图片基础知识梳理(3) Bitmap&BitmapFactory 解析

1、概述

今天这篇文章咱们来了解一下两个类：

• Bitmap
• BitmapFactory

2、Bitmap

2.1 建立Bitmap

经过Bitmap的源码，咱们能够看到它内部提供了不少.createBitmap(xxx)的静态方法，咱们能够经过这些方法来得到一个Bitmap：

上述的方法最终能够分为如下三类：

• 经过一个已有的Bitmap建立
• 建立一个空的Bitmap
• 建立一个新的Bitmap，该Bitmap每一个像素点的颜色经过一个colors[]数组指定。

下面，咱们来看一下这三类方法对于Bitmap的生产过程：

第一类

public static Bitmap createBitmap(Bitmap source, int x, int y, int width, int height,
            Matrix m, boolean filter) {

        checkXYSign(x, y);
        checkWidthHeight(width, height);
        //新的bitmap范围不能大于原始的bitmap
        if (x + width > source.getWidth()) {
            throw new IllegalArgumentException("x + width must be <= bitmap.width()");
        }
        if (y + height > source.getHeight()) {
            throw new IllegalArgumentException("y + height must be <= bitmap.height()");
        }

        //若是知足下面这些条件，那么直接返回原始的bitmap
        if (!source.isMutable() && x == 0 && y == 0 && width == source.getWidth() &&
                height == source.getHeight() && (m == null || m.isIdentity())) {
            return source;
        }

        int neww = width;
        int newh = height;
        Canvas canvas = new Canvas();
        Bitmap bitmap;
        Paint paint;
        //生成bitmap对应区域
        Rect srcR = new Rect(x, y, x + width, y + height);
        //原始bitmap对应区域
        RectF dstR = new RectF(0, 0, width, height);

        Config newConfig = Config.ARGB_8888;
        //得到原始bitmap的config
        final Config config = source.getConfig();
        // GIF files generate null configs, assume ARGB_8888
        if (config != null) {
            switch (config) {
                case RGB_565:
                    newConfig = Config.RGB_565;
                    break;
                case ALPHA_8:
                    newConfig = Config.ALPHA_8;
                    break;
                //noinspection deprecation
                case ARGB_4444:
                case ARGB_8888:
                default:
                    newConfig = Config.ARGB_8888;
                    break;
            }
        }
        //若是不须要变换，那么建立一个空的bitmap.
        if (m == null || m.isIdentity()) {
            bitmap = createBitmap(neww, newh, newConfig, source.hasAlpha());
            paint = null;   // not needed
        } else {
            //根据Matrix，对原始的bitmap进行一些变换操做.
            final boolean transformed = !m.rectStaysRect();

            RectF deviceR = new RectF();
            m.mapRect(deviceR, dstR);

            neww = Math.round(deviceR.width());
            newh = Math.round(deviceR.height());

            bitmap = createBitmap(neww, newh, transformed ? Config.ARGB_8888 : newConfig,
                    transformed || source.hasAlpha());

            canvas.translate(-deviceR.left, -deviceR.top);
            canvas.concat(m);

            paint = new Paint();
            paint.setFilterBitmap(filter);
            if (transformed) {
                paint.setAntiAlias(true);
            }
        }
        //返回bitmap的这些属性和原始bitmap相同
        bitmap.mDensity = source.mDensity;
        bitmap.setHasAlpha(source.hasAlpha());
        bitmap.setPremultiplied(source.mRequestPremultiplied);

        //设置canvas对应的bitmap为返回的bitmap
        canvas.setBitmap(bitmap);

        //经过canvas把原始的bitmap绘制上去.
        canvas.drawBitmap(source, srcR, dstR, paint);

        //从新置为空.
        canvas.setBitmap(null);
        return bitmap;
    }
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• 方法做用：返回原始的Bitmap中一个不可改变的子集，返回的Bitmap有多是原始的Bitmap（原始的Bitmap不可改变，而且大小和请求的新的Bitmap大小和原来同样），也有多是复制出来的，它和原始的Bitmap的density相同。
• 参数说明：
• source：原始的Bitmap
• x, y：在原始的Bitmap中的起始坐标。
• width, height：返回的Bitmap的宽高，若是超过了原始Bitmap的范围，那么会抛出异常。
• m：Matrix类型，表示须要的变换
• filter：是否须要优化，只有当m不仅有平移操做时才去进行。

第二类

private static Bitmap createBitmap(DisplayMetrics display, int width, int height, Config config, boolean hasAlpha) {
        if (width <= 0 || height <= 0) {
            throw new IllegalArgumentException("width and height must be > 0");
        }
        Bitmap bm = nativeCreate(null, 0, width, width, height, config.nativeInt, true);
        if (display != null) {
            bm.mDensity = display.densityDpi;
        }
        bm.setHasAlpha(hasAlpha);
        if (config == Config.ARGB_8888 && !hasAlpha) {
            nativeErase(bm.mNativePtr, 0xff000000);
        }
        return bm;
    }
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• 方法做用：返回一个可变的bitmap，它的density由传入的DisplayMetrics指定。
• 参数说明：
• display：Bitmap将要被绘制的Display metrics
• width, height：bitmap的宽高
• config：配置信息，对应ARGB_8888那些。
• hasAlpha：若是bitmap的属性是ARGB_8888，那么这个标志为能够用来把bitmap标志为透明，它会把bitmap中的黑色像素转换为透明。

第三类

public static Bitmap createBitmap(DisplayMetrics display, int colors[],
            int offset, int stride, int width, int height, Config config) {

        checkWidthHeight(width, height);
        if (Math.abs(stride) < width) {
            throw new IllegalArgumentException("abs(stride) must be >= width");
        }
        int lastScanline = offset + (height - 1) * stride;
        int length = colors.length;
        if (offset < 0 || (offset + width > length) || lastScanline < 0 ||
                (lastScanline + width > length)) {
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException();
        }
        if (width <= 0 || height <= 0) {
            throw new IllegalArgumentException("width and height must be > 0");
        }
        Bitmap bm = nativeCreate(colors, offset, stride, width, height,
                            config.nativeInt, false);
        if (display != null) {
            bm.mDensity = display.densityDpi;
        }
        return bm;
    }
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• 方法做用：返回一个不可变的bitmap对象，它的长宽由width/height指定，每一个像素点的颜色经过colos[]数组获得，初始的density来自于DisplayMetrics。
• 方法参数：
• display：Bitmap将要被绘制的Display metrics
• colors：用来初始化像素点的颜色
• offset：第一个像素点的颜色在数组当中跳过的个数。
• stride：两行之间须要跳过的颜色个数。
• width/height：宽高。
• config：对应ARGB_8888那些。

2.2 压缩bitmap

public boolean compress(CompressFormat format, int quality, OutputStream stream) {
        checkRecycled("Can't compress a recycled bitmap");
        // do explicit check before calling the native method
        if (stream == null) {
            throw new NullPointerException();
        }
        if (quality < 0 || quality > 100) {
            throw new IllegalArgumentException("quality must be 0..100");
        }
        Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_RESOURCES, "Bitmap.compress");
        boolean result = nativeCompress(mNativePtr, format.nativeInt,
                quality, stream, new byte[WORKING_COMPRESS_STORAGE]);
        Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_RESOURCES);
        return result;
    }
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• 方法做用：把当前这个bitmap的压缩版本写入到某个输出流当中，若是返回true，那么这个bitmap能够被BitmapFactory.decodeStream()恢复。须要注意的是，并非全部的bitmap都支持全部的格式，所以，经过BitmapFactory恢复回来的bitmap有可能和原来不一样。
• 方法参数：
• CompressFormat是一个枚举类型，它的值有JPEG/PNG/WEBP
• quality对应0-100
• stream则是压缩后结果的输出流。

2.3 回收bitmap

public void recycle() {
        if (!mRecycled && mNativePtr != 0) {
            if (nativeRecycle(mNativePtr)) {
                // return value indicates whether native pixel object was actually recycled.
                // false indicates that it is still in use at the native level and these
                // objects should not be collected now. They will be collected later when the
                // Bitmap itself is collected.
                mBuffer = null;
                mNinePatchChunk = null;
            }
            mRecycled = true;
        }
    }
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recycle方法主要作几件事：

• 释放和这个bitmap关联的native对象
• 清除像素数据mBuffer的引用，可是这一过程不是同步的，它只是将引用置为空，等待垃圾回收器将它回收。
• 在调用这个方法以后，mRecycled标志位就为true，以后若是再调用bitmap的方法，那么颇有可能发生异常。
• 通常状况下，咱们不须要手动调用这个方法，由于当这个bitmap不被引用时，垃圾回收器就会自动回收它所占用的内存。

2.4 获取Bitmap所占内存

• getAllocationByteCount() 返回存储这个bitmap对象所须要的内存，当咱们对bitmap所占内存区域进行复用的时候，这个函数的返回结果可能要大于getByteCount的值，不然，它和getByteCount的值是相同的。 这个值，在bitmap整个生命周期以内都不会改变。

public final int getAllocationByteCount() {
        if (mBuffer == null) {
            return getByteCount();
        }
        return mBuffer.length;
    }
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• getByteCount 表示存储bitmap像素所须要的最小字节，自从4.4以后，这个就不能用来肯定bitmap占用的内存了，须要用getAllocationByteCount。

public final int getByteCount() {
        // int result permits bitmaps up to 46,340 x 46,340
        return getRowBytes() * getHeight();
    }
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2.5 获取缩放后大小

咱们能够经过上面这六个方法得到缩放后的宽高，它们的原理就是传入一个目标的 density，而后和当前 bitmap的 density进行比较，而后算出一个缩放的倍数，在和原来的大小相乘。目标 density的来源有如下三个：

• 直接传入
• Canvas的density
• DisplayMetrics的density

计算的规则为：

static public int scaleFromDensity(int size, int sdensity, int tdensity) {
        if (sdensity == DENSITY_NONE || tdensity == DENSITY_NONE || sdensity == tdensity) {
            return size;
        }

        // Scale by tdensity / sdensity, rounding up.
        return ((size * tdensity) + (sdensity >> 1)) / sdensity;
    }
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3、BitmapFactory

BitmapFactory用来从多种不一样的来源得到Bitmap：

• 文件、文件描述符
• 资源文件Resource
• byte[]数组
• 输入流InputStream

3.1 BitmapFactory.Options类

• Bitmap inBitmap 若是给Options设置了这个Bitmap，那么在经过这个Options解码的时候，解码方法返回的bitmap会尝试复用这个Options中的bitmap，若是不能复用，那么解码方法会返回null，并抛出异常，它要求复用的bitmap是可变的。 在4.4之后，只要求新申请的bitmap的getByteCount()小于等于Options中的bitmap的getAllocationByteCount()就能够。 在4.4之前，格式必须是jpeg/png，而且要求两个bitmap相同而且inSampleSize为1。
• boolean inJustDecodeBounds 若是设为true，那么解码方法的返回值null，可是它会设置outXXX的值，这样调用者就能够在不用解码整张图片的前提下查询到这个bitmap的长宽。
• int inSampleSize 对原来的图片进行采样，若是inSampleSize为4，那么图片的长宽会缩短为原来的1/4，这样就能够减小bitmap占用的内存。
• Bitmap.Config inPreferredConfig 图片解码的格式要求。
• 缩放相关的标志：inScaled、inDensity、inTargetDensity、inScreenDensity 首先，只有在inScaled为true的时候，缩放的机制才会生效，这个值默认是true的。
• inDensity 咱们先讨论一下inDensity，当咱们没有给density赋值的时候，系统会给咱们初始化它：

//若是没有设置density
        if (opts.inDensity == 0 && value != null) {
            final int density = value.density; //这里的TypeValue会根据存放文件夹的不一样而不一样.
            if (density == TypedValue.DENSITY_DEFAULT) {
                opts.inDensity = DisplayMetrics.DENSITY_DEFAULT; //若是density为0，那么把density设置为160.
            } else if (density != TypedValue.DENSITY_NONE) {
                opts.inDensity = density; //不然，设置为value中的density.
            }
        }
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• inTargetDensity 再来看一下inTargetDensity，它获得的就是屏幕的density.

if (opts.inTargetDensity == 0 && res != null) {
            opts.inTargetDensity = res.getDisplayMetrics().densityDpi;
        }
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• inScreenDensity 最后inScreenDensity没有被赋予默认值，也就是说它为0，若是咱们指望图片不要被缩放，那么就要给它设置为手机的density。

这三者的关系是：当inDensity不为0而且inTargetDensity不为0，inDensity和inScreenDensity不相等时，会对图片进行缩放，缩放倍数为inTargetDensity/inDensity。

这样说可能比较抽象，咱们举一个实际的例子，假如咱们的手机的density是320dpi的，那么inTargetDensity就等于320，这时候咱们把某张图片资源放在了drawable-xxxhpi下，那么inDensity的值就为640，咱们没有设置inScreenDensity，那么它的默认值是0，这时候知足：

inDensity != 0 && inTargetDensity != 0 && inDensity != inScreenDensity
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图片就会进行缩放，缩放的倍数就为320/640，也就是说最终获得的bitmap的长宽是原来的一半。

• outXXX 这个返回的结果和inJustDecodeBounds有关，若是inJustDecodeBounds为true，那么返回的是没有通过缩放的大小，若是为false，那么就是缩放后的大小。

3.2 获取bitmap方法

下面是BitmapFactory提供的方法：

全部的获取 bitmap最终都是调用了一下四个方法 Native方法其中之一，能够看到它能够从这些来源读取：

• file
• byte[]
• InputStream

其中有个须要注意的是Rect，这是一个传入的值，在读取资源完毕后，它会写入读取资源的padding，若是没有那么为[-1, -1, -1,- 1]，而若是返回的bitmap为空，那么传入的值不会改变。

4、Bitmap的转换方法

public class BitmapConvertUtils {

    public static Bitmap fromResourceIdAutoScale(Resources resources, int resourceId, BitmapFactory.Options options) {
        return BitmapFactory.decodeResource(resources, resourceId, options);
    }

    public static Bitmap fromResourceIdNotScale(Resources resources, int resourceId, Rect rect, BitmapFactory.Options options) {
        InputStream resourceStream = null;
        Bitmap bitmap = null;
        try {
            resourceStream = resources.openRawResource(resourceId);
            bitmap = BitmapFactory.decodeStream(resourceStream, rect, options);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                if (resourceStream != null) {
                    resourceStream.close();
                }
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return bitmap;
    }

    public static Bitmap fromAssert(Context context, String assertFilePath, Rect rect, BitmapFactory.Options options) {
        Bitmap bitmap = null;
        InputStream assertStream = null;
        AssetManager assetManager = context.getAssets();
        try {
            assertStream = assetManager.open(assertFilePath);
            bitmap = BitmapFactory.decodeStream(assertStream, rect, options);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                if (assertStream != null) {
                    assertStream.close();
                }
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
        return bitmap;
    }

    public static Bitmap fromByteArray(byte[] byteArray, int offset, int length, BitmapFactory.Options options) {
        return BitmapFactory.decodeByteArray(byteArray, offset, length, options);
    }

    public static Bitmap fromFile(String filePath, BitmapFactory.Options options) {
        return BitmapFactory.decodeFile(filePath, options);
    }

    public static Bitmap fromDrawable(Drawable drawable) {
        int width = drawable.getIntrinsicWidth();
        int height = drawable.getIntrinsicHeight();
        Bitmap bitmap = Bitmap.createBitmap(width, height, drawable.getOpacity() != PixelFormat.OPAQUE ? Bitmap.Config.ARGB_8888 : Bitmap.Config.RGB_565);
        if (bitmap != null) {
            Canvas canvas = new Canvas(bitmap);
            drawable.setBounds(0, 0, width, height);
            drawable.draw(canvas);
            return bitmap;
        }
        return null;
    }

    public static Bitmap fromView(View view) {
        view.clearFocus();
        view.setPressed(false);
        boolean willNotCache = view.willNotCacheDrawing();
        view.setWillNotCacheDrawing(false);
        int color = view.getDrawingCacheBackgroundColor();
        view.setDrawingCacheBackgroundColor(color);
        if (color != 0) {
            view.destroyDrawingCache();
        }
        view.buildDrawingCache();
        Bitmap cacheBitmap = view.getDrawingCache();
        if (cacheBitmap == null) {
            return null;
        }
        Bitmap bitmap = Bitmap.createBitmap(cacheBitmap);
        view.destroyDrawingCache();
        view.setWillNotCacheDrawing(willNotCache);
        view.setDrawingCacheBackgroundColor(color);
        return bitmap;
    }

    public static Bitmap fromInputStream(InputStream inputStream) {
        return BitmapFactory.decodeStream(inputStream);
    }

    public static byte[] toByteArray(Bitmap bitmap, Bitmap.CompressFormat format, int quality) {
        byte[] bytes = null;
        ByteArrayOutputStream outputStream = new ByteArrayOutputStream();
        bitmap.compress(format, quality, outputStream);
        bytes = outputStream.toByteArray();
        try {
            outputStream.close();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return bytes;
    }

    public static Drawable toDrawable(Resources resources, Bitmap bitmap) {
        return new BitmapDrawable(resources, bitmap);
    }

    public static void toFile(Bitmap bitmap, Bitmap.CompressFormat format, int quality, String path) {
        FileOutputStream fileOutputStream = null;
        try {
            fileOutputStream = new FileOutputStream(path);
            bitmap.compress(format, quality, fileOutputStream);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                if (fileOutputStream != null) {
                    fileOutputStream.close();
                }
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    
}
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