Android Bitmap优化: 关于 Bitmap 你要知道的一切
本文作者
作者：renxhui
链接：
https://juejin.cn/post/6844903919479422984
本文由作者授权发布。
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。
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 | 4 |
| densityDpi | 120 | 160 | 240 | 320 | 480 | 560 |
| DpiFolder | ldpi | mdpi | hdpi | xhdpi | xxhdpi | xxxhdpi |
可以得出以下结论：
1、同一张图片放在不同的资源目录下，其分辨率会有变化。
2、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。
3、图片不放置任何资源目录时，其使用默认分辨率mdpi：160。
4、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：
1、编码。
2、采样。
3、复用。
4、匿名共享区。
下面我们一个个的来讲这些优化。
Android 中提供以下几种编码：
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。
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。
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：
1、3.0-4.3
复用的图片大小必须相同
编码必须相同
2、4.4以上
复用的空间大于等于即可
编码不必相同
3、不支持WebP
4、图片复用，这个属性必须设置为true；options.inMutable = true;
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。
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。
我们可以利用LRU开管理Bitmap，给他设置内存最大值，及时回收。
图片的压缩一般有俩种：
1、通过采样压缩，上边已经讲过了。
2、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大小，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：
https://www.jianshu.com/p/06a1cae9c153
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。
最后推荐一下我做的网站，玩Android: wanandroid.com ，包含详尽的知识体系、好用的工具，还有本公众号文章合集，欢迎体验和收藏！
推荐阅读：
点击 关注我的公众号
如果你想要跟大家分享你的文章，欢迎投稿~
┏(＾0＾)┛明天见！