尝试加载一千张照片

作者: 北国雪WRG | 来源:发表于2019-04-01 17:29 被阅读24次

    以下内容完全是探索性的尝试,加载大量照片请用Glide或者Picasso

    背景,我在捣鼓一个图片上传App,我需要上传手机上的照片,首先要把照片显示出来,类似于微信发送朋友圈选取照片的场景。假说我用一个RecyclerView去显示所有的照片(1000张)。在不适用Glide的情况下,如何尽可能好的去加载这些照片。

    加载一张照片可以直接

    imageView.setImageBitmap(BitmapUtil.decodeBitmapFromFile(path, size, size))
    

    没问题,但如果加载满满一个RecyclerView的照片,那就很容易导致NAR

    以下是此次尝试,学到的知识点:

    1. 加载一张照片到内存,不是很耗时。但是当照片很多时候,这个累积的耗时就不能被忽略了,直接在onBindViewHolder中加载,会阻塞UI线程。怎么办?
    2. Java实现了四种线程池,Fixed,Cache,Schedule和Single,其中Cache给的介绍是适合大量耗时短的操作,这里Cache线程池真的适合吗?
    3. RecyclerView一共要加载上千张照片,每次显示ViewHolder就去加载有什么问题?
    4. 计算采样率,要获取ImageView的width和height,但是在onCreate,onStart,onResume中都无法获取ImageView尺寸,怎么办?
    5. 当用户快速滑动的时候,如果试图去加载照片。可以想象以下场景,如果用户在10s内快速滑动到了第1000张照片,那么第1000张照片被加载出来的前提是加载完成前999张照片。这显然是很糟糕的。怎么解决呢?

    先看看效果图

    效果图.gif

    哈哈,是不是感觉整体效果还不错。因为展示的都是照(害)片(羞),所有没有截取太长的视频。

    上面5个问题,下面来各个击破:

    Q1:加载一张照片到内存耗,不是很耗时。但是当照片很多时候,这个耗时就不能被忽略了,直接在onBindViewHolder中加载,会阻塞UI线程。怎么办?

    我最开始就是这么做的,整个应用直接GG。太耗时了,应用直接NAR挂掉。这里使用线程池,当BindViewholder被执行的时候,把加载照片的任务交给线程池。

        @Override
        public void onBindViewHolder(final IvHolder ivHolder, int i) {
            ...// 省略部分代码
            cacheBitmap(imageView, i, path, width);// 加载图片
        }
    
        public void cacheBitmap(final ImageView imageView, int index, final String path, final int size) {
            executor.execute(() -> {
                Bitmap bitmap = BitmapUtil.decodeBitmapFromFile(path, size, size);
                ... //省略部分代码
        }
    

    Q2 :Java实现了四种线程池,Fixed,Cache,Schedule和Single,其中Cache给的介绍是适合大量耗时短的操作,这里Cache线程池真的适合吗?

    问题1中使用到了线程池,看看Java提供的四种线程池
    Fixed:固定的核心线程,用于快速响应
    Cache:无限制的非核心线程,用于大量耗时短的操作
    Schedule:固定非核心线程,无限制非核心线程,用于大量耗时相等的操作
    Single:单一线程池,被添加的任务需要被顺序执行

    四种线程池中,貌似Cache最合适。但是实际测试并不是。一个页面有大概30张照片,意味着至少要创建30个线程,用于处理图片加载,当快速滑动的时候,这个线程数量将更多。这就会导致UI线程很难抢占到CPU资源。并且大量的线程,使得线程间切换消耗资源。

    下面是Cache Thread Pool 和 Fixed Thread Pool 的 CPU分析图。

    Cache Thread Pool CPU Fixed Thread Pool CPU
    可见Fixed Thread Pool占用的CPU较少,我在滑动的过程中也明显感觉到了Cache Thread Pool的明显卡顿。有兴趣可以去尝试一下。

    Q3 RecyclerView一共要加载上千张照片,每次显示ViewHolder就去加载由什么问题?
    虽然RecylerView会自己回收内存,但是频繁的滑动会导致频繁GC,View可以回收,但是Bitmap对象可能再次被用到,不应直接被回收。这里使用LruCache。

                @Override
                public void onBindViewHolder(final IvHolder ivHolder, int i) {
                    final String path = list.get(i);
                    final ImageView imageView = ivHolder.imageView;
                    imageView.setTag(path);
    
                    if (width == 0) {
                        measureSize(imageView); // 暂时不用关注
                    } else {
                        Bitmap bitmap = lruCache.get(path);// 读取Lru缓存
                        if (bitmap != null) imageView.setImageBitmap(bitmap);// 如果缓存缓存直接加载
                        else if (state == 0) cacheBitmap(imageView, i, path, width);// 如果不存在缓存,将任务加载到线程池
                    }
                }
    
        private LruCache<String, Bitmap> lruCache = new LruCache<String, Bitmap>(cacheSize) {
            @Override
            protected int sizeOf(@NonNull String key, Bitmap value) {
                return value.getByteCount() / 1024;
            }
        };
    
        public void cacheBitmap(final ImageView imageView, int index, final String path, final int size) {
            executor.execute(() -> {
                Bitmap bitmap = BitmapUtil.decodeBitmapFromFile(path, size, size);
                if (path == null || bitmap == null) return;// 不添加这一句,可能抛出一个异常,很奇怪。
                lruCache.put(path, bitmap);// 加入LruCache
    
                // 线程中不能更新UI,所以这里使用消息机制
                if (imageView.getTag() == path)
                    imageView.post(() -> {
                        imageView.setImageBitmap(lruCache.get(path));
                        Objects.requireNonNull(recyclerView.getAdapter()).notifyItemChanged(index);
                    });
            });
        }
    

    Q4 计算采样率,要获取ImageView的width和height,但是在onCreate中无法获取ImageView,怎么办?

    在onCreate的时候,View没有完成Measure过程,所以无法获取尺寸。我们需要等onResume执行完成之后,才能获取尺寸。但是问题来了,没有这个生命周期呀!

    其实很简单,我们可以用View.post方法,当Loop开始处理View.post的消息,onResume肯定执行完毕。这涉及到Activity的启动,简单来说,startActivity实质上是向Handler H发送一条Message,当Looper执行这条Message的时候,也就执行了create,start和resume回调。这里不过多展开,总之要想获取View的width,height,最好使用该View的Post方法。

        public void measureSize(final ImageView imageView) {
            imageView.post(() -> {
                width = imageView.getWidth();
                Objects.requireNonNull(recyclerView.getAdapter()).notifyDataSetChanged();//这里需要手动去更新一下recyclerview的data,不然recyclerview会显示一个空列表
            });
        }
    

    Q5: 当用户快速滑动的时候,如果试图去加载照片,可以想象以下场景,如果用户在10s只能快速滑动到了第1000张照片,那么第1000张照片被加载出来的前提是加载完成前999张照片,这会导致第1000张照片迟迟不能被加载出来,这显然是很糟糕的。怎么解决呢?

    这里我们注意到问题在于,只要onBindViewHolder被执行,我们就去加载这个照片,这是不正确的。在快速滑动的时候,我们应该跳过图片的加载。那如何获取滑动的速度呢?这很简单,我们给recyclerview设置一个监听器即可。ScrollListener有两个回调,一个检测滑动,一个检测滑动的速度。

            recyclerView.addOnScrollListener(new RecyclerView.OnScrollListener() {
                @Override
                public void onScrollStateChanged(@NonNull RecyclerView recyclerView, int newState) {
                    super.onScrollStateChanged(recyclerView, newState);
                    Log.d(TAG, "onScrollStateChanged: " + newState);
                    // 每次滑动会调用三次
                    // 回调依次是:1->2->0
                    // 1 滑动
                    // 2 自然滑动
                    // 0 静止
                    if (newState == 0) {
                        state = 0; // state = 0 则认为是静止,要去加载照片
                        Objects.requireNonNull(recyclerView.getAdapter()).notifyDataSetChanged();
                    }
    
                }
    
                @Override
                public void onScrolled(@NonNull RecyclerView recyclerView, int dx, int dy) {
                    super.onScrolled(recyclerView, dx, dy);
                    // 滑动过程中,会被多次调用,每次TOUCH_EVENT作为间隔
                    // 最后几次可能都会小于阈值
                    Log.d(TAG, "onScrolled: " + dy);
                    state = Math.abs(dy) > 100 ? 1 : 0; // 当滑动速度超过100sp/Touch_Event,就认为快速滑动,否则认为可以加载照片
                    // 这里为啥用100 作为阈值呢?请看下图
                }
            });
    
                @Override
                public void onBindViewHolder(final IvHolder ivHolder, int i) {
                    final String path = list.get(i);
                    final ImageView imageView = ivHolder.imageView;
                    imageView.setTag(path);
    
                    if (width == 0) {
                        measureSize(imageView); // 第一次需要测量一下View的尺寸
                    } else {
                        Bitmap bitmap = lruCache.get(path);
                        if (bitmap != null) imageView.setImageBitmap(bitmap);
                        // state == 0的时候,滑动速度慢或者静止,可以加载,否则跳过
                        else if (state == 0) cacheBitmap(imageView, i, path, width);
                    }
                }
    

    上面我是用了100作为阈值,在Android中,代码中的尺寸都是用px作为单位的。也就是说当滑动速度大于100px,我认为是快速滑动,跳过加载,当滑动速度小于100px,我认为可以加载照片。这个值从哪儿来的呢?

    图片.png
    我叫我同学试了试,我把滑动速度的日志打印下来作了这个图。蓝色部分是他缓慢滑动的速度,绿色部分是他快速滑动的速度图像。缓慢滑动速度基本在在100一下,我试了一下也差不多是这个曲线,那么就愉快的使用这个阈值吧。专门去学了一下python可视化内容(哇!Python画图确实方便)。

    还有一些细节:比如RecyclerView更新,闪烁问题错位问题。有兴趣可以看看代码。

    完整代码:参考Github

    public class TestGlideActivity extends CommonActivity {
    
        private static final String TAG = "TestGlideActivity";
        @BindView(R.id.rv_test)
        RecyclerView recyclerView;
    
        private List<String> list = new ArrayList<>(1000);
        private Executor executor = Executors.newFixedThreadPool(4);
        //private Executor executor = Executors.newCachedThreadPool();
        private int cacheSize = (int) (Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024);
        private int width = 0;
        private int state = 1;
        private LruCache<String, Bitmap> lruCache = new LruCache<String, Bitmap>(cacheSize) {
            @Override
            protected int sizeOf(@NonNull String key, Bitmap value) {
                return value.getByteCount() / 1024;
            }
        };
    
        @Override
        protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
            super.onCreate(savedInstanceState);
    
            recyclerView.addOnScrollListener(new RecyclerView.OnScrollListener() {
                @Override
                public void onScrollStateChanged(@NonNull RecyclerView recyclerView, int newState) {
                    super.onScrollStateChanged(recyclerView, newState);
                    Log.d(TAG, "onScrollStateChanged: " + newState);
                    // 每次滑动会调用三次
                    // 1->2->0
                    // 1 滑动
                    // 2 自然滑动
                    // 0 静止
                    if (newState == 0) {
                        state = 0;
                        Objects.requireNonNull(recyclerView.getAdapter()).notifyDataSetChanged();
                    }
    
                }
    
                @Override
                public void onScrolled(@NonNull RecyclerView recyclerView, int dx, int dy) {
                    super.onScrolled(recyclerView, dx, dy);
                    // 滑动过程中,会被多次调用,每次TOUCH_EVENT作为间隔
                    // 最后几次可能都会小于阈值
                    Log.d(TAG, "onScrolled: " + dy);
                    state = Math.abs(dy) > 100 ? 1 : 0;
                }
            });
    
            recyclerView.setAdapter(new RecyclerView.Adapter<IvHolder>() {
                @NonNull
                @Override
                public IvHolder onCreateViewHolder(@NonNull ViewGroup viewGroup, int i) {
                    return new IvHolder(LayoutInflater
                            .from(TestGlideActivity.this)
                            .inflate(R.layout.view_photo_pick, viewGroup, false));
                }
    
                @Override
                public void onBindViewHolder(final IvHolder ivHolder, int i) {
                    final String path = list.get(i);
                    final ImageView imageView = ivHolder.imageView;
                    imageView.setTag(path); // 解决错位问题,后面更新的时候会用到
    
                    if (width == 0) {
                        measureSize(imageView);// 第一次需要测量width
                    } else {
                        Bitmap bitmap = lruCache.get(path);
                        if (bitmap != null) imageView.setImageBitmap(bitmap);
                        else if (state == 0) cacheBitmap(imageView, i, path, width);
                    }
                }
    
                // 解决错位问题,当被回收的时候,我们用空杯展位图去代替
                @Override
                public void onViewRecycled(@NonNull IvHolder holder) {
                    super.onViewRecycled(holder);
                    holder.imageView.setImageDrawable(getDrawable(R.drawable.blank));
                    holder.imageView.postInvalidate();// 将这个imageView的post消息取消掉
                }
    
                @Override
                public int getItemCount() {
                    return list.size();
                }
            });
            recyclerView.setLayoutManager(new GridLayoutManager(this, 4));
            // 动画效果导致的闪烁问题
           ((SimpleItemAnimator)Objects.requireNonNull(recyclerView.getItemAnimator())).setSupportsChangeAnimations(false);
            checkPermissionForReadStorage();
        }
    
        @Override
        protected int getLayout() {
            return R.layout.activity_test;
        }
    
        // 测量View的尺寸
        public void measureSize(final ImageView imageView) {
            imageView.post(() -> {
                width = imageView.getWidth();
                Objects.requireNonNull(recyclerView.getAdapter()).notifyDataSetChanged();
            });
        }
    
        // LruCache 线程池加载图片,Handler.post更新UI
        public void cacheBitmap(final ImageView imageView, int index, final String path, final int size) {
            executor.execute(() -> {
                Bitmap bitmap = BitmapUtil.decodeBitmapFromFile(path, size, size);
                if (path == null || bitmap == null) return;
                lruCache.put(path, bitmap);
    
                if (imageView.getTag() == path)
                    imageView.post(() -> {
                        imageView.setImageBitmap(lruCache.get(path));
                        Objects.requireNonNull(recyclerView.getAdapter()).notifyItemChanged(index);
                    });
            });
        }
    
        @Override
        protected void onDestroy() {
            super.onDestroy();
        }
    
        class IvHolder extends RecyclerView.ViewHolder {
            ImageView imageView;
            TextView textView;
    
            IvHolder(@NonNull View itemView) {
                super(itemView);
                imageView = itemView.findViewById(R.id.iv_photo);
                textView = itemView.findViewById(R.id.tv_photo);
            }
        }
    
        // 读取所有照片的路径信息
        static class QueryDBTask extends AsyncTask<Void, Void, Void> {
            static ContentResolver contentResolver;
            List<String> list = null;
    
            QueryDBTask(ContentResolver resolver, List<String> list) {
                contentResolver = resolver;
                this.list = list;
            }
    
            @Override
            protected Void doInBackground(Void... voids) {
                Cursor cursor = contentResolver.query(
                        MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI,
                        null,
                        null,
                        null,
                        MediaStore.Images.Media.DATE_MODIFIED + " desc"
                );
                if (cursor == null) return null;
    
                int index = cursor.getColumnIndex(MediaStore.Files.FileColumns.DATA);
                while (cursor.moveToNext()) list.add(cursor.getString(index));
                cursor.close();
    
                return null;
            }
        }
    
        // 权限相关,可忽略
        public void checkPermissionForReadStorage() {
            if (ContextCompat.checkSelfPermission(this,
                    Manifest.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE) != PackageManager.PERMISSION_GRANTED ||
                    ContextCompat.checkSelfPermission(this, Manifest.permission.READ_PHONE_STATE)
                            != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
                ActivityCompat.requestPermissions(this,
                        new String[]{
                                Manifest.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE,
                                Manifest.permission.READ_PHONE_STATE},
                        1);
            } else {
                new QueryDBTask(getContentResolver(), list).execute();
            }
        }
    
        // 权限相关,可忽略
        @Override
        public void onRequestPermissionsResult(int requestCode, @NonNull String[] permissions, @NonNull int[] grantResults) {
            super.onRequestPermissionsResult(requestCode, permissions, grantResults);
            switch (requestCode) {
                case 1:
                    if (grantResults.length > 0 && grantResults[0] == PackageManager.PERMISSION_GRANTED
                            && grantResults[1] == PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
                        new QueryDBTask(getContentResolver(), list).execute();
                    } else {
                        Toast.makeText(TestGlideActivity.this, "你没有授权", Toast.LENGTH_LONG).show();
                    }
            }
        }
    
    }
    

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