快捷導(dǎo)航

Android 性能優(yōu)化系列之bitmap圖片優(yōu)化

更新時間：2021年11月06日 17:25:43 作者：涂程

在日常開發(fā)的APP，大部分時候需要想用戶展示圖片信息，圖片最終對應(yīng)Android中的Bitmap對象。而對于APP端來說Bitmap又是一個比較麻煩的問題，主要表現(xiàn)在Bitmap是非常占用內(nèi)存的對象，處理不當(dāng)將導(dǎo)致APP運行卡頓甚至出現(xiàn)OOM

背景

Android開發(fā)中，加載圖片過多、過大很容易引起OutOfMemoryError異常，即我們常見的內(nèi)存溢出。因為Android對單個應(yīng)用施加內(nèi)存限制，默認分配的內(nèi)存只有幾M（具體視不同系統(tǒng)而定）。而載入的圖片如果是JPG之類的壓縮格式（JPG支持最高級別的壓縮，不過該壓縮是有損的），在內(nèi)存中展開會占用大量的內(nèi)存空間，也就容易形成內(nèi)存溢出。那么高效的加載Bitmap是很重要的事情。Bitmap在Android中指的是一張圖片，圖片的格式有.jpg .jpg .webp 等常見的格式。

如何選擇圖片格式

一個原則：在保證圖片視覺不失真前提下，盡可能的縮小體積

Android目前常用的圖片格式有jpg，jpeg和webp

png：無損壓縮圖片格式，支持Alpha通道，Android切圖素材多采用此格式
jpeg：有損壓縮圖片格式，不支持背景透明，適用于照片等色彩豐富的大圖壓縮，不適合logo
webp：是一種同時提供了有損壓縮和無損壓縮的圖片格式，派生自視頻編碼格式VP8，從谷歌官網(wǎng)來看，無損webp平均比jpg小26%，有損的webp平均比jpeg小25%~34%，無損webp支持Alpha通道，有損webp在一定的條件下同樣支持，有損webp在Android4.0（API 14）之后支持，無損和透明在Android4.3（API18）之后支持

采用webp能夠在保持圖片清晰度的情況下，可以有效減小圖片所占有的磁盤空間大小

圖片壓縮

圖片壓縮可以從三個方面去考慮：

1.質(zhì)量

質(zhì)量壓縮并不會改變圖片在內(nèi)存中的大小，僅僅會減小圖片所占用的磁盤空間的大小，因為質(zhì)量壓縮不會改變圖片的分辨率，而圖片在內(nèi)存中的大小是根據(jù)widthheight一個像素的所占用的字節(jié)數(shù)計算的，寬高沒變，在內(nèi)存中占用的大小自然不會變，質(zhì)量壓縮的原理是通過改變圖片的位深和透明度來減小圖片占用的磁盤空間大小，所以不適合作為縮略圖，可以用于想保持圖片質(zhì)量的同時減小圖片所占用的磁盤空間大小。另外，由于jpg是無損壓縮，所以設(shè)置quality無效，

  /**
 * 質(zhì)量壓縮
 *
 * @param format  圖片格式 jpeg,png,webp
 * @param quality 圖片的質(zhì)量,0-100,數(shù)值越小質(zhì)量越差
 */
public static void compress(Bitmap.CompressFormat format, int quality) {
    File sdFile = Environment.getExternalStorageDirectory();
    File originFile = new File(sdFile, "originImg.jpg");
    Bitmap originBitmap = BitmapFactory.decodeFile(originFile.getAbsolutePath());
    ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
    originBitmap.compress(format, quality, bos);
    try {
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File(sdFile, "resultImg.jpg"));
        fos.write(bos.toByteArray());
        fos.flush();
        fos.close();
    } catch (FileNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

2.采樣率

采樣率壓縮是通過設(shè)置BitmapFactory.Options.inSampleSize，來減小圖片的分辨率，進而減小圖片所占用的磁盤空間和內(nèi)存大小。

設(shè)置的inSampleSize會導(dǎo)致壓縮的圖片的寬高都為1/inSampleSize，整體大小變?yōu)樵紙D片的inSampleSize平方分之一，當(dāng)然，這些有些注意點：

inSampleSize小于等于1會按照1處理
inSampleSize只能設(shè)置為2的平方，不是2的平方則最終會減小到最近的2的平方數(shù)，如設(shè)置7會按4進行壓縮，設(shè)置15會按8進行壓縮。

/**
 * 
 * @param inSampleSize  可以根據(jù)需求計算出合理的inSampleSize
 */
public static void compress(int inSampleSize) {
    File sdFile = Environment.getExternalStorageDirectory();
    File originFile = new File(sdFile, "originImg.jpg");
    BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
    //設(shè)置此參數(shù)是僅僅讀取圖片的寬高到options中，不會將整張圖片讀到內(nèi)存中，防止oom
    options.inJustDecodeBounds = true;
    Bitmap emptyBitmap = BitmapFactory.decodeFile(originFile.getAbsolutePath(), options);

    options.inJustDecodeBounds = false;
    options.inSampleSize = inSampleSize;
    Bitmap resultBitmap = BitmapFactory.decodeFile(originFile.getAbsolutePath(), options);
    ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
    resultBitmap.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG, 100, bos);
    try {
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File(sdFile, "resultImg.jpg"));
        fos.write(bos.toByteArray());
        fos.flush();
        fos.close();
    } catch (FileNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

3.縮放

通過減少圖片的像素來降低圖片的磁盤空間大小和內(nèi)存大小，可以用于緩存縮略圖

 /**
     *  縮放bitmap
     * @param context
     * @param id
     * @param maxW
     * @param maxH
     * @return
     */
    public static Bitmap resizeBitmap(Context context,int id,int maxW,int maxH,boolean hasAlpha,Bitmap reusable){
        Resources resources = context.getResources();
        BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
        // 只解碼出 outxxx參數(shù) 比如 寬、高
        options.inJustDecodeBounds = true;
        BitmapFactory.decodeResource(resources,id,options);
        //根據(jù)寬、高進行縮放
        int w = options.outWidth;
        int h = options.outHeight;
        //設(shè)置縮放系數(shù)
        options.inSampleSize = calcuteInSampleSize(w,h,maxW,maxH);
        if (!hasAlpha){
            options.inPreferredConfig = Bitmap.Config.RGB_565;
        }
        options.inJustDecodeBounds = false;
        //設(shè)置成能復(fù)用
        options.inMutable=true;
        options.inBitmap=reusable;
        return BitmapFactory.decodeResource(resources,id,options);
    }

    /**
     * 計算縮放系數(shù)
     * @param w
     * @param h
     * @param maxW
     * @param maxH
     * @return 縮放的系數(shù)
     */
    private static int calcuteInSampleSize(int w,int h,int maxW,int maxH) {
        int inSampleSize = 1;
        if (w > maxW && h > maxH){
            inSampleSize = 2;
            //循環(huán) 使寬、高小于 最大的寬、高
            while (w /inSampleSize > maxW && h / inSampleSize > maxH){
                inSampleSize *= 2;
            }
        }
        return inSampleSize;
    }
}

使用JPEG庫，在jni層使用哈夫曼算法去壓縮圖片

Android的圖片引擎使用的是閹割版的skia引擎，去掉了圖片壓縮中的哈夫曼算法

void write_JPEG_file(uint8_t *data, int w, int h, jint q, const char *path) {
//    3.1、創(chuàng)建jpeg壓縮對象
    jpeg_compress_struct jcs;
    //錯誤回調(diào)
    jpeg_error_mgr error;
    jcs.err = jpeg_std_error(&error);
    //創(chuàng)建壓縮對象
    jpeg_create_compress(&jcs);
//    3.2、指定存儲文件  write binary
    FILE *f = fopen(path, "wb");
    jpeg_stdio_dest(&jcs, f);
//    3.3、設(shè)置壓縮參數(shù)
    jcs.image_width = w;
    jcs.image_height = h;
    //bgr
    jcs.input_components = 3;
    jcs.in_color_space = JCS_RGB;
    jpeg_set_defaults(&jcs);
    //開啟哈夫曼功能
    jcs.optimize_coding = true;
    jpeg_set_quality(&jcs, q, 1);
//    3.4、開始壓縮
    jpeg_start_compress(&jcs, 1);
//    3.5、循環(huán)寫入每一行數(shù)據(jù)
    int row_stride = w * 3;//一行的字節(jié)數(shù)
    JSAMPROW row[1];
    while (jcs.next_scanline < jcs.image_height) {
        //取一行數(shù)據(jù)
        uint8_t *pixels = data + jcs.next_scanline * row_stride;
        row[0]=pixels;
        jpeg_write_scanlines(&jcs,row,1);
    }
//    3.6、壓縮完成
    jpeg_finish_compress(&jcs);
//    3.7、釋放jpeg對象
    fclose(f);
    jpeg_destroy_compress(&jcs);
}

因為涉及到j(luò)ni部分，暫時只貼一下使用的代碼，后面會寫一些jni部分的博客與大家分享。

設(shè)置圖片可以復(fù)用

圖片復(fù)用主要就是指的復(fù)用內(nèi)存塊，不需要在重新給這個bitmap申請一塊新的內(nèi)存,避免了一次內(nèi)存的分配和回收，從而改善了運行效率。

需要注意的是inBitmap只能在3.0以后使用。2.3上，bitmap的數(shù)據(jù)是存儲在native的內(nèi)存區(qū)域，并不是在Dalvik的內(nèi)存堆上。

使用inBitmap，在4.4之前，只能重用相同大小的bitmap的內(nèi)存區(qū)域，而4.4之后你可以重用任何bitmap的內(nèi)存區(qū)域，只要這塊內(nèi)存比將要分配內(nèi)存的bitmap大就可以。這里最好的方法就是使用LRUCache來緩存bitmap，后面來了新的bitmap，可以從cache中按照api版本找到最適合重用的bitmap，來重用它的內(nèi)存區(qū)域。

   BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
        // 只解碼出 outxxx參數(shù) 比如 寬、高
        options.inJustDecodeBounds = true;
        BitmapFactory.decodeResource(resources,id,options);
        //根據(jù)寬、高進行縮放
        int w = options.outWidth;
        int h = options.outHeight;
        //設(shè)置縮放系數(shù)
        options.inSampleSize = calcuteInSampleSize(w,h,maxW,maxH);
        if (!hasAlpha){
            options.inPreferredConfig = Bitmap.Config.RGB_565;
        }
        options.inJustDecodeBounds = false;
        //設(shè)置成能復(fù)用
        options.inMutable=true;
        options.inBitmap=reusable;

使用圖片緩存

android中有一個LruCache是基于最記最少使用算法實現(xiàn)的一個線程安全的數(shù)據(jù)緩存類，當(dāng)超出設(shè)定的緩存容量時，優(yōu)先淘汰最近最少使用的數(shù)據(jù)LruCache的LRU緩存策略是利用LinkedHashMap來實現(xiàn)的，并通過封裝get/put等相關(guān)方法來實現(xiàn)控制緩存大小以及淘汰元素，但不支持為null的key和value。我們可以使用JakeWharton提供的一個開源庫github.com/JakeWharton… 來實現(xiàn)我們圖片緩存的邏輯