Android: Bitmap内存优化

在Android应用里，最耗费内存的就是图片资源。而且在Android系统中，读取位图Bitmap时，分给虚拟机中的图片的堆栈大小只有8M，如果超出了，就会出现OutOfMemory异常。所以，对于图片的内存优化，是Android应用开发中比较重要的内容。

一、要及时回收Bitmap的内存

Bitmap类有一个方法recycle()，从方法名可以看出意思是回收。这里就有疑问了，Android系统有自己的垃圾回收机制，可以不定期的回收掉不使用的内存空间，当然也包括Bitmap的空间。那为什么还需要这个方法呢？

Bitmap类的构造方法都是私有的，所以开发者不能直接new出一个Bitmap对象，只能通过BitmapFactory类的各种静态方法来实例化一个Bitmap。仔细查看BitmapFactory的源代码可以看到，生成Bitmap对象最终都是通过JNI调用方式实现的。所以，加载Bitmap到内存里以后，是包含两部分内存区域的。简单的说，一部分是Java部分的，一部分是C部分的。这个Bitmap对象是由Java部分分配的，不用的时候系统就会自动回收了，但是那个对应的C可用的内存区域，虚拟机是不能直接回收的，这个只能调用底层的功能释放。所以需要调用recycle()方法来释放C部分的内存。从Bitmap类的源代码也可以看到，recycle()方法里也的确是调用了JNI方法了的。

那如果不调用recycle()，是否就一定存在内存泄露呢？也不是的。Android的每个应用都运行在独立的进程里，有着独立的内存，如果整个进程被应用本身或者系统杀死了，内存也就都被释放掉了，当然也包括C部分的内存。

Android对于进程的管理是非常复杂的。简单的说，Android系统的进程分为几个级别，系统会在内存不足的情况下杀死一些低优先级的进程，以提供给其它进程充足的内存空间。在实际项目开发过程中，有的开发者会在退出程序的时候使用Process.killProcess(Process.myPid())的方式将自己的进程杀死，但是有的应用仅仅会使用调用Activity.finish()方法的方式关闭掉所有的Activity。

经验分享： Android手机的用户，根据习惯不同，可能会有两种方式退出整个应用程序：一种是按Home键直接退到桌面；另一种是从应用程序的退出按钮或者按Back键退出程序。那么从系统的角度来说，这两种方式有什么区别呢？按Home键，应用程序并没有被关闭，而是成为了后台应用程序。按Back键，一般来说，应用程序关闭了，但是进程并没有被杀死，而是成为了空进程（程序本身对退出做了特殊处理的不考虑在内）。

Android系统已经做了大量进程管理的工作，这些已经可以满足用户的需求。个人建议，应用程序在退出应用的时候不需要手动杀死自己所在的进程。对于应用程序本身的进程管理，交给Android系统来处理就可以了。应用程序需要做的，是尽量做好程序本身的内存管理工作。

一般来说，如果能够获得Bitmap对象的引用，就需要及时的调用Bitmap的recycle()方法来释放Bitmap占用的内存空间，而不要等Android系统来进行释放。

下面是释放Bitmap的示例代码片段。

// 先判断是否已经回收 
if(bitmap != null && !bitmap.isRecycled()){   
     // 回收并且置为null 
     bitmap.recycle();   
     bitmap = null;   
}   
System.gc();

从上面的代码可以看到，bitmap.recycle()方法用于回收该Bitmap所占用的内存，接着将bitmap置空，最后使用System.gc()调用一下系统的垃圾回收器进行回收，可以通知垃圾回收器尽快进行回收。这里需要注意的是，调用System.gc()并不能保证立即开始进行回收过程，而只是为了加快回收的到来。

如何调用recycle()方法进行回收已经了解了，那什么时候释放Bitmap的内存比较合适呢？一般来说，如果代码已经不再需要使用Bitmap对象了，就可以释放了。释放内存以后，就不能再使用该Bitmap对象了，如果再次使用，就会抛出异常。所以一定要保证不再使用的时候释放。比如，如果是在某个Activity中使用Bitmap，就可以在Activity的onStop()或者onDestroy()方法中进行回收。

二、捕获异常

因为Bitmap是吃内存大户，为了避免应用在分配Bitmap内存的时候出现OutOfMemory异常以后Crash掉，需要特别注意实例化Bitmap部分的代码。通常，在实例化Bitmap的代码中，一定要对OutOfMemory异常进行捕获。
　　以下是代码示例。

Bitmap bitmap = null; 
try { 
    // 实例化Bitmap 
    bitmap = BitmapFactory.decodeFile(path); 
} catch (OutOfMemoryError e) { 
    // 
} 
if (bitmap == null) { 
    // 如果实例化失败 返回默认的Bitmap对象 
    return defaultBitmapMap; 
}

这里对初始化Bitmap对象过程中可能发生的OutOfMemory异常进行了捕获。如果发生了OutOfMemory异常，应用不会崩溃，而是得到了一个默认的Bitmap图。

经验分享： 很多开发者会习惯性的在代码中直接捕获Exception。但是对于OutOfMemoryError来说，这样做是捕获不到的。因为OutOfMemoryError是一种Error，而不是Exception。在此仅仅做一下提醒，避免写错代码而捕获不到OutOfMemoryError。

三、缓存通用的Bitmap对象

有时候，可能需要在一个Activity里多次用到同一张图片。比如一个Activity会展示一些用户的头像列表，而如果用户没有设置头像的话，则会显示一个默认头像，而这个头像是位于应用程序本身的资源文件中的。

如果有类似上面的场景，就可以对同一Bitmap进行缓存。如果不进行缓存，尽管看到的是同一张图片文件，但是使用BitmapFactory类的方法来实例化出来的Bitmap，是不同的Bitmap对象。缓存可以避免新建多个Bitmap对象，避免内存的浪费。

经验分享： Web开发者对于缓存技术是很熟悉的。其实在Android应用开发过程中，也会经常使用缓存的技术。这里所说的缓存有两个级别，一个是硬盘缓存，一个是内存缓存。比如说，在开发网络应用过程中，可以将一些从网络上获取的数据保存到SD卡中，下次直接从SD卡读取，而不从网络中读取，从而节省网络流量。这种方式就是硬盘缓存。再比如，应用程序经常会使用同一对象，也可以放到内存中缓存起来，需要的时候直接从内存中读取。这种方式就是内存缓存。

四、压缩图片

如果图片像素过大，使用BitmapFactory类的方法实例化Bitmap的过程中，需要大于8M的内存空间，就必定会发生OutOfMemory异常。这个时候该如何处理呢？如果有这种情况，则可以将图片缩小，以减少载入图片过程中的内存的使用，避免异常发生。

使用BitmapFactory.Options设置inSampleSize就可以缩小图片。属性值inSampleSize表示缩略图大小为原始图片大小的几分之一。即如果这个值为2，则取出的缩略图的宽和高都是原始图片的1/2，图片的大小就为原始大小的1/4。

如果知道图片的像素过大，就可以对其进行缩小。那么如何才知道图片过大呢？

使用BitmapFactory.Options设置inJustDecodeBounds为true后，再使用decodeFile()等方法，并不会真正的分配空间，即解码出来的Bitmap为null，但是可计算出原始图片的宽度和高度，即options.outWidth和options.outHeight。通过这两个值，就可以知道图片是否过大了。

BitmapFactory.Options opts = new BitmapFactory.Options(); 
    // 设置inJustDecodeBounds为true 
    opts.inJustDecodeBounds = true; 
    // 使用decodeFile方法得到图片的宽和高 
    BitmapFactory.decodeFile(path, opts); 
    // 打印出图片的宽和高 
    Log.d("example", opts.outWidth + "," + opts.outHeight);

在实际项目中，可以利用上面的代码，先获取图片真实的宽度和高度，然后判断是否需要跑缩小。如果不需要缩小，设置inSampleSize的值为1。如果需要缩小，则动态计算并设置inSampleSize的值，对图片进行缩小。需要注意的是，在下次使用BitmapFactory的decodeFile()等方法实例化Bitmap对象前，别忘记将opts.inJustDecodeBound设置回false。否则获取的bitmap对象还是null。

经验分享： 如果程序的图片的来源都是程序包中的资源，或者是自己服务器上的图片，图片的大小是开发者可以调整的，那么一般来说，就只需要注意使用的图片不要过大，并且注意代码的质量，及时回收Bitmap对象，就能避免OutOfMemory异常的发生。

如果程序的图片来自外界，这个时候就特别需要注意OutOfMemory的发生。一个是如果载入的图片比较大，就需要先缩小；另一个是一定要捕获异常，避免程序Crash。

五、BitmapFactory.Options.inPurgeable; Purgeable：可清洗的

1.如果 inPurgeable 设为true的话表示使用BitmapFactory创建的Bitmap 用于存储Pixel的内存空间在系统内存不足时可以被回收。
在应用需要再次访问Bitmap的Pixel时（如绘制Bitmap或是调用getPixel），系统会再次调用BitmapFactory decoder重新生成Bitmap的Pixel数组。为了能够重新解码图像，bitmap要能够访问存储Bitmap的原始数据。

2.在inPurgeable为false时表示创建的Bitmap的Pixel内存空间不能被回收。
这样BitmapFactory在不停decodeByteArray创建新的Bitmap对象，不同设备的内存不同，因此能够同时创建的Bitmap个数可能有所不同，200个bitmap足以使大部分的设备重新OutOfMemory错误。当isPurgable设为true时，系统中内存不足时，可以回收部分Bitmap占据的内存空间，这时一般不会出现OutOfMemory 错误。

public Bitmap readBitmap(Context context, int resId) {    
     BitmapFactory.Options opts = new BitmapFactory.Options();    
     opts.inPreferredConfig = Config.RGB_565;    
     opts.inPurgeable = true;    
     opts.inInputShareable = true;    
     InputStream is = context.getResources().openRawResource(resId);    
     return BitmapFactory.decodeStream(is, null, opts);    
} 

六、BitmapFactory.Options中的inTargetDensity/inDensity/inScaled;

options.inTargetDensity表示的是目标Bitmap即将被画到屏幕上的像素密度（每英寸有多少个像素）。
options.inDensity表示的是bitmap所使用的像素密度。

1.inTargetDensity往往会和options.inDensity和options.inScaled一起来决定目标bitmap是否需要进行缩放。

2.如果inDensity和inTargetDensity不一致，则会对图像进行缩放。

3.图片的缩放倍数是根据inTargetDensity/inDensity来计算得到的。

4.如果inTargetDensity值为0，则decodeResource()和decodeResourceStream() 会将inTargetDensity用DisplayMetrics.densityDpi来设置，其它函数则不会对bitmap进行任何缩放。

5.如果inDensity被设置成0，则 decodeResource()和decodeResourceStream()将用屏幕密度值来设定这个参数，其它函数将不进行缩放。

我们使用的图片是640 * 1136，编码格式ARGB_8888，则大小为 64011364=291K。手机屏幕密度为480，则options.inTargtetDensity为480；inDensity被设置成160. 安照以上的设置，bitmap的大小将被放大9倍，图片编码后的大小应为64011364=26M。我们的App中总共加载了3张这样的图片，故运行起来非常的卡。

BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();  
DisplayMetrics displayMetrics = context.getResources.getDisplayMetrics();  
......  
options.inTargetDensity = displayMetrics.densityDpi;  
options.inScaled = true;  
//getBitmapDensity()用于设置图片将要被显示的密度。  
options.inDensity = getBitmapDensity();  
......  
Bitmap bitmap = getBitmapFromPath(loadPath, options);