Android加载不一样DPI资源与内存消耗之间的关系

Android DPI 分级标准简介

Android 设备在物理尺寸和屏幕密度上都有很大的不一样，为了简化多设备的设计方案，就是设定一套分级标准。屏幕密度上的分级标准就是：LDPI、MDPI、HDPI、XHDPI，也就是各类大小的 DPI(Dots per inch)。DPI 就是屏幕像素密度的衡量标准。

不一样设备共享同一套 DPI 资源有哪些问题？

如今进入正题。

Q：很多公司出于简化设计和研发的目的，每每在方案中只使用一套 DPI 资源，这样作可不可行呢？

A：Android 有一套加载资源的规则，若是对应的 DPI 文件夹不存在要用的资源就会按照规则去找其它的DPI 文件夹，若是最终能找到就可使用。因此上述方案是“可行的”– 能够正常运行不报错的。那可行性的另外一个方面就是对性能有没有影响。上述问题就变为下面问题：

Q：同一套 DPI 资源在不一样手机上使用时内存消耗有什么不一样？ 或 App 中加载不一样 DPI 文件夹中的资源内存消耗有什么不一样？

问题：DPI 越小的文件夹内存消耗越大？

下面以 png 图片的加载为例。

原始图片（attribute—width:960，height:540，bit depth:32，size:217082bytes）。

作简单的 demo app，即在 activity 中只加载这一个图片。

放在 hdpi 文件夹中，dumpsys meminfo 后发现 Heap Alloc 为 5420，远远大于 size，因此先确定的是内存消耗与图片文件大小无关。

再放到不一样的 DPI 文件夹中发现：越是 DPI 小的文件夹内存消耗越大！

分析：加载低 DPI 资源会额外拉伸放大图片

因为 Heap Alloc 只能看到堆的分配整体大小，不能看到上述发现有什么“规律”，因此接着使用 MAT 分析。

在 hdpi 中抓取 hprof 文件，用 MAT 打开：

见图中的 byte 数组，大小为 2073600，这个大小就是加载的那张 png 图片占用的内存大小。

分别分析图片资源放在 mdpi、ldpi 和 xhdpi 时的 hprof 文件，byte 数组大小分别为：4665600、8294400、1166400。不一样 DPI 文件夹与图片占用的内存大小关系以下：

DPIs	ldpi	mdpi	hdpi	xhdpi
Byte[] size	8294400	4665600	2073600	1166400
Ratio	8^2	6^2	4^2	3^2

开 始就说到 Android 的屏幕密度的分级标准是 LDPI、MDPI、HDPI、XHDPI 这些各类大小的 DPI。也就是 LDPI 的设备默认使用的是 ldpi 文件夹下的资源。根据 DPI 值的大小再整理一下，屏幕像素密度的值对应使用的 DPI 文件夹关系以下：

DPIs	ldpi	mdpi	hdpi	xhdpi
Density	120	160	240	320
Ratio	3	4	6	8

根据上面两个表格的 Ratio 值，能够发现内存占用和 DPI 资源是有必定规律的。其实咱们知道 png 加载内存的消耗与文件大小无关，而是与 png 图片的长宽和位深有关，也就是：

1	Memory Consumption Size(UOM:byte) = Width * Height * (Bit depth / 8)

上面公式是不能彻底在 Android 中使用的，根据上述找到的规律，Android 中 png 图片内存消耗公式能够归纳为：

1 2 3 4

Memory Consumption Size(UOM:byte) = ScaledWidth * ScaledHeight * (Bit depth / 8) ScaledWidth = Width * factor ScaledHeight = Height * factor factor = DENSITY_DEVICE / ResourceDensity  // DENSITY_DEVICE 是设备的 DPI 大小， ResourceDensity 是设备加载的 DPI 文件夹对应的 DPI 大小

因此：

1	Memory Consumption Size = Width * Height * (DENSITY_DEVICE / ResourceDensity)^2 * (Bit depth / 8)

上述 hdpi 中的 2073600 能够由此计算得出:

1	960 * 540 * (240 / 240)^2 * (32 / 8) = 2073600

在 BitmapFactory.cpp 的 doDecode() 中 添加 log ，可验证上述公式(资源在 xdpi 中，sx、sy 就是上述公式中的 factor)：

1	01-15 21:00:49.479  3079  3079 D BitmapFactory: doDecode----sx:0.750000 ,sy:0.750000 ,scaledWidth:405 ,scaledHeight:720 ,decodingBitmap.width:540 ,decodingBitmap.heigth:960

Android 加载资源默认选用和设备 DPI 匹配的资源，若是没有就去到其它 DPI 文件夹中寻找资源。找到后它会认为使用了不一样 DPI 的资源，为了保持与设备 DPI 一致，就会对资源作拉伸或缩放处理再加载。下面是上述 png 图片分别放在 mdpi 和 xxhdpi 文件夹下的截图：

mdpi	xxhdpi

很明显就能够看到在 xxhdpi 下时的截图模糊了很多。使用的测试手机是 hdpi 的，可是默认 hdpi 找不到图片资源，它就会按照必定规则找到我放在 xxhdpi 中的资源。手机认为从 xxhdpi 获取的资源比手机的 dpi 要高，它就会按照表格中的比例把资源缩小，也就是加载到内存中的图片资源已是原来大小的 1/2，占用的内存固然会缩小不作缩放操做图片的 1/4。可是坏处也是显而易见的，显示到手机的图片资源清晰度降低，模糊了不少。

相反的，hdpi 的手机加载低 dpi 资源，例如 ldpi，加载到内存前会先按比例拉伸。拉伸后再显示到手机中清晰度是没有问题，可是内存占用确增大为原来的 4 倍！仍是要注意到这一点，若是图片资源在 app 中放错 dpi 文件夹，使用体验会大打折扣，或者尽可能使用 9patch 图片。

小结：建议根据设备配置 DPI 资源

如今就能够回答提出的问题了：

Q：同一套 DPI 资源在不一样手机上使用时内存消耗有什么不一样？ 或 App 中加载不一样 DPI 文件夹中的资源内存消耗有什么不一样？

A：不要使用一套资源适用于各类不一样 DPI 的设备，这样图片的清晰度和内存消耗都会有问题。这就是为何 Android 要求对不一样 DPI 文件作不一样的资源，而且不一样 DPI 资源的长宽比要与 DPI Ratio 相对应。

PS：此文结论一句话就能给说清楚，但推导的过程更重要。爱因斯坦说过：Imagination is more important than knowledge.

参考资料

参考的 Android 源码:

1 2 3 4

/frameworks/base/core/java/android/util/DisplayMetrics.java  /frameworks/base/graphics/java/android/graphics/Bitmap.java /frameworks/base/graphics/java/android/graphics/drawable/BitmapDrawable.java /frameworks/base/core/jni/android/graphics/BitmapFactory.cpp