使用LRU算法缓存图片,android 3.0

在您的UI中显示单个图片是非常简单的，如果您需要一次显示很多图片就有点复杂了。在很多情况下
(例如使用 ListView, GridView 或者 ​​​ViewPager​​​控件)，
显示在屏幕上的图片以及即将显示在屏幕上的图片数量是非常大的(例如在图库中浏览大量图片)。

在这些控件中，当一个子控件不显示的时候，系统会重用该控件来循环显示 以便减少对内存的消耗。同时垃圾回收机制还会
释放那些已经载入内存中的Bitmap资源(假设您没有强引用这些Bitmap)。一般来说这样都是不错的，但是在用户来回滑动屏幕的时候，为了保证UI
的流畅性和载入图片的效率，您需要避免重复的处理这些需要显示的图片。 使用内存缓存和磁盘缓存可以解决这个问题，使用缓存可以让控件快速的加载已经处理过的图片。

这节内容介绍如何使用缓存来提高UI的载入输入和滑动的流畅性。

使用内存缓存

内存缓存提高了访问图片的速度，但是要占用不少内存。 ​​LruCache​​​ 类（在API 4之前可以使用​​Support Library​​ 中的类 ）特别适合缓存Bitmap， 把最近使用到的
Bitmap对象用强引用保存起来（保存到​​LinkedHashMap​​中），当缓存数量达到预定的值的时候，把
不经常使用的对象删除。

注意: 过去，实现内存缓存的常用做法是使用
​​​SoftReference​​​ 或者
​​​WeakReference​​​ bitmap 缓存，
但是不推荐使用这种方式。从Android 2.3 (API Level 9) 开始，垃圾回收开始强制的回收掉 soft/weak 引用 从而导致这些缓存没有任何效率的提升。
另外，在 Android 3.0 (API Level 11)之前，这些缓存的Bitmap数据保存在底层内存(native memory)中，并且达到预定条件后也不会释放这些对象，从而可能导致
程序超过内存限制并崩溃。

在使用 ​​LruCache​​ 的时候，需要考虑如下一些因素来选择一个合适的缓存数量参数：

• 程序中还有多少内存可用
• 同时在屏幕上显示多少图片？要先缓存多少图片用来显示到即将看到的屏幕上？
• 设备的屏幕尺寸和屏幕密度是多少？超高的屏幕密度(xhdpi 例如 ​​Galaxy Nexus​​)
  设备显示同样的图片要比低屏幕密度(hdpi 例如 ​​Nexus S​​)设备需要更多的内存。
• 图片的尺寸和格式决定了每个图片需要占用多少内存
• 图片访问的频率如何？一些图片的访问频率要比其他图片高很多？如果是这样的话，您可能需要把这些经常访问的图片放到内存中。
• 在质量和数量上如何平衡？有些情况下保存大量的低质量的图片是非常有用的，当需要的情况下使用后台线程来加入一个高质量版本的图片。

这里没有万能配方可以适合所有的程序，您需要分析您的使用情况并在指定自己的缓存策略。使用太小的缓存并不能起到应有的效果，而使用太大的缓存会消耗更多
的内存从而有可能导致 java.lang.OutOfMemory 异常或者留下很少的内存供您的程序其他功能使用。

下面是一个使用 ​​LruCache​​ 缓存的示例:

[java]  ​​view plain​​ ​​copy​​

1. private LruCache<string, bitmap=""> mMemoryCache;  
2.                                                                 
3. @Override  
4. protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
5.     ...  
6. // Get memory class of this device, exceeding this amount will throw an  
7. // OutOfMemory exception.  
8. final int memClass = ((ActivityManager) context.getSystemService(  
9.             Context.ACTIVITY_SERVICE)).getMemoryClass();  
10.                                                                 
11. // Use 1/8th of the available memory for this memory cache.  
12. final int cacheSize = 1024 * 1024 * memClass / 8;  
13.                                                                 
14. new LruCache<string, bitmap="">(cacheSize) {  
15. @Override  
16. protected int sizeOf(String key, Bitmap bitmap) {  
17. // The cache size will be measured in bytes rather than number of items.  
18. return bitmap.getByteCount();  
19.         }  
20.     };  
21.     ...  
22. }  
23.                                                                 
24. public void addBitmapToMemoryCache(String key, Bitmap bitmap) {  
25. if (getBitmapFromMemCache(key) == null) {  
26.         mMemoryCache.put(key, bitmap);  
27.     }  
28. }  
29.                                                                 
30. public Bitmap getBitmapFromMemCache(String key) {  
31. return mMemoryCache.get(key);  
32. }  

注意: 在这个示例中，该程序的1/8内存都用来做缓存用了。在一个normal/hdpi设备中，这至少有4MB(32/8)内存。
在一个分辨率为 800×480的设备中，满屏的​​​GridView​​​全部填充上图片将会使用差不多1.5MB(800*480*4 bytes)
的内存，所以这样差不多在内存中缓存了2.5页的图片。

当在 ​​ImageView​​​ 中显示图片的时候，
先检查​​​LruCache​​ 中是否存在。如果存在就使用缓存后的图片，如果不存在就启动后台线程去载入图片并缓存：

[java]  ​​view plain​​ ​​copy​​

1. public void loadBitmap(int resId, ImageView imageView) {  
2. final String imageKey = String.valueOf(resId);  
3.                                                        
4. final Bitmap bitmap = getBitmapFromMemCache(imageKey);  
5. if (bitmap != null) {  
6.         mImageView.setImageBitmap(bitmap);  
7. else {  
8.         mImageView.setImageResource(R.drawable.image_placeholder);  
9. new BitmapWorkerTask(mImageView);  
10.         task.execute(resId);  
11.     }  
12. }  

​​BitmapWorkerTask​​ 需要把新的图片添加到缓存中:

[java]  ​​view plain​​ ​​copy​​

1. class BitmapWorkerTask extends AsyncTask<integer, void,="" bitmap=""> {  
2.     ...  
3. // Decode image in background.  
4. @Override  
5. protected Bitmap doInBackground(Integer... params) {  
6. final Bitmap bitmap = decodeSampledBitmapFromResource(  
7. 0], 100, 100));  
8. 0]), bitmap);  
9. return bitmap;  
10.     }  
11.     ...  
12. }  

使用磁盘缓存

在访问最近使用过的图片中，内存缓存速度很快，但是您无法确定图片是否在缓存中存在。像
​​​GridView​​​ 这种控件可能具有很多图片需要显示，很快图片数据就填满了缓存容量。
同时您的程序还可能被其他任务打断，比如打进的电话 — 当您的程序位于后台的时候，系统可能会清楚到这些图片缓存。一旦用户恢复使用您的程序，您还需要重新处理这些图片。

在这种情况下，可以使用磁盘缓存来保存这些已经处理过的图片，当这些图片在内存缓存中不可用的时候，可以从磁盘缓存中加载从而省略了图片处理过程。
当然， 从磁盘载入图片要比从内存读取慢很多，并且应该在非UI线程中载入磁盘图片。

注意: 如果缓存的图片经常被使用的话，可以考虑使用
​​​ContentProvider​​ ，例如在图库程序中就是这样干滴。

在示例代码中有个简单的 DiskLruCache 实现。然后，在Android 4.0中包含了一个更加可靠和推荐使用的DiskLruCache(libcore/luni/src/main/java/libcore/io/DiskLruCache.java)
。您可以很容易的把这个实现移植到4.0之前的版本中使用(来 href="http://www.google.com/search?q=disklrucache">Google一下 看看其他人是否已经这样干了！)。

这里是一个更新版本的 DiskLruCache ：

[java]  ​​view plain​​ ​​copy​​

1. private DiskLruCache mDiskCache;  
2. private static final int DISK_CACHE_SIZE = 1024 * 1024 * 10; // 10MB  
3. private static final String DISK_CACHE_SUBDIR = "thumbnails";  
4.                                  
5. @Override  
6. protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
7.     ...  
8. // Initialize memory cache  
9.     ...  
10. this, DISK_CACHE_SUBDIR);  
11. this, cacheDir, DISK_CACHE_SIZE);  
12.     ...  
13. }  
14.                                  
15. class BitmapWorkerTask extends AsyncTask<integer, void,="" bitmap=""> {  
16.     ...  
17. // Decode image in background.  
18. @Override  
19. protected Bitmap doInBackground(Integer... params) {  
20. final String imageKey = String.valueOf(params[0]);  
21.                                  
22. // Check disk cache in background thread  
23.         Bitmap bitmap = getBitmapFromDiskCache(imageKey);  
24.                                  
25. if (bitmap == null) { // Not found in disk cache  
26. // Process as normal  
27. final Bitmap bitmap = decodeSampledBitmapFromResource(  
28. 0], 100, 100));  
29.         }  
30.                                  
31. // Add final bitmap to caches  
32.         addBitmapToCache(String.valueOf(imageKey, bitmap);  
33.                                  
34. return bitmap;  
35.     }  
36.     ...  
37. }  
38.                                  
39. public void addBitmapToCache(String key, Bitmap bitmap) {  
40. // Add to memory cache as before  
41. if (getBitmapFromMemCache(key) == null) {  
42.         mMemoryCache.put(key, bitmap);  
43.     }  
44.                                  
45. // Also add to disk cache  
46. if (!mDiskCache.containsKey(key)) {  
47.         mDiskCache.put(key, bitmap);  
48.     }  
49. }  
50.                                  
51. public Bitmap getBitmapFromDiskCache(String key) {  
52. return mDiskCache.get(key);  
53. }  
54.                                  
55. // Creates a unique subdirectory of the designated app cache directory. Tries to use external  
56. // but if not mounted, falls back on internal storage.  
57. public static File getCacheDir(Context context, String uniqueName) {  
58. // Check if media is mounted or storage is built-in, if so, try and use external cache dir  
59. // otherwise use internal cache dir  
60. final String cachePath = Environment.getExternalStorageState() == Environment.MEDIA_MOUNTED  
61.             || !Environment.isExternalStorageRemovable() ?  
62.                     context.getExternalCacheDir().getPath() : context.getCacheDir().getPath();  
63.                                  
64. return new File(cachePath + File.separator + uniqueName);  
65. }  

在UI线程中检测内存缓存，在后台线程中检测磁盘缓存。磁盘操作从来不应该在UI线程中实现。当图片处理完毕后，最终的结果会同时添加到
内存缓存和磁盘缓存中以便将来使用。

处理配置改变事件

运行时的配置变更 — 例如 屏幕方向改变 — 导致Android摧毁正在运行的Activity，然后使用
新的配置从新启动该Activity (详情，参考这里 ​​​Handling Runtime Changes​​​)。
您需要注意避免在配置改变的时候导致重新处理所有的图片，从而提高用户体验。

幸运的是，您在 ​​使用内存缓存​​​ 部分已经有一个很好的图片缓存了。该缓存可以通过
​​​Fragment​​​ (Fragment会通过​​setRetainInstance(true)​​​函数保存起来)来传递给新的Activity
当Activity重新启动 后，Fragment 被重新附加到Activity中，您可以通过该Fragment来获取缓存对象。

下面是一个在 Fragment中保存缓存的示例:

[java]  ​​view plain​​ ​​copy​​

1. private LruCache<string, bitmap=""> mMemoryCache;  
2.                    
3. @Override  
4. protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
5.     ...  
6.     RetainFragment mRetainFragment =  
7.             RetainFragment.findOrCreateRetainFragment(getFragmentManager());  
8.     mMemoryCache = RetainFragment.mRetainedCache;  
9. if (mMemoryCache == null) {  
10. new LruCache<string, bitmap="">(cacheSize) {  
11. // Initialize cache here as usual  
12.         }  
13.         mRetainFragment.mRetainedCache = mMemoryCache;  
14.     }  
15.     ...  
16. }  
17.                    
18. class RetainFragment extends Fragment {  
19. private static final String TAG = "RetainFragment";  
20. public LruCache<string, bitmap=""> mRetainedCache;  
21.                    
22. public RetainFragment() {}  
23.                    
24. public static RetainFragment findOrCreateRetainFragment(FragmentManager fm) {  
25.         RetainFragment fragment = (RetainFragment) fm.findFragmentByTag(TAG);  
26. if (fragment == null) {  
27. new RetainFragment();  
28.         }  
29. return fragment;  
30.     }  
31.                    
32. @Override  
33. public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
34. super.onCreate(savedInstanceState);  
35. true);</strong>  
36.     }  
37. }  

您可以尝试分别使用和不使用Fragment来旋转设备的屏幕方向来查看具体的图片载入情况。