安卓記憶體優化-bitmap優化

Bitmap常用方法：

public boolean compress

将位圖的壓縮到指定的OutputStream，可以了解成将Bitmap儲存到檔案中！ format：格式，PNG，JPG等； quality：壓縮品質，0-100，0表示最低畫質壓縮，100最大品質(PNG無損，會忽略品質設定) stream：輸出流傳回值代表是否成功壓縮到指定流！

void recycle()：

回收位圖占用的記憶體空間，把位圖示記為Dead

boolean isRecycled()：

判斷位圖記憶體是否已釋放

int getWidth()：

擷取位圖的寬度

int getHeight()：

擷取位圖的高度

boolean isMutable()：

圖檔是否可修改

int getScaledWidth(Canvas canvas)：

擷取指定密度轉換後的圖像的寬度

int getScaledHeight(Canvas canvas)：

擷取指定密度轉換後的圖像的高度

Bitmap createBitmap(Bitmap src)：

以src為原圖生成不可變得新圖像

Bitmap createScaledBitmap(Bitmap src, int dstWidth,int dstHeight, boolean filter)：

以src為原圖，建立新的圖像，指定新圖像的高寬以及是否變。

Bitmap createBitmap(int width, int height, Config config)：

建立指定格式、大小的位圖,一般建立空的Bitmap

Bitmap createBitmap(Bitmap source, int x, int y, int width, int height)

以source為原圖，建立新的圖檔，指定起始坐标以及新圖像的高寬。

BitmapFactory

options

inJustDecodeBounds：

如果将這個值置為true，那麼在解碼的時候将不會傳回bitmap，隻會傳回這個bitmap的尺寸。這個屬性的目的是，如果你隻想知道一個bitmap的尺寸，但又不想将其加載到記憶體時。這是一個非常有用的屬性。

inSampleSize：

這個值是一個int，當它小于1的時候，将會被當做1處理，如果大于1，那麼就會按照比例（1 / inSampleSize）縮小bitmap的寬和高、降低分辨率，大于1時這個值将會被處置為2的倍數。例如，width=100，height=100，inSampleSize=2，那麼就會将bitmap處理為，width=50，height=50，寬高降為1 / 2，像素數降為1 / 4。

inPreferredConfig：

這個值是設定色彩模式，預設值是ARGB_8888，在這個模式下，一個像素點占用4bytes空間，一般對透明度不做要求的話，一般采用RGB_565模式，這個模式下一個像素點占用2bytes。

inPremultiplied：

這個值和透明度通道有關，預設值是true，如果設定為true，則傳回的bitmap的顔色通道上會預先附加上透明度通道。

inDither：

這個值和抖動解碼有關，預設值為false，表示不采用抖動解碼。

inDensity：

表示這個bitmap的像素密度（對應的是DisplayMetrics中的densityDpi，不是density）。

inTargetDensity：

表示要被畫出來時的目标像素密度（對應的是DisplayMetrics中的densityDpi，不是density）。

inScreenDensity：

表示實際裝置的像素密度（對應的是DisplayMetrics中的densityDpi，不是density）。

inScaled：

設定這個Bitmap是否可以被縮放，預設值是true，表示可以被縮放。

inPurgeable和inInputShareable：

這兩個值一般是一起使用，設定為true時，前者表示空間不夠是否可以被釋放，後者表示是否可以共享引用。這兩個值在Android5.0後被棄用。

inPreferQualityOverSpeed：

這個值表示是否在解碼時圖檔有更高的品質，僅用于JPEG格式。如果設定為true，則圖檔會有更高的品質，但是會解碼速度會很慢。

outWidth和outHeight：

表示這個Bitmap的寬和高，一般和inJustDecodeBounds一起使用來獲得Bitmap的寬高，但是不加載到記憶體。

工廠方法：

decodeByteArray(byte[] data, int offset,int length)：從指定位元組數組的offset位置開始，将長度為length的位元組資料解析成Bitmap對象。
decodeFIle(String pathName)：從pathName指定的檔案中解析、建立Bitmap對象。
decodeFileDescriptor(FileDescriptor fd)：用于從FileDescriptor對應的檔案中解析、建立Bitmap對象。
decodeResource(Resource res,int id)：用于根據給定的資源ID從指定的資源檔案中解析、建立Bitmap對象。
decodeStream(InputStream is)：用于從指定輸入流中介解析、建立Bitmap對象。

圖檔占用記憶體

如1920*1080圖檔占用多少記憶體？

每個像素的位元組大小

每個像素的位元組大小由bitmap的可配置的參數Config來決定。

Bitmap中，存在一個枚舉類Config，定義了Android中支援Bitmap配置：

Config	占用位元組大小（byte）	說明
ALPHA_8	1	單透明通道
RGB_565	2	簡單RGB色調
ARGB_4444	2	已廢棄
ARGB_8888	4	24位真彩色
RGBA_F16	8	Android 8.0新增（更豐富色彩表現HDR）
HARDWARE	Special	Android 8.0新增(Bitmap直接存儲在graphicmemory)

Bitmap加載方式

從擷取方式分：

（1）以檔案流的方式

假設在sdcard下有 test.png圖檔

FileInputStream fis = new FileInputStream(“/sdcard/test.png”);

Bitmap bitmap=BitmapFactory.decodeStream(fis);

（2）以R檔案的方式

假設 res/drawable下有 test.jpg檔案

Bitmap bitmap =BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.test);

或

BitmapDrawable bitmapDrawable = (BitmapDrawable) getResources().getDrawable(R.drawable. test );

Bitmap bitmap = bitmapDrawable.getBitmap();

（3）以ResourceStream的方式，不用R檔案

Bitmap bitmap=BitmapFactory.decodeStream(getClass().getResourceAsStream(“/res/drawable/test.png”));

（4）以檔案流+ R檔案的方式

InputStream in = getResources(). openRawResource(R.drawable. test );

Bitmap bitmap = BitmapFactory. decodeStream(in);

或

InputStream in = getResources(). openRawResource(R.drawable. test );

BitmapDrawable bitmapDrawable = new BitmapDrawable(in);

Bitmap bitmap = bitmapDrawable.getBitmap();

注意： openRawResource可以打開 drawable, sound, 和raw資源，但不能是string和color。

從資源存放路徑分：

（1）圖檔放在sdcard中

Bitmap imageBitmap = BitmapFactory.decodeFile(path);// (path 是圖檔的路徑，跟目錄是/sdcard)

（2）圖檔在項目的res檔案夾下面

ApplicationInfo appInfo = getApplicationInfo();

//得到該圖檔的id(name 是該圖檔的名字，“drawable” 是該圖檔存放的目錄，appInfo.packageName是應用程式的包)

int resID = getResources().getIdentifier(fileName, “drawable”, appInfo.packageName);

Bitmap imageBitmap2 = BitmapFactory. decodeResource(getResources(), resID);

（3）圖檔放在src目錄下

String path = “com/xiangmu/test.png”; //圖檔存放的路徑

InputStream in = getClassLoader().getResourceAsStream(path); //得到圖檔流

Bitmap imageBitmap3 = BitmapFactory. decodeStream(in);

（4）圖檔放在 Assets目錄

InputStream in = getResources().getAssets().open(fileName);

Bitmap imageBitmap4 = BitmapFactory.decodeStream(in);

Bitmap Drawable byte[] InputStream 互相轉換方法

// 将byte[]轉換成InputStream  
    public InputStream Byte2InputStream(byte[] b) {  
        ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(b);  
        return bais;  
    }  

    // 将InputStream轉換成byte[]  
    public byte[] InputStream2Bytes(InputStream is) {  
        String str = "";  
        byte[] readByte = new byte[1024];  
        int readCount = -1;  
        try {  
            while ((readCount = is.read(readByte, 0, 1024)) != -1) {  
                str += new String(readByte).trim();  
            }  
            return str.getBytes();  
        } catch (Exception e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
        return null;  
    }  

    // 将Bitmap轉換成InputStream  
    public InputStream Bitmap2InputStream(Bitmap bm) {  
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();  
        bm.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG, 100, baos);  
        InputStream is = new ByteArrayInputStream(baos.toByteArray());  
        return is;  
    }  

    // 将Bitmap轉換成InputStream  
    public InputStream Bitmap2InputStream(Bitmap bm, int quality) {  
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();  
        bm.compress(Bitmap.CompressFormat.PNG, quality, baos);  
        InputStream is = new ByteArrayInputStream(baos.toByteArray());  
        return is;  
    }  

    // 将InputStream轉換成Bitmap  
    public Bitmap InputStream2Bitmap(InputStream is) {  
        return BitmapFactory.decodeStream(is);  
    }  

    // Drawable轉換成InputStream  
    public InputStream Drawable2InputStream(Drawable d) {  
        Bitmap bitmap = this.drawable2Bitmap(d);  
        return this.Bitmap2InputStream(bitmap);  
    }  

    // InputStream轉換成Drawable  
    public Drawable InputStream2Drawable(InputStream is) {  
        Bitmap bitmap = this.InputStream2Bitmap(is);  
        return this.bitmap2Drawable(bitmap);  
    }  

    // Drawable轉換成byte[]  
    public byte[] Drawable2Bytes(Drawable d) {  
        Bitmap bitmap = this.drawable2Bitmap(d);  
        return this.Bitmap2Bytes(bitmap);  
    }  

    // byte[]轉換成Drawable  
    public Drawable Bytes2Drawable(byte[] b) {  
        Bitmap bitmap = this.Bytes2Bitmap(b);  
        return this.bitmap2Drawable(bitmap);  
    }  

    // Bitmap轉換成byte[]  
    public byte[] Bitmap2Bytes(Bitmap bm) {  
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();  
        bm.compress(Bitmap.CompressFormat.PNG, 100, baos);  
        return baos.toByteArray();  
    }  

    // byte[]轉換成Bitmap  
    public Bitmap Bytes2Bitmap(byte[] b) {  
        if (b.length != 0) {  
            return BitmapFactory.decodeByteArray(b, 0, b.length);  
        }  
        return null;  
    }  

    // Drawable轉換成Bitmap  
    public Bitmap drawable2Bitmap(Drawable drawable) {  
        Bitmap bitmap = Bitmap  
                .createBitmap(  
                        drawable.getIntrinsicWidth(),  
                        drawable.getIntrinsicHeight(),  
                        drawable.getOpacity() != PixelFormat.OPAQUE ? Bitmap.Config.ARGB_8888  
                                : Bitmap.Config.RGB_565);  
        Canvas canvas = new Canvas(bitmap);  
        drawable.setBounds(0, 0, drawable.getIntrinsicWidth(),  
                drawable.getIntrinsicHeight());  
        drawable.draw(canvas);  
        return bitmap;  
    }  

    // Bitmap轉換成Drawable  
    public Drawable bitmap2Drawable(Bitmap bitmap) {  
        BitmapDrawable bd = new BitmapDrawable(bitmap);  
        Drawable d = (Drawable) bd;  
        return d;  
    }

Bitmap常見操作

縮放

/**
     * 根據給定的寬和高進行拉伸
     *
     * @param origin    原圖
     * @param newWidth  新圖的寬
     * @param newHeight 新圖的高
     * @return new Bitmap
     */
    private Bitmap scaleBitmap(Bitmap origin, int newWidth, int newHeight) {
        if (origin == null) {
            return null;
        }
        int height = origin.getHeight();
        int width = origin.getWidth();
        float scaleWidth = ((float) newWidth) / width;
        float scaleHeight = ((float) newHeight) / height;
        Matrix matrix = new Matrix();
        matrix.postScale(scaleWidth, scaleHeight);// 使用後乘
        Bitmap newBM = Bitmap.createBitmap(origin, 0, 0, width, height, matrix, false);
        if (!origin.isRecycled()) {
            origin.recycle();
        }
        return newBM;
    }

    /**
     * 按比例縮放圖檔
     *
     * @param origin 原圖
     * @param ratio  比例
     * @return 新的bitmap
     */
    private Bitmap scaleBitmap(Bitmap origin, float ratio) {
        if (origin == null) {
            return null;
        }
        int width = origin.getWidth();
        int height = origin.getHeight();
        Matrix matrix = new Matrix();
        matrix.preScale(ratio, ratio);
        Bitmap newBM = Bitmap.createBitmap(origin, 0, 0, width, height, matrix, false);
        if (newBM.equals(origin)) {
            return newBM;
        }
        origin.recycle();
        return newBM;
    }

裁剪

/**
 * 裁剪
 *
 * @param bitmap 原圖
 * @return 裁剪後的圖像
 */
private Bitmap cropBitmap(Bitmap bitmap) {
    int w = bitmap.getWidth(); // 得到圖檔的寬，高
    int h = bitmap.getHeight();
    int cropWidth = w >= h ? h : w;// 裁切後所取的正方形區域邊長
    cropWidth /= 2;
    int cropHeight = (int) (cropWidth / 1.2);
    return Bitmap.createBitmap(bitmap, w / 3, 0, cropWidth, cropHeight, null, false);
}

旋轉

/**
 * 選擇變換
 *
 * @param origin 原圖
 * @param alpha  旋轉角度，可正可負
 * @return 旋轉後的圖檔
 */
private Bitmap rotateBitmap(Bitmap origin, float alpha) {
    if (origin == null) {
        return null;
    }
    int width = origin.getWidth();
    int height = origin.getHeight();
    Matrix matrix = new Matrix();
    matrix.setRotate(alpha);
    // 圍繞原地進行旋轉
    Bitmap newBM = Bitmap.createBitmap(origin, 0, 0, width, height, matrix, false);
    if (newBM.equals(origin)) {
        return newBM;
    }
    origin.recycle();
    return newBM;
}

偏移

/**
 * 偏移效果
 * @param origin 原圖
 * @return 偏移後的bitmap
 */
private Bitmap skewBitmap(Bitmap origin) {
    if (origin == null) {
        return null;
    }
    int width = origin.getWidth();
    int height = origin.getHeight();
    Matrix matrix = new Matrix();
    matrix.postSkew(-0.6f, -0.3f);
    Bitmap newBM = Bitmap.createBitmap(origin, 0, 0, width, height, matrix, false);
    if (newBM.equals(origin)) {
        return newBM;
    }
    origin.recycle();
    return newBM;
}

獲得圓角圖檔

private Bitmap bimapRound(Bitmap mBitmap,float index){

Bitmap bitmap = Bitmap.createBitmap(mBitmap.getWidth(), mBitmap.getHeight(), Config.ARGB_4444);

Canvas canvas = new Canvas(bitmap);
    Paint paint = new Paint();
    paint.setAntiAlias(true);

    //設定矩形大小
    Rect rect = new Rect(0,0,mBitmap.getWidth(),mBitmap.getHeight());
    RectF rectf = new RectF(rect);

    // 相當于清屏
    canvas.drawARGB(0, 0, 0, 0);
    //畫圓角
    canvas.drawRoundRect(rectf, index, index, paint);
    // 取兩層繪制，顯示上層
    paint.setXfermode(new PorterDuffXfermode(Mode.SRC_IN));

    // 把原生的圖檔放到這個畫布上，使之帶有畫布的效果
    canvas.drawBitmap(mBitmap, rect, rect, paint);
    return bitmap;

}

Bitmap記憶體模型

Bitmap 在記憶體中的組成部分，在任何系統版本中都會存在以下 3 個部分：

1、Java Bitmap 對象：位于 Java 堆，即我們熟悉的 android.graphics.Bitmap.java ；
2、Native Bitmap 對象：位于 Native 堆，以 Bitmap.cpp 為代表，除此之外還包括與 Skia 引擎相關的 SkBitmap、SkBitmapInfo 等一系列對象；
3、圖檔像素資料：圖檔解碼後得到的像素資料。

其中，Java Bitmap 對象和 Native Bitmap 對象是分别存儲在 Java 堆和 Native 堆的，毋庸置疑。唯一有操作性的是 3、圖檔像素資料，不同系統版本采用了不同的配置設定政策，分為 3 個曆史時期：

時期 1 - Android 3.0 以前：像素資料存放在 Native 堆（這部分系統版本的市場占有率已經非常低，後文我們不再考慮）；
時期 2 - Android 8.0 以前：從 Android 3.0 到 Android 7.1，像素資料存放在 Java 堆；
時期 3 - Android 8.0 以後：從 Android 8.0 開始，像素資料重新存放在 Native 堆。另外還新增了 Hardware Bitmap 硬體位圖，可以減少圖檔記憶體配置設定并提高繪制效率。

Bitmap的記憶體回收

2.3.3以前Bitmap的像素記憶體是配置設定在natvie上，而且不确定什麼時候會被回收。根據官方文檔的說法我們需要手動調用Bitmap.recycle()去回收:
3.0之後沒有強調Bitmap.recycle（）；而是強調Bitmap的複用

如何複用

1.使用LruCache和DiskLruCache做記憶體和磁盤緩存；
2.使用Bitmap複用，同時針對版本進行相容(inMutable和inBitmap)
3.使用inTempStorage

擷取Bitmap的大小

/** 
  * 得到bitmap的大小 
  */  
 public static int getBitmapSize(Bitmap bitmap) {  
     if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.KITKAT) {    //API 19  
         return bitmap.getAllocationByteCount();  
     }  
     if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.HONEYCOMB_MR1) {//API 12  
         return bitmap.getByteCount();  
     }  
     // 在低版本中用一行的位元組x高度  
     return bitmap.getRowBytes() * bitmap.getHeight();
 }

getByteCount()與getAllocationByteCount()的差別一般情況下兩者是相等的；如果通過複用Bitmap來解碼圖檔，如果被複用的Bitmap的記憶體比待配置設定記憶體的Bitmap大,那麼getByteCount()表示新解碼圖檔占用記憶體的大小（并非實際記憶體大小,實際大小是複用的那個Bitmap的大小），getAllocationByteCount()表示被複用Bitmap真實占用的記憶體大小(getByteCount永遠小于等于getAllocationByteCount)

Bitmap占用記憶體大小計算

在BitmapFactory.cpp中的 doDecode 方法

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 = size.width();
int scaledHeight = size.height();
bool willScale = false;

// Apply a fine scaling step if necessary.
if (needsFineScale(codec->getInfo().dimensions(), size, sampleSize)) {
    willScale = true;
    scaledWidth = codec->getInfo().width() / sampleSize;
    scaledHeight = codec->getInfo().height() / sampleSize;
}

...
if (willScale) {
    // Set the allocator for the outputBitmap.
    SkBitmap::Allocator* outputAllocator;
    if (javaBitmap != nullptr) {
        outputAllocator = &recyclingAllocator;
    } else {
        outputAllocator = &defaultAllocator;
    }

    SkColorType scaledColorType = decodingBitmap.colorType();
    // FIXME: If the alphaType is kUnpremul and the image has alpha, the
    // colors may not be correct, since Skia does not yet support drawing
    // to/from unpremultiplied bitmaps.
    outputBitmap.setInfo(
            bitmapInfo.makeWH(scaledWidth, scaledHeight).makeColorType(scaledColorType));
    if (!outputBitmap.tryAllocPixels(outputAllocator)) {
        // This should only fail on OOM.  The recyclingAllocator should have
        // enough memory since we check this before decoding using the
        // scaleCheckingAllocator.
        return nullObjectReturn("allocation failed for scaled bitmap");
    }

    SkPaint paint;
    // kSrc_Mode instructs us to overwrite the uninitialized pixels in
    // outputBitmap.  Otherwise we would blend by default, which is not
    // what we want.
    paint.setBlendMode(SkBlendMode::kSrc);
    paint.setFilterQuality(kLow_SkFilterQuality); // bilinear filtering

    SkCanvas canvas(outputBitmap, SkCanvas::ColorBehavior::kLegacy);
    canvas.scale(scaleX, scaleY);
    canvas.drawBitmap(decodingBitmap, 0.0f, 0.0f, &paint);
}

從上述代碼可以看出bitmap最終通過canvas繪制出來，而canvas在繪制之前，有一個scale的操作，scale的值由

scale = (float) targetDensity / density;

決定，即縮放的倍率和targetDensity和density相關，而這兩個參數都是從傳入的options中擷取到的

inDensity: Bitmap位圖自身的密度，分辨率
inTargetDensity: Bitmap最終繪制的目标位置的分辨率
inScreenDensity: 裝置螢幕分辨率

其中inDensit和圖檔存在的資源檔案的目錄有關，同一張圖檔放在不同目錄下會有不同的值：

density	0.75	1	1.5	2	3	3.5	4
densityDpi	120	160	240	320	480	560	640
DpiFolder	ldpi	mdpi	hdpi	xhdpi	xxhdpi	xxxdpi	xxxxhdpi

總結：

圖檔放在drawable中，等同于放在drawable-mdpi中。原因為：drawable目錄不與有螢幕密度特性，是以采用基準值，即mdpi
圖檔放在某個特性的drawable中，比如drawable-hdpi，如果裝置的螢幕密度高于目前drawable目錄所代表的密度，則圖檔會被放大，否則被縮小。

放大或縮小比例 = 裝置螢幕密度 / drawable目錄所代表的螢幕密度

是以，bitmap占用公式，從之前

Bitmap記憶體占用 ≈ 像素資料總大小 = 橫向像素數量 x 縱向像素密度 x 每個像素的位元組大小

細化為

Bitmap記憶體占用 ≈ 像素資料總大小 = 圖檔寬 x 圖檔高 x(裝置分辨率/資源目錄分辨率)² x 每個像素的位元組大小

如要進行bitmap的解碼

try{
decode bitmap;
}catch(OutOfMemoryError e){//oom
品質壓縮
再次解碼
}

通過epic的hook架構可以對bitmap操作時進行優化處理

記憶體優化小結：

裝置分級，不能脫離裝置，針對不同機型做優化
Bitmap優化統一圖檔庫線上線下監控 hook
記憶體洩漏工具使用
glide

安卓記憶體優化-bitmap優化

Bitmap常用方法：

BitmapFactory

options

工廠方法：

圖檔占用記憶體

每個像素的位元組大小

Bitmap加載方式

從擷取方式分：

從資源存放路徑分：

Bitmap Drawable byte[] InputStream 互相轉換方法

Bitmap常見操作

縮放

裁剪

旋轉

偏移

獲得圓角圖檔

Bitmap記憶體模型

Bitmap的記憶體回收

擷取Bitmap的大小

Bitmap占用記憶體大小計算

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