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Android Bitmap 缓存策略

2017-04-21

Android Bitmap 缓存策略。Android中最常用到缓存的地方就是图片,通过过缓存即可以提高应用程序的效率,又可以节省用户的流量。

Android Bitmap 缓存策略。Android中最常用到缓存的地方就是图片,通过过缓存即可以提高应用程序的效率,又可以节省用户的流量。

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图片的缓存简单来说可以分为SD卡缓存和内存缓存,也可以俩者配合使用。

Android中图片缓存遵循的策略就是:当第一次从网络中加载图片的时候,将其缓存到存储设备上(比如sd卡,这也就是我们说的SD卡缓存),并且在内存中同样也缓存一份(内存缓存),这样当下次使用或者网络请求图片的时候,就先去内存中获取(因为从内存中读取要比从SD卡中读取的快,所以我们先从内存中读取,这样的话在节省流量的同时也可以提高程序的性能),如果内存中没有的话再去SD卡中获取,如果SD卡中也没有的话才去网络上请求。

当然,由于设备的存储容量限制,我们也需要把缓存到SD卡的图片资源在一个合适的时间内删除。当然,这个合适的时间怎么定义就仁者见仁智者见智了,目前常用的是算法是LRU算法,所以一个完整的缓存策略包括添加,获取,删除三类操作

LRU缓存算法

LRU(Least Recently Used),近期最少使用算法,它的核心思想就是当缓存满时,优先淘汰即删除近期最少使用的缓存对象。

采用LRU算法的缓存有俩种:

LruCache,用于实现内存缓存 DiskLruCache,用于实现存储设备缓存(它不属于官方SDK的一部分,但得到官方的推荐) 其他存储方式,比如文件存储。SqlLite存储等

LruCache

LruCache是Android 3.1 提供的,使用support-4兼容包中LruCache可以向下兼容到2.2。

LruCache内部采用一个LinkedHashMap以强引用的方式存储外界提供的缓存对象,提供了put和get方法来添加和获取缓存对象,另外LruCache也是线程安全的。。

1、LruCache的使用

Runtime.getRuntime().maxMemory()在Java中返回的是java虚拟机(这个进程)能构从操纵系统那里挖到的最大的内存,而在Android中返回应用程序最大可用内存,以字节为单位。也可以用

((ActivityManager)getSystemService(Context.ACTIVITY_SERVICE)).getMemoryClass()来获取,不过返回值的单位是M。

Runtime.getRuntime().totalMemory()在Java中返回的是java虚拟机现在已经从操纵系统那里挖过来的内存大小,也就是java虚拟机这个进程当时所占用的所有内存,在Android中返回的是应用程序已获得内存,所以totalMemory()是慢慢增大的。

Runtime.getRuntime().freeMemory()简单来说就是已经获取到但是还没有使用的内存。

创建LruCache代码:

//创建LruCache对象

int maxSize = (int) Runtime.getRuntime().maxMemory();// 返回byte

int cacheSize = maxSize / 1024 / 8;

// 创建LruCache时需要提供缓存的最大容量

mCache = new LruCache(cacheSize) {

@Override

protected int sizeOf(String key, Bitmap value) {

return super.sizeOf(key, value);

}

@Override

protected void entryRemoved(boolean evicted, String key, Bitmap oldValue, Bitmap newValue) {

// 当调用put或remove时触发此方法,可以在这里完成一些资源回收的操作

super.entryRemoved(evicted, key, oldValue, newValue);

}

};

mCache.put(key, value);// 添加缓存对象

mCache.get(key);// 获取缓存对象

mCache.remove(key);// 删除缓存对象

mCache.resize(1024);// 重新设置缓存的总容量大小

DiskLruCache

上面讲过,DiskLruCache不属于Android SDK 的一部分,但是它得到了Google官方的认可与推荐,它的源码在这里或者这里;其实GitHub上才是正儿八经的出产地哈。在使用DiskLruCache时,首先要从网上下载DiskLruCache的源码,然后放到自己的项目里编译后才能正常使用。

1、DiskLruCache 的创建

DiskLruCache不能通过构造方法来创建,它通过open方法来穿件自身

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

1. directory表示磁盘缓存的存储路径

缓存目录没有具体限制,可以根据需求自己的定义。一般来说,可以选择SD卡上的/sdcard/Android/data//cache目录,这个目录是Android系统指定的应用程序缓存目录,当应用卸载时,缓存也会被系统清除;当然还可以选择sd卡上的其他目录,也可以选择data下的当前应用目录。当然,一个严禁的程序还要考虑SD卡是否存在等。

2. appVersion表示应用的版本号

当appVersion改变时,之前的缓存都会被清除,所以如非必要,我们为其指定一个1,不再改变即可

3. valueCount表示单个节点对应的数据个数,也就是同一个key可以对应多少个缓存文件,一般来说我们都选取1.

4. maxSize缓存的总大小。

private void createDiskLruCache() {

try {

File cacheDir = getDiskCacheDir(DiskLruCacheActivity.this, "bitmapsCache");

if (!cacheDir.exists()) {

cacheDir.mkdirs();

}

diskLruCache = DiskLruCache.open(cacheDir, 1, 1, MAX_DISK_CACHE);

} catch (IOException e) {

Log.i("disk cache", "createDiskLruCache e: " + e.toString());

}

}

2、DiskLruCache 添加缓存

DiskLruCache的缓存添加是通过Editor完成的,代码如下:

// 把图片添加到硬盘缓存

private void exeAdd2DiskCache(DiskLruCache.Editor editor) {

if (editor != null) {

try {

// 创建DiskLruCache时设置一个节点只有一个数据,所以这里的index直接设为0即可

OutputStream outputStream = editor.newOutputStream(0);

if (downloadUrlToStream(imageUrl, outputStream)) {

editor.commit();// 提交写入操作

Log.i("disk cache", "onCreate editor.commit() ");

} else {

editor.abort();// 回退整个操作

Log.i("disk cache", "onCreate editor.abort() ");

}

diskLruCache.flush();

} catch (IOException e) {

Log.i("disk cache", "onCreate e: " + e.toString());

}

}

}

// 建立HTTP请求,并获取Bitmap对象。

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;

}

当然,以上只是展示DiskLruCache的用法,在实际项目中还要和项目需求结合,考虑实际情况,比如Caused by: android.os.NetworkOnMainThreadException异常等。

3、DiskLruCache 从缓存中查找

首先需要将URL转换成Key,然后通过DiskLruCache的get方法得到一个Snapshot对象,在通过Snapshot对象得到缓存文件的输入流,再把输入流转换成Bitamp对象。

// 从缓存中获取Bitmap对象

private Bitmap getCacheBitmap() {

String key = hashKeyForDisk(imageUrl);// 把Url转换成KEY

try {

DiskLruCache.Snapshot snapShot = diskLruCache.get(key);// 通过key获取Snapshot对象

if (snapShot != null) {

InputStream is = snapShot.getInputStream(0);// 通过Snapshot对象获取缓存文件的输入流

Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(is);// 把输入流转换成Bitmap对象

return bitmap;

}

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

return null;

}

关于 BitmapFactory.decodeStream(is) 更多资料请点这里查看

4、DiskLruCache 缓存的删除

private void deleteCacheBitmap(String url){

try {

String key = hashKeyForDisk(imageUrl);

diskLruCache.remove(key);

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

}

这个remove方法,如果不是必要的话,我们尽量不要去调用,因为我们已经设定了最大缓存容量,当超过这个容量时,系统会根据Lru算法自动删除该删除的缓存文件。

5、DiskLruCache 其他几个重要且常用的方法

diskLruCache.delete() 删除所有的缓存数据 diskLruCache.delete() 返回当前缓存路径下所有缓存数据的大小,以byte为单位 editor.abort() 图片下载发生异常时,可以通过这个方法回退整个操作 editor.commit() 提交写入操作,这个放在在写入缓存数据时是一定要调用的 diskLruCache.flush() 这个方法用于将内存中的操作记录同步到日志文件(也就是journal文件,系统LRU算法依赖于这个文件,因为这个文件中保存着对数据的操作记录)当中;但其实并不是每次写入缓存都要调用一次flush()方法的,频繁地调用并不会带来任何好处,只会额外增加同步journal文件的时间。比较标准的做法就是在Activity的onPause()方法中去调用一次flush()方法就可以了。 diskLruCache.close() 这个方法用于将DiskLruCache关闭掉,是和open()方法对应的一个方法。关闭掉了之后就不能再调用DiskLruCache中任何操作缓存数据的方法,通常只应该在Activity的onDestroy()方法中去调用close()方法。

6、journal 文件

当执行完写入操作后,我们看看对应的目录下(/sdcard/Android/data//cache)有什么文件?

打开cache目录后,发现里边只有一个bitmapsCache的文件夹;这个文件是哪里来的呢?这个其实就是上文在创建DiskLruCache实例时传入的url中拼接的(看 getDiskCacheDir 方法),为什么要指定这么一个目录呢?其实就是类似于分类的概念,比如你可以把缓存的Bitmap放到一个文件夹下,把file或者其他格式的数据放到另外一个文件夹下。

打开bitmapsCache文件夹,它的子目录又有哪些呢?首先有一个文件,这个文件的文件名很长而且没有任何规则,完全看不懂是什么意思;另外下边还有一个journal文件。其实文件名很长的文件就是一张缓存的图片,每个文件都对应着一张图片,如果我们缓存了很多图片的话,就会有一堆这样的文件;而journal文件是DiskLruCache的一个日志文件,就像我上面说的:这个文件中保存着对数据的操作记录。如下图:

QQ截图20160701155032.png

打开journal这个文件,发现它长成这样 长得也很整齐:

首先有一行字符串“libcore.io.DiskLruCache”表示我们使用的是DiskLruCache技术;然后又有三行,且每行都只有一个“1”,其中第一行的“1”表示DiskLruCache的版本号,这个值是恒为1的,第2行的“1”表示应用程序的版本号,我们在open()方法里传入的版本号是什么这里就会显示什么,第三个“1”表示的是valueCount,表示单个节点对应的数据个数,这个值也是在open()方法中传入的,通常情况下都为1。接下来就是一个空行,标志着开始记录数据的操作记录。

接下来,会有DIRTY开头的一行数据,DIRTY后边跟着的是文件的key,DIRTY表示开始向缓存中写入数据,但写入结果是什么还未知。然后调用commit()方法表示写入缓存成功,这时会向journal中写入一条CLEAN记录,表示数据写入成功;如果数据写入失败,会调用abort()方法回退整个操作,这时会向journal中写入一条REMOVE记录。当调用get()方法去读取一条缓存数据时,就会向journal文件中写入一条READ记录;另外,某些行后面还有一个数字(20090、6602),这个数字就是缓存图片的大小,以byte为单位。

QQ截图20160701155124.png
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