Bitmap 的分析與使用

Bitmap的分析與使用

Bitmap的創建
- 創建Bitmap的時候，Java不提供new Bitmap()的形式去創建，而是通過BitmapFactory中的靜態方法去創建,如:BitmapFactory.decodeStream(is);//通過InputStream去解析生成Bitmap(這裏就不貼BitmapFactory中創建Bitmap的方法了，大家可以自己去看它的源碼)，我們跟進BitmapFactory中創建Bitmap的源碼，最終都可以追溯到這幾個native函數
```
    private static native Bitmap nativeDecodeStream(InputStream is, byte[] storage,
                Rect padding, Options opts);
    private static native Bitmap nativeDecodeFileDescriptor(FileDescriptor fd,
            Rect padding, Options opts);
    private static native Bitmap nativeDecodeAsset(long nativeAsset, Rect padding, Options opts);
    private static native Bitmap nativeDecodeByteArray(byte[] data, int offset,
            int length, Options opts);
```
  而Bitmap又是Java對象，這個Java對象又是從native，也就是C/C++中產生的，所以，在Android中Bitmap的內存管理涉及到兩部分，一部分是native，另一部分是dalvik，也就是我們常說的java堆(如果對java堆與棧不瞭解的同學可以戳)，到這裏基本就已經瞭解了創建Bitmap的一些內存中的特性(大家可以使用adb shell dumpsys meminfo去查看Bitmap實例化之後的內存使用情況)。

Bitmap的使用

我們已經知道了BitmapFactory是如何通過各種資源創建Bitmap了，那麼我們如何合理的使用它呢？以下是幾個我們使用Bitmap需要關注的點

Size

這裏我們來算一下，在Android中，如果採用Config.ARGB_8888的參數去創建一個Bitmap，這是Google推薦的配置色彩參數，也是Android4.4及以上版本默認創建Bitmap的Config參數(Bitmap.Config.inPreferredConfig的默認值)，那麼每一個像素將會佔用4byte，如果一張手機照片的尺寸爲1280×720，那麼我們可以很容易的計算出這張圖片佔用的內存大小爲 1280x720x4 = 3686400(byte) = 3.5M，一張未經處理的照片就已經3.5M了! 顯而易見，在開發當中，這是我們最需要關注的問題，否則分分鐘OOM!

那麼，我們一般是如何處理Size這個重要的因素的呢？，當然是調整Bitmap的大小到適合的程度啦！辛虧在BitmapFactory中，我們可以很方便的通過BitmapFactory.Options中的options.inSampleSize去設置Bitmap的壓縮比，官方給出的說法是

If set to a value > 1, requests the decoder to subsample the original image, returning a smaller image to save memory….For example, inSampleSize == 4 returns
an image that is 1/4 the width/height of the original, and 1/16 the
number of pixels. Any value <= 1 is treated the same as 1.

很簡潔明瞭啊！也就是說，只要按計算方法設置了這個參數，就可以完成我們Bitmap的Size調整了。那麼，應該怎麼調整姿勢才比較舒服呢？下面先介紹其中一種通過InputStream的方式去創建Bitmap的方法，上一段從Gallery中獲取照片並且將圖片Size調整到合適手機尺寸的代碼：

    static final int PICK_PICS = 9;

    public void startGallery(){
        Intent i = new Intent();
        i.setAction(Intent.ACTION_PICK);
        i.setType("image/*");
        startActivityForResult(i,PICK_PICS);
    }

     private int[] getScreenWithAndHeight(){
        WindowManager wm = (WindowManager) getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE);
        DisplayMetrics dm = new DisplayMetrics();
        wm.getDefaultDisplay().getMetrics(dm);
        return new int[]{dm.widthPixels,dm.heightPixels};
    }

    /**
     *
     * @param actualWidth 圖片實際的寬度，也就是options.outWidth
     * @param actualHeight 圖片實際的高度，也就是options.outHeight
     * @param desiredWidth 你希望圖片壓縮成爲的目的寬度
     * @param desiredHeight 你希望圖片壓縮成爲的目的高度
     * @return
     */
    private int findBestSampleSize(int actualWidth, int actualHeight, int desiredWidth, int desiredHeight) {
        double wr = (double) actualWidth / desiredWidth;
        double hr = (double) actualHeight / desiredHeight;
        double ratio = Math.min(wr, hr);
        float n = 1.0f;
        //這裏我們爲什麼要尋找 與ratio最接近的2的倍數呢？
        //原因就在於API中對於inSimpleSize的註釋：最終的inSimpleSize應該爲2的倍數，我們應該向上取與壓縮比最接近的2的倍數。
        while ((n * 2) <= ratio) {
            n *= 2;
        }

        return (int) n;
    }

    @Override
    protected void onActivityResult(int requestCode, int resultCode, Intent data) {
        if(resultCode == RESULT_OK){
            switch (requestCode){
                case PICK_PICS:
                    Uri uri = data.getData();
                    InputStream is = null;
                    try {
                        is = getContentResolver().openInputStream(uri);
                    } catch (FileNotFoundException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }

                    BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
                    //當這個參數爲true的時候,意味着你可以在解析時候不申請內存的情況下去獲取Bitmap的寬和高
                    //這是調整Bitmap Size一個很重要的參數設置
                    options.inJustDecodeBounds = true;
                    BitmapFactory.decodeStream( is,null,options );

                    int realHeight = options.outHeight;
                    int realWidth = options.outWidth;

                    int screenWidth = getScreenWithAndHeight()[0];

                    int simpleSize = findBestSampleSize(realWidth,realHeight,screenWidth,300);
                    options.inSampleSize = simpleSize;
                    //當你希望得到Bitmap實例的時候，不要忘了將這個參數設置爲false
                    options.inJustDecodeBounds = false;

                    try {
                        is = getContentResolver().openInputStream(uri);
                    } catch (FileNotFoundException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }

                    Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(is,null,options);

                    iv.setImageBitmap(bitmap);

                    try {
                        is.close();
                        is = null;
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }

                    break;
            }
        }
        super.onActivityResult(requestCode, resultCode, data);
    }

我們來看看這段代碼的功效：
壓縮前：
壓縮後：
對比條件爲：1080P的魅族Note3拍攝的高清無碼照片

Reuse
上面介紹了BitmapFactory通過InputStream去創建Bitmap的這種方式，以及BitmapFactory.Options.inSimpleSize 和 BitmapFactory.Options.inJustDecodeBounds的使用方法，但將單個Bitmap加載到UI是簡單的，但是如果我們需要一次性加載大量的圖片，事情就會變得複雜起來。Bitmap是吃內存大戶，我們不希望多次解析相同的Bitmap，也不希望可能不會用到的Bitmap一直存在於內存中，所以，這個場景下，Bitmap的重用變得異常的重要。
在這裏只介紹一種BitmapFactory.Options.inBitmap的重用方式，下一篇文章會介紹使用三級緩存來實現Bitmap的重用。

根據官方文檔在Android 3.0 引進了BitmapFactory.Options.inBitmap，如果這個值被設置了，decode方法會在加載內容的時候去重用已經存在的bitmap. 這意味着bitmap的內存是被重新利用的，這樣可以提升性能, 並且減少了內存的分配與回收。然而，使用inBitmap有一些限制。特別是在Android 4.4 之前，只支持同等大小的位圖。
我們看來看看這個參數最基本的運用方法。

new BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
//inBitmap只有當inMutable爲true的時候是可用的。
options.inMutable = true;
Bitmap reusedBitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(),R.drawable.reused_btimap,options);
options.inBitmap = reusedBitmap;

這樣，當你在下一次decodeBitmap的時候，將設置了options.inMutable=true以及options.inBitmap的Options傳入，Android就會複用你的Bitmap了，具體實例：

@Override
protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(reuseBitmap());
}

private LinearLayout reuseBitmap(){
    LinearLayout linearLayout = new LinearLayout(this);
    linearLayout.setLayoutParams(new ViewGroup.LayoutParams(ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT, ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT));
    linearLayout.setOrientation(LinearLayout.VERTICAL);

    ImageView iv = new ImageView(this);
    iv.setLayoutParams(new ViewGroup.LayoutParams(500,300));

    options = new BitmapFactory.Options();
    options.inJustDecodeBounds = true;
    //inBitmap只有當inMutable爲true的時候是可用的。
    options.inMutable = true;
    BitmapFactory.decodeResource(getResources(),R.drawable.big_pic,options);

    //壓縮Bitmap到我們希望的尺寸
    //確保不會OOM
    options.inSampleSize = findBestSampleSize(options.outWidth,options.outHeight,500,300);
    options.inJustDecodeBounds = false;

    Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(),R.drawable.big_pic,options);
    options.inBitmap = bitmap;

    iv.setImageBitmap(bitmap);

    linearLayout.addView(iv);

    ImageView iv1 = new ImageView(this);
    iv1.setLayoutParams(new ViewGroup.LayoutParams(500,300));
    iv1.setImageBitmap( BitmapFactory.decodeResource(getResources(),R.drawable.big_pic,options));
    linearLayout.addView(iv1);

    ImageView iv2 = new ImageView(this);
    iv2.setLayoutParams(new ViewGroup.LayoutParams(500,300));
    iv2.setImageBitmap( BitmapFactory.decodeResource(getResources(),R.drawable.big_pic,options));
    linearLayout.addView(iv2);


    return linearLayout;
}

以上代碼中，我們在解析了一次一張1080P分辨率的圖片，並且設置在options.inBitmap中，然後分別decode了同一張圖片，並且傳入了相同的options。最終只佔用一份第一次解析Bitmap的內存。

Recycle
一定要記得及時回收Bitmap，否則如上分析，你的native以及dalvik的內存都會被一直佔用着，最終導致OOM

// 先判斷是否已經回收
if(bitmap != null && !bitmap.isRecycled()){
    // 回收並且置爲null
    bitmap.recycle();
    bitmap = null;
}
System.gc();

Enjoy Android :) 如果有誤，輕噴，歡迎指正。

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