Android 框架练成教你打造高效的图片加载框架

时间 2019-12-05

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一、概述

优秀的图片加载框架不要太多，什么UIL , Volley ,Picasso,Imageloader等等。可是做为一名合格的程序猿，必须懂其中的实现原理，因而乎，今天我就带你们一块儿来设计一个加载网络、本地的图片框架。有人可能会说，本身写会不会很渣，运行效率，内存溢出神马的。放心，咱们拿demo说话，拼得就是速度，奏事这么任性。html

好了，若是你看过以前的博文，相似Android Handler 异步消息处理机制的妙用建立强大的图片加载类，可能会对接下来文章理解会有很大的帮助。没有的话，就跟我往下继续走吧，也不要去看了。java

关于加载本地图片，固然了，我手机图片比较少，7000来张：android

一、首先确定不能内存溢出，可是尼玛如今像素那么高，怎么才能保证呢？我相信利用LruCache统一管理你的图片是个不二的选择，全部的图片从LruCache里面取，保证全部的图片的内存不会超过预设的空间。缓存

二、加载速度要刚刚的，我一用力，滑动到3000张的位置，你要是还在从第一张给我加载，尼玛，你觉得我打dota呢。因此咱们须要引入加载策略，咱们不能FIFO，咱们选择LIFO，当前呈现给用户的，最新加载；当前未呈现的，选择加载。微信

三、使用方便。通常图片都会使用GridView做为控件，在getView里面进行图片加载，固然了为了避免错乱，可能还须要用户去本身setTag，本身写回调设置图片。固然了，咱们不须要这么麻烦，一句话IoadImage(imageview,path）便可，剩下的请交给咱们的图片加载框架处理。网络

作到以上几点，关于本地的图片加载应该就木有什么问题了。架构

关于加载网络图片，其实原理差很少，就多了个是否启用硬盘缓存的选项，若是启用了，加载时，先从内存中查找，而后从硬盘上找，最后去网络下载。下载完成后，别忘了写入硬盘，加入内存缓存。若是没有启用，那么就直接从网络压缩获取，加入内存便可。app

二、效果图

终于扯完了，接下来，简单看个效果图，关于加载本地图片的效果图：能够从Android 超高仿微信图片选择器图片该这么加载这篇博客中下载Demo运行。框架

下面演示一个网络加载图片的例子:异步

80多张从网络加载的图片，能够看到我直接拖到最后，基本是呈如今用户眼前的最早加载，要是从第一张到80多，估计也是醉了。

此外：图片来自老郭的博客，感谢！！！ps:若是你以为图片不劲爆，Day Day Up找老郭去。

三、彻底解析

一、关于图片的压缩

不论是从网络仍是本地的图片，加载都须要进行压缩，而后显示：

用户要你压缩显示，会给咱们什么？一个imageview，一个path，咱们的职责就是压缩完成后显示上去。

一、本地图片的压缩

a、得到imageview想要显示的大小

想要压缩，咱们第一步应该是得到imageview想要显示的大小，没大小确定没办法压缩？

那么如何得到imageview想要显示的大小呢？

[java] view plain copy

/**
* 根据ImageView获适当的压缩的宽和高
*
* @param imageView
* @return
*/
public static ImageSize getImageViewSize(ImageView imageView)
{
ImageSize imageSize = new ImageSize();
DisplayMetrics displayMetrics = imageView.getContext().getResources()
.getDisplayMetrics();
LayoutParams lp = imageView.getLayoutParams();
int width = imageView.getWidth();// 获取imageview的实际宽度
if (width <= 0)
{
width = lp.width;// 获取imageview在layout中声明的宽度
}
if (width <= 0)
{
// width = imageView.getMaxWidth();// 检查最大值
width = getImageViewFieldValue(imageView, "mMaxWidth");
}
if (width <= 0)
{
width = displayMetrics.widthPixels;
}
int height = imageView.getHeight();// 获取imageview的实际高度
if (height <= 0)
{
height = lp.height;// 获取imageview在layout中声明的宽度
}
if (height <= 0)
{
height = getImageViewFieldValue(imageView, "mMaxHeight");// 检查最大值
}
if (height <= 0)
{
height = displayMetrics.heightPixels;
}
imageSize.width = width;
imageSize.height = height;
return imageSize;
}
public static class ImageSize
{
int width;
int height;
}

能够看到，咱们拿到imageview之后：

首先企图经过getWidth获取显示的宽；有些时候，这个getWidth返回的是0；

那么咱们再去看看它有没有在布局文件中书写宽；

若是布局文件中也没有精确值，那么咱们再去看看它有没有设置最大值；

若是最大值也没设置，那么咱们只有拿出咱们的终极方案，使用咱们的屏幕宽度；

总之，不能让它任性，咱们必定要拿到一个合适的显示值。

能够看到这里或者最大宽度，咱们用的反射，而不是getMaxWidth()；维萨呢，由于getMaxWidth居然要API 16，我也是醉了；为了兼容性，咱们采用反射的方案。反射的代码就不贴了。

b、设置合适的inSampleSize

咱们得到想要显示的大小，为了什么，还不是为了和图片的真正的宽高作比较，拿到一个合适的inSampleSize，去对图片进行压缩么。

那么首先应该是拿到图片的宽和高：

[java] view plain copy

// 得到图片的宽和高，并不把图片加载到内存中
BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
options.inJustDecodeBounds = true;
BitmapFactory.decodeFile(path, options);

这三行就成功获取图片真正的宽和高了，存在咱们的options里面；

而后咱们就能够happy的去计算inSampleSize了：

[java] view plain copy

/**
* 根据需求的宽和高以及图片实际的宽和高计算SampleSize
*
* @param options
* @param width
* @param height
* @return
*/
public static int caculateInSampleSize(Options options, int reqWidth,
int reqHeight)
{
int width = options.outWidth;
int height = options.outHeight;
int inSampleSize = 1;
if (width > reqWidth || height > reqHeight)
{
int widthRadio = Math.round(width * 1.0f / reqWidth);
int heightRadio = Math.round(height * 1.0f / reqHeight);
inSampleSize = Math.max(widthRadio, heightRadio);
}
return inSampleSize;
}

options里面存了实际的宽和高；reqWidth和reqHeight就是咱们以前获得的想要显示的大小；通过比较，获得一个合适的inSampleSize;

有了inSampleSize:

[java] view plain copy

options.inSampleSize = ImageSizeUtil.caculateInSampleSize(options,
width, height);
// 使用得到到的InSampleSize再次解析图片
options.inJustDecodeBounds = false;
Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile(path, options);
return bitmap;

通过这几行，就完成图片的压缩了。

上述是本地图片的压缩，那么若是是网络图片呢？

二、网络图片的压缩

a、直接下载存到sd卡，而后采用本地的压缩方案。这种方式当前是在硬盘缓存开启的状况下，若是没有开启呢？

b、使用BitmapFactory.decodeStream(is, null, opts);

[java] view plain copy

/**
* 根据url下载图片在指定的文件
*
* @param urlStr
* @param file
* @return
*/
public static Bitmap downloadImgByUrl(String urlStr, ImageView imageview)
{
FileOutputStream fos = null;
InputStream is = null;
try
{
URL url = new URL(urlStr);
HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) url.openConnection();
is = new BufferedInputStream(conn.getInputStream());
is.mark(is.available());
Options opts = new Options();
opts.inJustDecodeBounds = true;
Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(is, null, opts);
//获取imageview想要显示的宽和高
ImageSize imageViewSize = ImageSizeUtil.getImageViewSize(imageview);
opts.inSampleSize = ImageSizeUtil.caculateInSampleSize(opts,
imageViewSize.width, imageViewSize.height);
opts.inJustDecodeBounds = false;
is.reset();
bitmap = BitmapFactory.decodeStream(is, null, opts);
conn.disconnect();
return bitmap;
} catch (Exception e)
{
e.printStackTrace();
} finally
{
try
{
if (is != null)
is.close();
} catch (IOException e)
{
}
try
{
if (fos != null)
fos.close();
} catch (IOException e)
{
}
}
return null;
}

基本和本地压缩差很少，也是两次取样，固然须要注意一点，咱们的is进行了包装，以即可以进行reset()；直接返回的is是不能使用两次的。

到此，图片压缩说完了。

二、图片加载框架的架构

咱们的图片压缩加载完了，那么就应该放入咱们的LruCache，而后设置到咱们的ImageView上。

好了，接下来咱们来讲说咱们的这个框架的架构；

一、单例，包含一个LruCache用于管理咱们的图片；

二、任务队列，咱们每来一次加载图片的请求，咱们会封装成Task存入咱们的TaskQueue;

三、包含一个后台线程，这个线程在第一次初始化实例的时候启动，而后会一直在后台运行；任务呢？还记得咱们有个任务队列么，有队列存任务，得有人干活呀；因此，当每来一次加载图片请求的时候，咱们同时发一个消息到后台线程，后台线程去使用线程池去TaskQueue去取一个任务执行；

四、调度策略；3中说了，后台线程去TaskQueue去取一个任务，这个任务不是随便取的，有策略能够选择，一个是FIFO，一个是LIFO，我倾向于后者。

好了，基本就这些结构，接下来看咱们具体的实现。

三、具体的实现

一、构造方法

[java] view plain copy

public static ImageLoader getInstance(int threadCount, Type type)
{
if (mInstance == null)
{
synchronized (ImageLoader.class)
{
if (mInstance == null)
{
mInstance = new ImageLoader(threadCount, type);
}
}
}
return mInstance;
}

这个就不用说了，重点看咱们的构造方法

[java] view plain copy

/**
* 图片加载类
*
* @author zhy
*
*/
public class ImageLoader
{
private static ImageLoader mInstance;
/**
* 图片缓存的核心对象
*/
private LruCache<String, Bitmap> mLruCache;
/**
* 线程池
*/
private ExecutorService mThreadPool;
private static final int DEAFULT_THREAD_COUNT = 1;
/**
* 队列的调度方式
*/
private Type mType = Type.LIFO;
/**
* 任务队列
*/
private LinkedList<Runnable> mTaskQueue;
/**
* 后台轮询线程
*/
private Thread mPoolThread;
private Handler mPoolThreadHandler;
/**
* UI线程中的Handler
*/
private Handler mUIHandler;
private Semaphore mSemaphorePoolThreadHandler = new Semaphore(0);
private Semaphore mSemaphoreThreadPool;
private boolean isDiskCacheEnable = true;
private static final String TAG = "ImageLoader";
public enum Type
{
FIFO, LIFO;
}
private ImageLoader(int threadCount, Type type)
{
init(threadCount, type);
}
/**
* 初始化
*
* @param threadCount
* @param type
*/
private void init(int threadCount, Type type)
{
initBackThread();
// 获取咱们应用的最大可用内存
int maxMemory = (int) Runtime.getRuntime().maxMemory();
int cacheMemory = maxMemory / 8;
mLruCache = new LruCache<String, Bitmap>(cacheMemory)
{
@Override
protected int sizeOf(String key, Bitmap value)
{
return value.getRowBytes() * value.getHeight();
}
};
// 建立线程池
mThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(threadCount);
mTaskQueue = new LinkedList<Runnable>();
mType = type;
mSemaphoreThreadPool = new Semaphore(threadCount);
}
/**
* 初始化后台轮询线程
*/
private void initBackThread()
{
// 后台轮询线程
mPoolThread = new Thread()
{
@Override
public void run()
{
Looper.prepare();
mPoolThreadHandler = new Handler()
{
@Override
public void handleMessage(Message msg)
{
// 线程池去取出一个任务进行执行
mThreadPool.execute(getTask());
try
{
mSemaphoreThreadPool.acquire();
} catch (InterruptedException e)
{
}
}
};
// 释放一个信号量
mSemaphorePoolThreadHandler.release();
Looper.loop();
};
};
mPoolThread.start();
}

在贴构造的时候，顺便贴出全部的成员变量；

在构造中咱们调用init，init中能够设置后台加载图片线程数量和加载策略；init中首先初始化后台线程initBackThread(),能够看到这个后台线程，其实是个Looper最终在那不断的loop，咱们还初始化了一个mPoolThreadHandler用于发送消息到此线程；

接下来就是初始化mLruCache ， mThreadPool ，mTaskQueue 等；

二、loadImage

构造完成之后，固然是使用了，用户调用loadImage传入(final String path, final ImageView imageView,final boolean isFromNet)就能够完成本地或者网络图片的加载。

[java] view plain copy

/**
* 根据path为imageview设置图片
*
* @param path
* @param imageView
*/
public void loadImage(final String path, final ImageView imageView,
final boolean isFromNet)
{
imageView.setTag(path);
if (mUIHandler == null)
{
mUIHandler = new Handler()
{
public void handleMessage(Message msg)
{
// 获取获得图片，为imageview回调设置图片
ImgBeanHolder holder = (ImgBeanHolder) msg.obj;
Bitmap bm = holder.bitmap;
ImageView imageview = holder.imageView;
String path = holder.path;
// 将path与getTag存储路径进行比较
if (imageview.getTag().toString().equals(path))
{
imageview.setImageBitmap(bm);
}
};
};
}
// 根据path在缓存中获取bitmap
Bitmap bm = getBitmapFromLruCache(path);
if (bm != null)
{
refreashBitmap(path, imageView, bm);
} else
{
addTask(buildTask(path, imageView, isFromNet));
}
}

首先咱们为imageview.setTag；而后初始化一个mUIHandler，不用猜，这个mUIHandler用户更新咱们的imageview，由于这个方法确定是主线程调用的。

而后调用：getBitmapFromLruCache(path);根据path在缓存中获取bitmap；若是找到那么直接去设置咱们的图片；

[java] view plain copy

private void refreashBitmap(final String path, final ImageView imageView,
Bitmap bm)
{
Message message = Message.obtain();
ImgBeanHolder holder = new ImgBeanHolder();
holder.bitmap = bm;
holder.path = path;
holder.imageView = imageView;
message.obj = holder;
mUIHandler.sendMessage(message);
}

能够看到，若是找到图片，则直接使用UIHandler去发送一个消息，固然了携带了一些必要的参数，而后UIHandler的handleMessage中完成图片的设置；

handleMessage中拿到path,bitmap,imageview；记得必需要：

// 将path与getTag存储路径进行比较
if (imageview.getTag().toString().equals(path))
{
imageview.setImageBitmap(bm);
}

不然会形成图片混乱。

若是没找到，则经过buildTask去新建一个任务，在addTask到任务队列。

buildTask就比较复杂了，由于还涉及到本地和网络，因此咱们先看addTask代码：

[java] view plain copy

private synchronized void addTask(Runnable runnable)
{
mTaskQueue.add(runnable);
// if(mPoolThreadHandler==null)wait();
try
{
if (mPoolThreadHandler == null)
mSemaphorePoolThreadHandler.acquire();
} catch (InterruptedException e)
{
}
mPoolThreadHandler.sendEmptyMessage(0x110);
}

很简单，就是runnable加入TaskQueue，与此同时使用mPoolThreadHandler（这个handler还记得么，用于和咱们后台线程交互。）去发送一个消息给后台线程，叫它去取出一个任务执行；具体代码：

[java] view plain copy

mPoolThreadHandler = new Handler()
{
@Override
public void handleMessage(Message msg)
{
// 线程池去取出一个任务进行执行
mThreadPool.execute(getTask());

直接使用mThreadPool线程池，而后使用getTask去取一个任务。

[java] view plain copy

/**
* 从任务队列取出一个方法
*
* @return
*/
private Runnable getTask()
{
if (mType == Type.FIFO)
{
return mTaskQueue.removeFirst();
} else if (mType == Type.LIFO)
{
return mTaskQueue.removeLast();
}
return null;
}

getTask代码也比较简单，就是根据Type从任务队列头或者尾进行取任务。

如今你会不会好奇，任务里面到底什么代码？其实咱们也就剩最后一段代码了buildTask

[java] view plain copy

/**
* 根据传入的参数，新建一个任务
*
* @param path
* @param imageView
* @param isFromNet
* @return
*/
private Runnable buildTask(final String path, final ImageView imageView,
final boolean isFromNet)
{
return new Runnable()
{
@Override
public void run()
{
Bitmap bm = null;
if (isFromNet)
{
File file = getDiskCacheDir(imageView.getContext(),
md5(path));
if (file.exists())// 若是在缓存文件中发现
{
Log.e(TAG, "find image :" + path + " in disk cache .");
bm = loadImageFromLocal(file.getAbsolutePath(),
imageView);
} else
{
if (isDiskCacheEnable)// 检测是否开启硬盘缓存
{
boolean downloadState = DownloadImgUtils
.downloadImgByUrl(path, file);
if (downloadState)// 若是下载成功
{
Log.e(TAG,
"download image :" + path
+ " to disk cache . path is "
+ file.getAbsolutePath());
bm = loadImageFromLocal(file.getAbsolutePath(),
imageView);
}
} else
// 直接从网络加载
{
Log.e(TAG, "load image :" + path + " to memory.");
bm = DownloadImgUtils.downloadImgByUrl(path,
imageView);
}
}
} else
{
bm = loadImageFromLocal(path, imageView);
}
// 三、把图片加入到缓存
addBitmapToLruCache(path, bm);
refreashBitmap(path, imageView, bm);
mSemaphoreThreadPool.release();
}
};
}
private Bitmap loadImageFromLocal(final String path,
final ImageView imageView)
{
Bitmap bm;
// 加载图片
// 图片的压缩
// 一、得到图片须要显示的大小
ImageSize imageSize = ImageSizeUtil.getImageViewSize(imageView);
// 二、压缩图片
bm = decodeSampledBitmapFromPath(path, imageSize.width,
imageSize.height);
return bm;
}

咱们新建任务，说明在内存中没有找到缓存的bitmap；咱们的任务就是去根据path加载压缩后的bitmap返回便可，而后加入LruCache，设置回调显示。

首先咱们判断是不是网络任务？

若是是，首先去硬盘缓存中找一下，（硬盘中文件名为：根据path生成的md5为名称）。

若是硬盘缓存中没有，那么去判断是否开启了硬盘缓存：

开启了的话：下载图片，使用loadImageFromLocal本地加载图片的方式进行加载（压缩的代码前面已经详细说过）；

若是没有开启：则直接从网络获取（压缩获取的代码，前面详细说过）；

若是不是网络图片：直接loadImageFromLocal本地加载图片的方式进行加载

通过上面，就得到了bitmap；而后加入addBitmapToLruCache，refreashBitmap回调显示图片。

[java] view plain copy

/**
* 将图片加入LruCache
*
* @param path
* @param bm
*/
protected void addBitmapToLruCache(String path, Bitmap bm)
{
if (getBitmapFromLruCache(path) == null)
{
if (bm != null)
mLruCache.put(path, bm);
}
}

到此，咱们全部的代码就分析完成了；

缓存的图片位置：在SD卡的Android/data/项目packageName/cache中：

不过有些地方须要注意：就是在代码中，你会看到一些信号量的身影：

第一个：mSemaphorePoolThreadHandler = new Semaphore(0); 用于控制咱们的mPoolThreadHandler的初始化完成，咱们在使用mPoolThreadHandler会进行判空，若是为null，会经过mSemaphorePoolThreadHandler.acquire()进行阻塞；当mPoolThreadHandler初始化结束，咱们会调用.release();解除阻塞。

第二个：mSemaphoreThreadPool = new Semaphore(threadCount);这个信号量的数量和咱们加载图片的线程个数一致；每取一个任务去执行，咱们会让信号量减一；每完成一个任务，会让信号量+1，再去取任务；目的是什么呢？为何当咱们的任务到来时，若是此时在没有空闲线程，任务则一直添加到TaskQueue中，当线程完成任务，能够根据策略去TaskQueue中去取任务，只有这样，咱们的LIFO才有意义。

到此，咱们的图片加载框架就结束了，你能够尝试下加载本地，或者去加载网络大量的图片，拼一拼加载速度~~~