使用LRU算法缓存图片

在您的UI中显示单个图片是很是简单的，若是您须要一次显示不少图片就有点复杂了。在不少状况下
(例如使用 ListView, GridView 或者 ViewPager控件)，
显示在屏幕上的图片以及即将显示在屏幕上的图片数量是很是大的(例如在图库中浏览大量图片)。

在这些控件中，当一个子控件不显示的时候，系统会重用该控件来循环显示 以便减小对内存的消耗。同时垃圾回收机制还会
释放那些已经载入内存中的Bitmap资源(假设您没有强引用这些Bitmap)。通常来讲这样都是不错的，可是在用户来回滑动屏幕的时候，为了保证UI
的流畅性和载入图片的效率，您须要避免重复的处理这些须要显示的图片。 使用内存缓存和磁盘缓存能够解决这个问题，使用缓存可让控件快速的加载已经处理过的图片。

这节内容介绍如何使用缓存来提升UI的载入输入和滑动的流畅性。

使用内存缓存

内存缓存提升了访问图片的速度，可是要占用很多内存。 LruCache
类（在API 4以前可使用Support Library 中的类 ）特别适合缓存Bitmap， 把最近使用到的
Bitmap对象用强引用保存起来（保存到LinkedHashMap中），当缓存数量达到预约的值的时候，把
不常用的对象删除。

注意: 过去，实现内存缓存的经常使用作法是使用
SoftReference 或者
WeakReference bitmap 缓存，
可是不推荐使用这种方式。从Android 2.3 (API Level 9) 开始，垃圾回收开始强制的回收掉 soft/weak 引用 从而致使这些缓存没有任何效率的提高。
另外，在 Android 3.0 (API Level 11)以前，这些缓存的Bitmap数据保存在底层内存(native memory)中，而且达到预约条件后也不会释放这些对象，从而可能致使
程序超过内存限制并崩溃。

在使用 LruCache 的时候，须要考虑以下一些因素来选择一个合适的缓存数量参数：

• 程序中还有多少内存可用

• 同时在屏幕上显示多少图片？要先缓存多少图片用来显示到即将看到的屏幕上？

• 设备的屏幕尺寸和屏幕密度是多少？超高的屏幕密度(xhdpi 例如 Galaxy Nexus)
  设备显示一样的图片要比低屏幕密度(hdpi 例如 Nexus S)设备须要更多的内存。

• 图片的尺寸和格式决定了每一个图片须要占用多少内存

• 图片访问的频率如何？一些图片的访问频率要比其余图片高不少？若是是这样的话，您可能须要把这些常常访问的图片放到内存中。

• 在质量和数量上如何平衡？有些状况下保存大量的低质量的图片是很是有用的，当须要的状况下使用后台线程来加入一个高质量版本的图片。

这里没有万能配方能够适合全部的程序，您须要分析您的使用状况并在指定本身的缓存策略。使用过小的缓存并不能起到应有的效果，而使用太大的缓存会消耗更多
的内存从而有可能致使 java.lang.OutOfMemory 异常或者留下不多的内存供您的程序其余功能使用。

下面是一个使用 LruCache 缓存的示例:

[java] view plain copy print ?

1. private LruCache<string, bitmap=""> mMemoryCache; 
2.                                                                
3. @Override 
4. protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { 
5.     ... 
6.     // Get memory class of this device, exceeding this amount will throw an 
7.     // OutOfMemory exception. 
8.     final int memClass = ((ActivityManager) context.getSystemService( 
9.             Context.ACTIVITY_SERVICE)).getMemoryClass(); 
10.                                                                
11.     // Use 1/8th of the available memory for this memory cache. 
12.     final int cacheSize = 1024 * 1024 * memClass / 8; 
13.                                                                
14.     mMemoryCache = new LruCache<string, bitmap="">(cacheSize) { 
15.         @Override 
16.         protected int sizeOf(String key, Bitmap bitmap) { 
17.             // The cache size will be measured in bytes rather than number of items. 
18.             return bitmap.getByteCount(); 
19.         } 
20.     }; 
21.     ... 
22. } 
23.                                                                
24. public void addBitmapToMemoryCache(String key, Bitmap bitmap) { 
25.     if (getBitmapFromMemCache(key) == null) { 
26.         mMemoryCache.put(key, bitmap); 
27.     } 
28. } 
29.                                                                
30. public Bitmap getBitmapFromMemCache(String key) { 
31.     return mMemoryCache.get(key); 
32. } 

private LruCache<string, bitmap=""> mMemoryCache;
                                                              
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    ...
    // Get memory class of this device, exceeding this amount will throw an
    // OutOfMemory exception.
    final int memClass = ((ActivityManager) context.getSystemService(
            Context.ACTIVITY_SERVICE)).getMemoryClass();
                                                              
    // Use 1/8th of the available memory for this memory cache.
    final int cacheSize = 1024 * 1024 * memClass / 8;
                                                              
    mMemoryCache = new LruCache<string, bitmap="">(cacheSize) {
        @Override
        protected int sizeOf(String key, Bitmap bitmap) {
            // The cache size will be measured in bytes rather than number of items.
            return bitmap.getByteCount();
        }
    };
    ...
}
                                                              
public void addBitmapToMemoryCache(String key, Bitmap bitmap) {
    if (getBitmapFromMemCache(key) == null) {
        mMemoryCache.put(key, bitmap);
    }
}
                                                              
public Bitmap getBitmapFromMemCache(String key) {
    return mMemoryCache.get(key);
}

注意: 在这个示例中，该程序的1/8内存都用来作缓存用了。在一个normal/hdpi设备中，这至少有4MB(32/8)内存。
在一个分辨率为 800×480的设备中，满屏的GridView所有填充上图片将会使用差很少1.5MB(800*480*4 bytes)
的内存，因此这样差很少在内存中缓存了2.5页的图片。

当在 ImageView 中显示图片的时候，
先检查LruCache 中是否存在。若是存在就使用缓存后的图片，若是不存在就启动后台线程去载入图片并缓存：

[java] view plain copy print ?

1. public void loadBitmap(int resId, ImageView imageView) { 
2.     final String imageKey = String.valueOf(resId); 
3.                                                       
4.     final Bitmap bitmap = getBitmapFromMemCache(imageKey); 
5.     if (bitmap != null) { 
6.         mImageView.setImageBitmap(bitmap); 
7.     } else { 
8.         mImageView.setImageResource(R.drawable.image_placeholder); 
9.         BitmapWorkerTask task = new BitmapWorkerTask(mImageView); 
10.         task.execute(resId); 
11.     } 
12. } 

public void loadBitmap(int resId, ImageView imageView) {
    final String imageKey = String.valueOf(resId);
                                                     
    final Bitmap bitmap = getBitmapFromMemCache(imageKey);
    if (bitmap != null) {
        mImageView.setImageBitmap(bitmap);
    } else {
        mImageView.setImageResource(R.drawable.image_placeholder);
        BitmapWorkerTask task = new BitmapWorkerTask(mImageView);
        task.execute(resId);
    }
}

BitmapWorkerTask 须要把新的图片添加到缓存中:

[java] view plain copy print ?

1. class BitmapWorkerTask extends AsyncTask<integer, void,="" bitmap=""> { 
2.     ... 
3.     // Decode image in background. 
4.     @Override 
5.     protected Bitmap doInBackground(Integer... params) { 
6.         final Bitmap bitmap = decodeSampledBitmapFromResource( 
7.                 getResources(), params[0], 100, 100)); 
8.         addBitmapToMemoryCache(String.valueOf(params[0]), bitmap); 
9.         return bitmap; 
10.     } 
11.     ... 
12. } 

class BitmapWorkerTask extends AsyncTask<integer, void,="" bitmap=""> {
    ...
    // Decode image in background.
    @Override
    protected Bitmap doInBackground(Integer... params) {
        final Bitmap bitmap = decodeSampledBitmapFromResource(
                getResources(), params[0], 100, 100));
        addBitmapToMemoryCache(String.valueOf(params[0]), bitmap);
        return bitmap;
    }
    ...
}

使用磁盘缓存

在访问最近使用过的图片中，内存缓存速度很快，可是您没法肯定图片是否在缓存中存在。像
GridView 这种控件可能具备不少图片须要显示，很快图片数据就填满了缓存容量。
同时您的程序还可能被其余任务打断，好比打进的电话 — 当您的程序位于后台的时候，系统可能会清楚到这些图片缓存。一旦用户恢复使用您的程序，您还须要从新处理这些图片。

在这种状况下，可使用磁盘缓存来保存这些已经处理过的图片，当这些图片在内存缓存中不可用的时候，能够从磁盘缓存中加载从而省略了图片处理过程。
固然， 从磁盘载入图片要比从内存读取慢不少，而且应该在非UI线程中载入磁盘图片。

注意: 若是缓存的图片常常被使用的话，能够考虑使用
ContentProvider ，例如在图库程序中就是这样干滴。

在示例代码中有个简单的 DiskLruCache 实现。而后，在Android 4.0中包含了一个更加可靠和推荐使用的DiskLruCache(libcore/luni/src/main/java/libcore/io/DiskLruCache.java)
。您能够很容易的把这个实现移植到4.0以前的版本中使用(来 href="http://www.google.com/search?q=disklrucache">Google一下 看看其余人是否已经这样干了！)。

这里是一个更新版本的 DiskLruCache ：

[java] view plain copy print ?

1. private DiskLruCache mDiskCache; 
2. private static final int DISK_CACHE_SIZE = 1024 * 1024 * 10; // 10MB 
3. private static final String DISK_CACHE_SUBDIR = "thumbnails"; 
4.                                 
5. @Override 
6. protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { 
7.     ... 
8.     // Initialize memory cache 
9.     ... 
10.     File cacheDir = getCacheDir(this, DISK_CACHE_SUBDIR); 
11.     mDiskCache = DiskLruCache.openCache(this, cacheDir, DISK_CACHE_SIZE); 
12.     ... 
13. } 
14.                                 
15. class BitmapWorkerTask extends AsyncTask<integer, void,="" bitmap=""> { 
16.     ... 
17.     // Decode image in background. 
18.     @Override 
19.     protected Bitmap doInBackground(Integer... params) { 
20.         final String imageKey = String.valueOf(params[0]); 
21.                                 
22.         // Check disk cache in background thread 
23.         Bitmap bitmap = getBitmapFromDiskCache(imageKey); 
24.                                 
25.         if (bitmap == null) { // Not found in disk cache 
26.             // Process as normal 
27.             final Bitmap bitmap = decodeSampledBitmapFromResource( 
28.                     getResources(), params[0], 100, 100)); 
29.         } 
30.                                 
31.         // Add final bitmap to caches 
32.         addBitmapToCache(String.valueOf(imageKey, bitmap); 
33.                                 
34.         return bitmap; 
35.     } 
36.     ... 
37. } 
38.                                 
39. public void addBitmapToCache(String key, Bitmap bitmap) { 
40.     // Add to memory cache as before 
41.     if (getBitmapFromMemCache(key) == null) { 
42.         mMemoryCache.put(key, bitmap); 
43.     } 
44.                                 
45.     // Also add to disk cache 
46.     if (!mDiskCache.containsKey(key)) { 
47.         mDiskCache.put(key, bitmap); 
48.     } 
49. } 
50.                                 
51. public Bitmap getBitmapFromDiskCache(String key) { 
52.     return mDiskCache.get(key); 
53. } 
54.                                 
55. // Creates a unique subdirectory of the designated app cache directory. Tries to use external 
56. // but if not mounted, falls back on internal storage. 
57. public static File getCacheDir(Context context, String uniqueName) { 
58.     // Check if media is mounted or storage is built-in, if so, try and use external cache dir 
59.     // otherwise use internal cache dir 
60.     final String cachePath = Environment.getExternalStorageState() == Environment.MEDIA_MOUNTED 
61.             || !Environment.isExternalStorageRemovable() ? 
62.                     context.getExternalCacheDir().getPath() : context.getCacheDir().getPath(); 
63.                                 
64.     return new File(cachePath + File.separator + uniqueName); 
65. } 

private DiskLruCache mDiskCache;
private static final int DISK_CACHE_SIZE = 1024 * 1024 * 10; // 10MB
private static final String DISK_CACHE_SUBDIR = "thumbnails";
                               
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    ...
    // Initialize memory cache
    ...
    File cacheDir = getCacheDir(this, DISK_CACHE_SUBDIR);
    mDiskCache = DiskLruCache.openCache(this, cacheDir, DISK_CACHE_SIZE);
    ...
}
                               
class BitmapWorkerTask extends AsyncTask<integer, void,="" bitmap=""> {
    ...
    // Decode image in background.
    @Override
    protected Bitmap doInBackground(Integer... params) {
        final String imageKey = String.valueOf(params[0]);
                               
        // Check disk cache in background thread
        Bitmap bitmap = getBitmapFromDiskCache(imageKey);
                               
        if (bitmap == null) { // Not found in disk cache
            // Process as normal
            final Bitmap bitmap = decodeSampledBitmapFromResource(
                    getResources(), params[0], 100, 100));
        }
                               
        // Add final bitmap to caches
        addBitmapToCache(String.valueOf(imageKey, bitmap);
                               
        return bitmap;
    }
    ...
}
                               
public void addBitmapToCache(String key, Bitmap bitmap) {
    // Add to memory cache as before
    if (getBitmapFromMemCache(key) == null) {
        mMemoryCache.put(key, bitmap);
    }
                               
    // Also add to disk cache
    if (!mDiskCache.containsKey(key)) {
        mDiskCache.put(key, bitmap);
    }
}
                               
public Bitmap getBitmapFromDiskCache(String key) {
    return mDiskCache.get(key);
}
                               
// Creates a unique subdirectory of the designated app cache directory. Tries to use external
// but if not mounted, falls back on internal storage.
public static File getCacheDir(Context context, String uniqueName) {
    // Check if media is mounted or storage is built-in, if so, try and use external cache dir
    // otherwise use internal cache dir
    final String cachePath = Environment.getExternalStorageState() == Environment.MEDIA_MOUNTED
            || !Environment.isExternalStorageRemovable() ?
                    context.getExternalCacheDir().getPath() : context.getCacheDir().getPath();
                               
    return new File(cachePath + File.separator + uniqueName);
}

在UI线程中检测内存缓存，在后台线程中检测磁盘缓存。磁盘操做历来不该该在UI线程中实现。当图片处理完毕后，最终的结果会同时添加到
内存缓存和磁盘缓存中以便未来使用。

处理配置改变事件

运行时的配置变动 — 例如 屏幕方向改变 — 致使Android摧毁正在运行的Activity，而后使用
新的配置重新启动该Activity (详情，参考这里 Handling Runtime Changes)。
您须要注意避免在配置改变的时候致使从新处理全部的图片，从而提升用户体验。

幸运的是，您在 使用内存缓存 部分已经有一个很好的图片缓存了。该缓存能够经过
Fragment (Fragment会经过setRetainInstance(true)函数保存起来)来传递给新的Activity
当Activity从新启动 后，Fragment 被从新附加到Activity中，您能够经过该Fragment来获取缓存对象。

下面是一个在 Fragment中保存缓存的示例:

[java] view plain copy print ?

1. private LruCache<string, bitmap=""> mMemoryCache; 
2.                   
3. @Override 
4. protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { 
5.     ... 
6.     RetainFragment mRetainFragment = 
7.             RetainFragment.findOrCreateRetainFragment(getFragmentManager()); 
8.     mMemoryCache = RetainFragment.mRetainedCache; 
9.     if (mMemoryCache == null) { 
10.         mMemoryCache = new LruCache<string, bitmap="">(cacheSize) { 
11.             ... // Initialize cache here as usual 
12.         } 
13.         mRetainFragment.mRetainedCache = mMemoryCache; 
14.     } 
15.     ... 
16. } 
17.                   
18. class RetainFragment extends Fragment { 
19.     private static final String TAG = "RetainFragment"; 
20.     public LruCache<string, bitmap=""> mRetainedCache; 
21.                   
22.     public RetainFragment() {} 
23.                   
24.     public static RetainFragment findOrCreateRetainFragment(FragmentManager fm) { 
25.         RetainFragment fragment = (RetainFragment) fm.findFragmentByTag(TAG); 
26.         if (fragment == null) { 
27.             fragment = new RetainFragment(); 
28.         } 
29.         return fragment; 
30.     } 
31.                   
32.     @Override 
33.     public void onCreate(Bundle savedInstanceState) { 
34.         super.onCreate(savedInstanceState); 
35.         <strong>setRetainInstance(true);</strong> 
36.     } 
37. } 

private LruCache<string, bitmap=""> mMemoryCache;
                 
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    ...
    RetainFragment mRetainFragment =
            RetainFragment.findOrCreateRetainFragment(getFragmentManager());
    mMemoryCache = RetainFragment.mRetainedCache;
    if (mMemoryCache == null) {
        mMemoryCache = new LruCache<string, bitmap="">(cacheSize) {
            ... // Initialize cache here as usual
        }
        mRetainFragment.mRetainedCache = mMemoryCache;
    }
    ...
}
                 
class RetainFragment extends Fragment {
    private static final String TAG = "RetainFragment";
    public LruCache<string, bitmap=""> mRetainedCache;
                 
    public RetainFragment() {}
                 
    public static RetainFragment findOrCreateRetainFragment(FragmentManager fm) {
        RetainFragment fragment = (RetainFragment) fm.findFragmentByTag(TAG);
        if (fragment == null) {
            fragment = new RetainFragment();
        }
        return fragment;
    }
                 
    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        <strong>setRetainInstance(true);</strong>
    }
}

您能够尝试分别使用和不使用Fragment来旋转设备的屏幕方向来查看具体的图片载入状况。