Android-Bitmap优化

概述

在日常开发中我们经常遇到加载图片报出oom的错误，我们要解决这个问题，首先要明白oom代表out of memory 内存溢出，因为手机内存有限，分给每个应用的内存有限，所以要解决这个问题就是要解决图片占用内存问题 android 中图片是以bitmap的形式存在的，那么bitmap中所占的内存，直接影响到了是否oom，我们了解一下bitmap的占用内存的计算方法

Bitmap到底占多大内存

从本地加载或者从网络加载可以用下面的公式计算

图片的长度 * 图片的宽度 * 一个像素点占用的字节数

如果从资源文件夹加载，会怎么样?

首先把同一张图片放进不同的资源文件夹会发生什么？

• 同一张图片放进不同的文件夹，图片会被压缩

看下源码

if (env->GetBooleanField(options, gOptions_scaledFieldID)) {
    const int density = env->GetIntField(options, gOptions_densityFieldID);
    const int targetDensity = env->GetIntField(options, gOptions_targetDensityFieldID);
    const int screenDensity = env->GetIntField(options, gOptions_screenDensityFieldID);
    if (density != 0 && targetDensity != 0 && density != screenDensity) {
        scale = (float) targetDensity / density;
    }
}
...
int scaledWidth = decoded->width();
int scaledHeight = decoded->height();

if (willScale && mode != SkImageDecoder::kDecodeBounds_Mode) {
    scaledWidth = int(scaledWidth * scale + 0.5f);
    scaledHeight = int(scaledHeight * scale + 0.5f);
}
...
if (willScale) {
    const float sx = scaledWidth / float(decoded->width());
    const float sy = scaledHeight / float(decoded->height());
    bitmap->setConfig(decoded->getConfig(), scaledWidth, scaledHeight);
    bitmap->allocPixels(&javaAllocator, NULL);
    bitmap->eraseColor(0);
    SkPaint paint;
    paint.setFilterBitmap(true);
    SkCanvas canvas(*bitmap);
    canvas.scale(sx, sy);
    canvas.drawBitmap(*decoded, 0.0f, 0.0f, &paint);
}

我们可以看到压缩比例是由下面的公式得出

 scale = (float) targetDensity / density;

及缩放的比例和targetDensity，density有关，那么这个俩个变量又代表着什么呢？

• targetDensity：设备屏幕像素密度 dpi
• density：图片对应的文件夹的像素密度 dpi

其中density和Bitmap存放的资源目录有关，不同的资源目录有不同的值

density	0.75	1	1.5	2	3 3.5	4
densityDpi	120	160	240	320	480	560
DpiFolder	ldpi	mdpi	hdpi	xhdpi	xxhdpi	xxxhdpi

可以得出以下结论

• 同一张图片放在不同的资源目录下，其分辨率会有变化
• Bitmap的分辨率越高，其解析后的宽高越小，甚至小于原有的图片（及缩放），从而内存也响应的减少
• 图片不放置任何资源目录时，其使用默认分辨率mdpi：160
• 资源目录分辨率和屏幕分辨率一致时，图片尺寸不会缩放

所以Bitmap在资源目录中的计算方式为

Bitmap内存占用 ≈ 像素数据总大小 = 图片宽 × 图片高× (当前设备密度dpi/图片所在文件夹对应的密度dpi）^2 × 每个像素的字节大小

Bitmap内存优化从下面四个方面进行优化

• 编码
• 采样
• 复用
• 匿名共享区

下面我们一个个的来讲这些优化

编码

Android 中提供一下几种编码

其中，A代表透明度；R代表红色；G代表绿色；B代表蓝色。

• ALPHA_8 表示8位Alpha位图,即A=8,一个像素点占用1个字节,它没有颜色,只有透明度
• ARGB_4444 表示16位ARGB位图，即A=4,R=4,G=4,B=4,一个像素点占4+4+4+4=16位，2个字节
• ARGB_8888 表示32位ARGB位图，即A=8,R=8,G=8,B=8,一个像素点占8+8+8+8=32位，4个字节
• RGB_565 表示16位RGB位图,即R=5,G=6,B=5,它没有透明度,一个像素点占5+6+5=16位，2个字节

也即是说我们可以通过改变图片格式，来改变每个像素占用字节数，来改变占用的内存，看下面代码

 BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
        //不获取图片，不加载到内存中，只返回图片属性
        options.inJustDecodeBounds = true;
        BitmapFactory.decodeFile(photoPath, options);
        //图片的宽高
        int outHeight = options.outHeight;
        int outWidth = options.outWidth;
        Log.d("mmm", "图片宽=" + outWidth + "图片高=" + outHeight);
        //图片格式压缩
        options.inPreferredConfig = Bitmap.Config.RGB_565;
        options.inJustDecodeBounds = false;
        Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile(photoPath, options);
        float bitmapsize = getBitmapsize(bitmap);
        Log.d("mmm","压缩后：图片占内存大小" + bitmapsize + "MB / 宽度=" + bitmap.getWidth() + "高度=" + bitmap.getHeight());

看下log

07-09 11:10:46.042 15312-15312/com.example.jh.rxhapp D/mmm: 原图：图片占内存大小=45.776367MB / 宽度=4000高度=3000
07-09 11:10:46.043 15312-15312/com.example.jh.rxhapp D/mmm: 图片宽=4000图片高=3000
07-09 11:10:46.367 15312-15312/com.example.jh.rxhapp D/mmm: 压缩后：图片占内存大小22.887695MB / 宽度=4000高度=3000

宽高没变，我们改变了图片的格式，从ARGB_8888 变成了RGB_565 ，像素占用字节数减少了一般，根据log 内存也减少了一半，这种方式可行

注意：由于ARGB_4444的画质惨不忍睹，一般假如对图片没有透明度要求的话，可以改成RGB_565，相比ARGB_8888将节省一半的内存开销。

采样

我们了解到了计算bitmap的占用内存的方法 ，是以bitmap的宽高和每个像素占用的字节数决定的，下面我们分别讲一下俩个 的概念

1 bitmap的宽高

顾名思义，图片的大小就是bitmap的宽高，按公式我们可以缩减bitmap的宽高来达到压缩图片占用内存的目的，看下面代码，以缩减宽高来达到压缩的目的

  BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
        //不获取图片，不加载到内存中，只返回图片属性
        options.inJustDecodeBounds = true;
        BitmapFactory.decodeFile(photoPath, options);
        //图片的宽高
        int outHeight = options.outHeight;
        int outWidth = options.outWidth;
        Log.d("mmm", "图片宽=" + outWidth + "图片高=" + outHeight);
        //计算采样率
        int i = utils.computeSampleSize(options, -1, 1000 * 1000);
        //设置采样率，不能小于1 假如是2 则宽为之前的1/2，高为之前的1/2，一共缩小1/4 一次类推
        options.inSampleSize = i;
        Log.d("mmm", "采样率为=" + i);
        //图片格式压缩
        //options.inPreferredConfig = Bitmap.Config.RGB_565;
        options.inJustDecodeBounds = false;
        Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile(photoPath, options);
        float bitmapsize = getBitmapsize(bitmap);
        Log.d("mmm","压缩后：图片占内存大小" + bitmapsize + "MB / 宽度=" + bitmap.getWidth() + "高度=" + bitmap.getHeight());

看下打印信息

07-09 11:02:11.714 8010-8010/com.example.jh.rxhapp D/mmm: 原图：图片占内存大小=45.776367MB / 宽度=4000高度=3000
07-09 11:02:11.715 8010-8010/com.example.jh.rxhapp D/mmm: 图片宽=4000图片高=3000
07-09 11:02:11.715 8010-8010/com.example.jh.rxhapp D/mmm: 采样率为=4
07-09 11:02:11.944 8010-8010/com.example.jh.rxhapp D/mmm: 压缩后：图片占内存大小1.4296875MB / 宽度=1000高度=750

这种我们根据BitmapFactory 的采样率进行压缩 设置采样率，不能小于1 假如是2 则宽为之前的1/2，高为之前的1/2，一共缩小1/4 一次类推，我们看到log ，确实起到了压缩的目的

复用

图片复用指的是inBitmap这个属性

这个属性又什么作用？

不使用这个属性，你加载三张图片，系统会给你分配三份内存空间，用于分别储存这三张图片

如果用了inBitmap这个属性，加载三张图片，这三张图片会指向同一块内存，而不用开辟三块内存空间

inBitmap的限制

• 3.0-4.3
  • 复用的图片大小必须相同
  • 编码必须相同
• 4.4以上
  • 复用的空间大于等于即可
  • 编码不必相同
• 不支持WebP
• 图片复用，这个属性必须设置为true； options.inMutable = true;

匿名共享内存（Ashmem）

Android 系统为了进程间共享数据开辟的一块内存区域，由于这块区域不受应用的Head的大小限制，相当于可以绕开oom，FaceBook的Fresco首次应用到实际中

限制：5.0以后就限制了匿名共享内存的使用

图片到底储存在哪里？

2.3-	3.0-4.4	5.0-7.1	8.0
Bitmap对象	java Heap	java Heap	java Heap
像素数据	Native Heap	java Heap	Native Heap
迁移原因	-	解决Native Bitmap内存泄露	共享整个系统的内存减少OOM

8.0Bitmap的像素数据存储在Native，为什么又改为Native存储呢？

因为8.0共享了整个系统的内存，测试8.0手机如果一直创建Bitmap，如果手机内存有1G，那么你的应用加载1G也不会oom

LRU管理Bitmap

我们可以利用LRU开管理Bitmap，给他设置内存最大值，及时回收

图片的压缩

图片的压缩一般有俩种

• 通过采样压缩，上边已经讲过了
• 质量压缩

bitmap.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG, 20, 
new FileOutputStream("sdcard/result.jpg"));

这个大家用该都用过，这个压缩是保持像素的前提下改变图片的位深及透明度，来达到压缩的目的，不过这种压缩不会改变图片在内存中的带下，而且这种压缩会导致图片的失真，但是有没有压缩到100k左右，还不失真的方法？

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如何加载高清图

如果有需求，要求我们既不能压缩图片，又不能发生oom怎么办，这种情况我们需要加载图片的一部分区域来显示，下面我们来了解一下BitmapRegionDecoder这个类，加载图片的一部分区域，他的用法很简单

//支持传入图片的路径，流和图片修饰符等
   BitmapRegionDecoder mDecoder = BitmapRegionDecoder.newInstance(path, false);
//需要显示的区域就有由rect控制，options来控制图片的属性
    Bitmap bitmap = mDecoder.decodeRegion(mRect, options);

由于要显示一部分区域，所以要有手势的控制，方便上下的滑动，需要自定义控件，而自定义控件的思路也很简单 1 提供图片的入口 2 重写onTouchEvent， 根据手势的移动更新显示区域的参数 3 更新区域参数后，刷新控件重新绘制

下面是完整代码

public class BigImageView extends View {

    private BitmapRegionDecoder mDecoder;
    private int mImageWidth;
    private int mImageHeight;
    //图片绘制的区域
    private Rect mRect = new Rect();
    private static final BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();

    static {
        options.inPreferredConfig = Bitmap.Config.RGB_565;
    }

    public BigImageView(Context context) {
        super(context);
        init();
    }

    public BigImageView(Context context, AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);
        init();
    }

    public BigImageView(Context context, AttributeSet attrs, int defStyleAttr) {
        super(context, attrs, defStyleAttr);
        init();
    }

    private void init() {

    }

    /**
     * 自定义view的入口，设置图片流
     *
     * @param path 图片路径
     */
    public void setFilePath(String path) {
        try {
            //初始化BitmapRegionDecoder
            mDecoder = BitmapRegionDecoder.newInstance(path, false);
            BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
            //便是只加载图片属性，不加载bitmap进入内存
            options.inJustDecodeBounds = true;
            BitmapFactory.decodeFile(path, options);
            //图片的宽高
            mImageWidth = options.outWidth;
            mImageHeight = options.outHeight;
            Log.d("mmm", "图片宽=" + mImageWidth + "图片高=" + mImageHeight);

            requestLayout();
            invalidate();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    @Override
    protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
        super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);

        //获取本view的宽高
        int measuredHeight = getMeasuredHeight();
        int measuredWidth = getMeasuredWidth();


        //默认显示图片左上方
        mRect.left = 0;
        mRect.top = 0;
        mRect.right = mRect.left + measuredWidth;
        mRect.bottom = mRect.top + measuredHeight;
    }

    //第一次按下的位置
    private float mDownX;
    private float mDownY;

    @Override
    public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) {
        switch (event.getAction()) {
            case MotionEvent.ACTION_DOWN:
                mDownX = event.getX();
                mDownY = event.getY();
                break;
            case MotionEvent.ACTION_MOVE:
                float moveX = event.getX();
                float moveY = event.getY();
                //移动的距离
                int xDistance = (int) (moveX - mDownX);
                int yDistance = (int) (moveY - mDownY);
                Log.d("mmm", "mDownX=" + mDownX + "mDownY=" + mDownY);
                Log.d("mmm", "movex=" + moveX + "movey=" + moveY);
                Log.d("mmm", "xDistance=" + xDistance + "yDistance=" + yDistance);
                Log.d("mmm", "mImageWidth=" + mImageWidth + "mImageHeight=" + mImageHeight);
                Log.d("mmm", "getWidth=" + getWidth() + "getHeight=" + getHeight());
                if (mImageWidth > getWidth()) {
                    mRect.offset(-xDistance, 0);
                    checkWidth();
                    //刷新页面
                    invalidate();
                    Log.d("mmm", "刷新宽度");
                }
                if (mImageHeight > getHeight()) {
                    mRect.offset(0, -yDistance);
                    checkHeight();
                    invalidate();
                    Log.d("mmm", "刷新高度");
                }
                break;
            case MotionEvent.ACTION_UP:
                break;
            default:
        }
        return true;
    }


    @Override
    protected void onDraw(Canvas canvas) {
        super.onDraw(canvas);
        Bitmap bitmap = mDecoder.decodeRegion(mRect, options);
        canvas.drawBitmap(bitmap, 0, 0, null);
    }

    /**
     * 确保图不划出屏幕
     */
    private void checkWidth() {


        Rect rect = mRect;
        int imageWidth = mImageWidth;
        int imageHeight = mImageHeight;

        if (rect.right > imageWidth) {
            rect.right = imageWidth;
            rect.left = imageWidth - getWidth();
        }

        if (rect.left < 0) {
            rect.left = 0;
            rect.right = getWidth();
        }
    }

    /**
     * 确保图不划出屏幕
     */
    private void checkHeight() {

        Rect rect = mRect;
        int imageWidth = mImageWidth;
        int imageHeight = mImageHeight;

        if (rect.bottom > imageHeight) {
            rect.bottom = imageHeight;
            rect.top = imageHeight - getHeight();
        }

        if (rect.top < 0) {
            rect.top = 0;
            rect.bottom = getHeight();
        }
    }
}

代码行有注释，应该很好理解了

作者：renxhui
转载于：：https://juejin.cn/post/6844903919479422984