Android Bitmap优化

Android Bitmap优化

Android小彩虹2021-07-19 3:11:21130A+A-

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

在这里插入图片描述
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?

推荐看下这个博客 www.jianshu.com/p/06a1cae9c…


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

参考https://www.jianshu.com/p/3f6f6e4f1c88 www.jianshu.com/p/e49ec7d05…

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