Native 层的情况 , 监控到 Java 层的弱引用被释放了 需要调用 Bitmap 对象的 recycle 方法 , 释放 Native 层的内存 */ if(oldValue.isMutable()){ // 可以被复用 // 将其放入弱引用中 , 每次 GC 启动后 , 如果该弱引用没有被使用 , 都会被回收 bitmapReusePool.add(new WeakReference<Bitmap>(oldValue, referenceQueue)); }else{ // 不可被复用 , 直接回收 oldValue.recycle(); } } }; } /** * 初始化引用队列 */ private void initBitmapReusePool(){ // 创建一个线程安全的 HashSet , 其中的元素是 Bitmap 弱引用 bitmapReusePool = Collections.synchronizedSet(new HashSet<WeakReference<Bitmap>>()); // 引用队列 , 当弱引用被 GC 扫描后 , 需要回收 , 会将该弱引用放入队列 // 一直不断的尝试从该引用队列中获取数据 , 如果获取到数据 , 就要回收该对象 referenceQueue = new ReferenceQueue<>(); // 定义监控线程 referenceQueueMonitorThread = new Thread(){ @Override public void run() { while (isMonitorReferenceQueue){ try { Reference<Bitmap> reference = (Reference<Bitmap>) referenceQueue.remove(); Bitmap bitmap = reference.get(); // 不为空 , 且没有被回收 , 回收 Bitmap 内存 if(bitmap != null && !bitmap.isRecycled()){ bitmap.recycle(); } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }; // 启动引用队列监控线程 referenceQueueMonitorThread.start(); } /** * 初始化磁盘缓存 * @param diskDirectory */ private void initDiskLruCache(String diskDirectory){ try { /* 初始化内存缓存 需要传入内存缓存目录文件 APP 版本 缓存值的个数 缓存大小 , 单位字节 , 这个最重要 */ mDiskLruCache = DiskLruCache.open( new File(diskDirectory), BuildConfig.VERSION_CODE, 1, 8 * 1024 * 10024 ); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } /** * 获取一个可以被复用的 Bitmap 对象 * * 与 BitmapFactory 配合使用 : * * Android 4.4 以后的 Bitmap 复用情况 : * 在 KITKAT ( Android 4.4 , 19 平台 ) 以后的代码中 , * 只要被解码生成的 Bitmap 对象的字节大小 ( 缩放后的 ) * 小于等于 inBitmap 的字节大小 , 就可以复用成功 ; * * Android 4.4 之前的 Bitmap 复用情况 : ( 比较苛刻 ) * 在 KITKAT 之前的代码中 , 被解码的图像必须是 * - JPEG 或 PNG 格式 , * - 并且 图像大小必须是相等的 , * - inssampleSize 设置为 1 , * 才能复用成功 ; * 另外被复用的图像的 像素格式 Config ( 如 RGB_565 ) 会覆盖设置的 inPreferredConfig 参数 * * @param width * @param height * @param inSampleSize * @return */ public Bitmap getReuseBitmap(int width,int height,int inSampleSize){ // Android 2.3.3（API 级别 10）及以下的版本中 , 使用 Bitmap 对象的 recycle 方法回收内存 if (Build.VERSION.SDK_INT <= Build.VERSION_CODES.GINGERBREAD_MR1){ // 如果 API 级别小于等于 10 , 不启用 Bitmap 内存复用机制 , 返回 null 即可 return null; } // 获取准备复用的 Bitmap , 之后设置到 Options 中 Bitmap inBitmap = null; // 使用迭代器遍历该 Set 集合 , 如果遍历中涉及到删除 , 就要使用迭代器遍历 Iterator<WeakReference<Bitmap>> iterator = bitmapReusePool.iterator(); //迭代查找符合复用条件的Bitmap while (iterator.hasNext()){ // 循环遍历 Bitmap 对象 Bitmap bitmap = iterator.next().get(); if (bitmap != null){ /* 检查该 Bitmap 对象是否可以达到复用要求 , 如果达到复用要求 , 就取出这个 Bitmap 对象 , 并将其从队列中移除 */ if (Build.VERSION.SDK_INT <= Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN_MR2){ /* Android 4.4（API 级别 19）以下的版本 : 在 Android 4.4（API 级别 19） 之前的代码中 , 复用的前提是必须同时满足以下 3 个条件 : 1. 被解码的图像必须是 JPEG 或 PNG 格式 2. 被复用的图像宽高必须等于 解码后的图像宽高 3. 解码图像的 BitmapFactory.Options.inSampleSize 设置为 1 , 也就是不能缩放 才能复用成功 , 另外被复用的图像的像素格式 Config ( 如 RGB_565 ) 会覆盖设置的 BitmapFactory.Options.inPreferredConfig 参数 ; */ if(bitmap.getWidth() == width && bitmap.getHeight() == height && //被复用的图像宽高必须等于 解码后的图像宽高 inSampleSize == 1){// 图像的 BitmapFactory.Options.inSampleSize 设置为 1 //符合要求 inBitmap = bitmap; iterator.remove(); } }else if(Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.KITKAT){ /* 在 Android 4.4（API 级别 19）及以上的版本中 , 只要被解码后的 Bitmap 对象的字节大小 , 小于等于 inBitmap 的字节大小 , 就可以复用成功 ; 解码后的乳香可以是缩小后的 , 即 BitmapFactory.Options.inSampleSize 可以大于1 ; */ // 首先要计算图像的内存占用 , 先要计算出图像的宽高 , 如果图像需要缩放 , 计算缩放后的宽高 if(inSampleSize > 1){ width = width / inSampleSize ; height = height / inSampleSize; } // 计算内存占用 , 默认 ARGB_8888 格式 int byteInMemory = width * height * 4;; if(bitmap.getConfig() == Bitmap.Config.ARGB_8888){ // 此时每个像素占 4 字节 byteInMemory = width * height * 4; }else if(bitmap.getConfig() == Bitmap.Config.RGB_565){ // 此时每个像素占 2 字节 byteInMemory = width * height * 2; } // 如果解码后的图片内存小于等于被复用的内存大小 , 可以复用 if(byteInMemory <= bitmap.getAllocationByteCount()){ //符合要求 inBitmap = bitmap; iterator.remove(); } } }else if( bitmap == null ){ // 如果 bitmap 为空 , 直接从复用 Bitmap 集合中移除 iterator.remove(); } } return inBitmap; } /* 下面的 3 个方法是提供给用户用于操作 LruCache 的接口 */ /** * 将键值对放入 LruCache 中 * @param key * @param value */ public void putBitmapToLruCache(String key, Bitmap value){ mLruCache.put(key, value); } /** * 从 LruCache 中获取 Bitmap 对象 * @param key * @return */ public Bitmap getBitmapFromLruCache(String key){ return mLruCache.get(key); } /** * 清除 LruCache 缓存 */ public void clearLruCache(){ mLruCache.evictAll(); } /* 下面的 2 个方法是提供给用户用于操作 磁盘 的接口 */ /** * 将 Bitmap 放入 磁盘缓存 中 * @param key * @param bitmap */ public void putBitmapToDisk(String key, Bitmap bitmap){ DiskLruCache.Snapshot snapshot = null; OutputStream outputStream = null; try { snapshot = mDiskLruCache.get(key); // 如果缓存中有对应 key 键值的文件 , 不进行任何处理 if(snapshot != null) { // 该用法与 SharedPreference 用法类似 DiskLruCache.Editor editor = mDiskLruCache.edit(key); if(editor != null){ // 这里的 0 表示获取该 key 对应的第 0 个文件 // 每个 可以 可以对应多个文件 , 这个值是创建 DiskLruCache 时传入的 valueCount 参数 outputStream = editor.newOutputStream(0); // 写出 Bitmap 对象到文件中 bitmap.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG, 0, outputStream); // 该用法与 SharedPreference 用法类似 editor.commit(); } } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }finally { if(snapshot != null) { snapshot.close(); } if(outputStream != null){ try { outputStream.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } } /** * 从 磁盘缓存 中取出 Bitmap 对象 * @param key 键值 * @param inBitmap 复用 Bitmap 内存 * @return */ public Bitmap getBitmapFromDisk(String key, Bitmap inBitmap){ Bitmap bitmap = null; DiskLruCache.Snapshot snapshot = null; InputStream inputStream = null; try { snapshot = mDiskLruCache.get(key); // 如果缓存中有对应 key 键值的文件 , 不进行任何处理 if(snapshot != null) { // 该用法与 SharedPreference 用法类似 DiskLruCache.Editor editor = mDiskLruCache.edit(key); if(editor != null){ // 这里的 0 表示获取该 key 对应的第 0 个文件 // 每个 可以 可以对应多个文件 , 这个值是创建 DiskLruCache 时传入的 valueCount 参数 inputStream = editor.newInputStream(0); BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options(); options.inMutable = true; options.inBitmap = inBitmap; // 写出 Bitmap 对象到文件中 bitmap = BitmapFactory.decodeStream(inputStream, null, options); if(bitmap != null){ // 从磁盘读取后 , 先缓存到内存中 mLruCache.put(key, bitmap); } // 该用法与 SharedPreference 用法类似 editor.commit(); } } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }finally { if(snapshot != null) { snapshot.close(); } if(inputStream != null){ try { inputStream.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } return bitmap; } }
2、调用工具类代码示例
/** * 图像磁盘内存缓存 */ private void diskMemoryCache(){ // 初始化 LruCache 内存缓存 , 与引用队列 , 一般在 onCreate 方法中初始化 // 这里为了演示 , 放在方法的开头位置 BitmapDiskLruCacheMemoryReuse.getInstance().init(this, Environment.getExternalStorageDirectory() + "/diskCache"); // 1. 第一次尝试从 LruCache 内存中获取 Bitmap 数据 Bitmap bitmap = BitmapDiskLruCacheMemoryReuse.getInstance(). getBitmapFromLruCache(R.drawable.blog + ""); /* 如果从内存中获取 Bitmap 对象失败 , 再次从磁盘中尝试获取该 Bitmap */ if(bitmap == null){ // 要复用内存的 Bitmap 对象 , 将新的 Bitmap 写入到该 Bitmap 内存中 Bitmap inBitmap = null; // 尝试获取复用对象 BitmapDiskLruCacheMemoryReuse.getInstance(). getReuseBitmap(200, 200, 1); // 2. 第二次尝试从磁盘中获取图片 bitmap = BitmapDiskLruCacheMemoryReuse.getInstance().getBitmapFromDisk( R.drawable.blog + "", inBitmap); // 磁盘中没有找到 , 再次尝试加载该图片 if(bitmap == null) { // 3. 如果内存, 磁盘都没有获取到 Bitmap, 那么加载指定大小格式的图像 bitmap = BitmapSizeReduce.getResizedBitmap(this, R.drawable.blog, 200, 200, false, inBitmap); // 将新的 bitap 放入 LruCache 内存缓存中 BitmapDiskLruCacheMemoryReuse.getInstance(). putBitmapToLruCache(R.drawable.blog + "", bitmap); } } }
八、源码及资源下载
源码及资源下载地址 :
① GitHub 工程地址 : BitmapMemory
② BitmapDiskLruCacheMemoryReuse.java 工具类地址 : BitmapDiskLruCacheMemoryReuse.java
