Android Bitmap 使用

时间 2019-11-05

标签 android bitmap 使用栏目 Android 繁體版

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在平常开发中，能够说和Bitmap低头不见抬头见，基本上每一个应用都会直接或间接的用到，而这里面又涉及到大量的相关知识。因此这里把Bitmap的经常使用知识作个梳理，限于经验和能力，不作太深刻的分析。java

Bitmap内存模型

在Android 2.2（API8）以前，当GC工做时，应用的线程会暂停工做，同步的GC会影响性能。而Android2.3以后，GC变成了并发的，意味着Bitmap没有引用的时候其占有的内存会很快被回收。
在Android 2.3.3（API10）以前，Bitmap的像素数据存放在Native内存，而Bitmap对象自己则存放在Dalvik Heap中。Native内存中的像素数据并不会以可预测的方式进行同步回收，有可能会致使内存升高甚至OOM。而在Android3.0以后，Bitmap的像素数据也被放在了Dalvik Heap中。

Bitmap内存占用

手动计算

计算Bitmap内存占用分为两种状况：web

使用BitmapFactory.decodeResource()加载本地资源文件的方式算法

不管是使用decodeResource(Resources res, int id)仍是使用decodeResource(Resources res, int id, BitmapFactory.Options opts)其内存占用的计算方式都是： width * height * inTargetDensity / inDensity * inTargetDensity / inDensity * 一个像素所占的内存。canvas
使用BitmapFactory.decodeResource()之外的方式,计算方式是： width * height *一个像素所占的内存。数组

所用参数解释一下：bash

width：图片的原始像素宽度。

height:图片的原始像素高度。

inTargetDensity:目标设备的屏幕密度，例如一台手机的屏幕密度是640dp,那么inTargetDensity的值就是640dp。

inDensity:这个值跟这张图片的放置的目录有关（好比 hdpi 是240，xxhdpi 是480）。

一个像素所占的内存:使用Bitmap.Config来描述一个像素所占用的内存，Bitmap.Config有四个取值,分别是：

ARGB_8888: 每一个像素4字节,每一个通道8位，四通道共32位，图片质量是最高的，可是占用的内存也是最大的，是 默认设置。

RGB_565:共16位，2字节，只存储RGB值,图片失真小，没有透明度，可用于不须要透明度是图片。

Alpha_8: 只有A通道，没有颜色值，即只保存透明度，共8位，1字节，可用于设置遮盖效果。

ARGB_4444: ，每一个通道均占用4位，共16位，2字节，严重失真，基本不使用。

Android API 的方法

getByteCount()

getByteCount()方法是在API12加入的，表明存储Bitmap的色素须要的最少内存。API19开始getAllocationByteCount()方法代替了getByteCount()。并发

getAllocationByteCount()

API19以后，Bitmap加了一个Api：getAllocationByteCount()；表明在内存中为Bitmap分配的内存大小。函数

public final int getAllocationByteCount() {
        if (mBuffer == null) {
            //mBuffer表明存储Bitmap像素数据的字节数组。
            return getByteCount();
        }
        return mBuffer.length;
    }
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getByteCount()与getAllocationByteCount()的区别

通常状况下二者是相等的；
经过复用Bitmap来解码图片，若是被复用的Bitmap的内存比待分配内存的Bitmap大,那么getByteCount()表示新解码图片占用内存的大小（并不是实际内存大小,实际大小是复用的那个Bitmap的大小），getAllocationByteCount()表示被复用Bitmap真实占用的内存大小（即mBuffer的长度）。

Bitmap的建立

一般咱们能够利用Bitmap的静态方法createBitmap()和BitmapFactory的decode系列静态方法建立Bitmap对象。post

Bitmap.createBitmap

主要用于图片的操做,例如图片的缩放，裁剪等。性能

BitmapFactory

注意：decodeFile 和 decodeResource 其实最终都会调用 decodeStream 方法来解析Bitmap 。有一个特别有意思的事情是，在 decodeResource 调用 decodeStream 以前还会调用 decodeResourceStream 这个方法,这个方法主要对 Options进行处理，在获得opts.inDensity的属性前提下，若是没有对该属性的设定值，那么opts.inDensity = DisplayMetrics.DENSITY_DEFAULT;这个值默认为标准dpi的基值：160。若是没有设定opts.inTargetDensity的值时，opts.inTargetDensity = res.getDisplayMetrics().densityDpi; 该值为当前设备的 densityDpi，这个值是根据你放置在 drawable 下的文件不一样而不一样的。因此说 decodeResourceStream 这个方法主要对 opts.inDensity 和 opts.inTargetDensity进行赋值。

尽可能不要使用setImageBitmap或setImageResource或BitmapFactory.decodeResource来设置一张大图，由于这些函数在完成decode后，最终都是经过java层的createBitmap来完成的，须要消耗更多内存，能够经过BitmapFactory.decodeStream方法，建立出一个bitmap，再将其设为ImageView的 source。

Resource资源加载的方式至关的耗费内存，建议采用经过InputStream ins = resources.openRawResource(resourcesId);而后使用decodeStream代替decodeResource获取Bitmap。这么作的好处是：

BitmapFactory.decodeResource 加载的图片可能会通过缩放，该缩放目前是放在 java 层作的，效率比较低，并且须要消耗 java 层的内存。所以，若是大量使用该接口加载图片，容易致使OOM错误。
BitmapFactory.decodeStream 不会对所加载的图片进行缩放，相比之下占用内存少，效率更高。

这两个接口各有用处，若是对性能要求较高，则应该使用 decodeStream；若是对性能要求不高，且须要 Android 自带的图片自适应缩放功能，则可使用 decodeResource。

Bitmap 于 drawable 的相互转换

Bitmap 转 drawable

Drawable newBitmapDrawable = new BitmapDrawable(bitmap);
还能够从BitmapDrawable中获取Bitmap对象
Bitmap bitmap = new BitmapDrawable.getBitmap();
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drawable 转 Bitmap

BitmapFactory 中的 decodeResource 方法

Resources res = getResources();
Bitmap    bmp = BitmapFactory.decodeResource(res, R.drawable.ic_drawable);
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将 Drable 对象先转化成 BitmapDrawable ，而后调用 getBitmap 方法获取

Resource res      = gerResource();
Drawable drawable = res.getDrawable(R.drawable.ic_drawable);//获取drawable
BitmapDrawable bd = (BitmapDrawable) drawable;
Bitmap bm         = bd.getBitmap();
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根据已有的Drawable建立一个新的Bitmap

public static Bitmap drawableToBitmap(Drawable drawable) {

    int w = drawable.getIntrinsicWidth();
    int h = drawable.getIntrinsicHeight();
    System.out.println("Drawable转Bitmap");
    Bitmap.Config config =
            drawable.getOpacity() != PixelFormat.OPAQUE ? Bitmap.Config.ARGB_8888
                    : Bitmap.Config.RGB_565;
                    
    Bitmap bitmap = Bitmap.createBitmap(w, h, config);
    
    //注意，下面三行代码要用到，不然在View或者SurfaceView里的canvas.drawBitmap会看不到图
    Canvas canvas = new Canvas(bitmap);
    drawable.setBounds(0, 0, w, h);
    drawable.draw(canvas);

    return bitmap;
}
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BitmapFactory.Options的属性解析

inJustDecodeBounds：若是这个值为 true ，那么在解码的时候将不会返回 Bitmap ，只会返回这个 Bitmap 的尺寸。这个属性的目的是，若是你只想知道一个 Bitmap 的尺寸，但又不想将其加载到内存中时，是一个很是好用的属性。
outWidth和outHeight：表示这个 Bitmap 的宽和高，通常和 inJustDecodeBounds 一块儿使用来得到 Bitmap的宽高，可是不加载到内存。
inSampleSize：压缩图片时采样率的值，若是这个值大于1，那么就会按照比例（1 / inSampleSize）来缩小 Bitmap 的宽和高。若是这个值为 2，那么 Bitmap 的宽为原来的1/2，高为原来的1/2，那么这个 Bitmap 是所占内存像素值会缩小为原来的 1/4。
inDensity：表示这个 Bitmap 的像素密度，对应的是 DisplayMetrics 中的 densityDpi，不是 density。（若是不明白它俩之间的异同，能够看个人 Android 屏幕各类参数的介绍和学习）
inTargetDensity：表示要被新 Bitmap 的目标像素密度，对应的是 DisplayMetrics 中的 densityDpi。
inScreenDensity：表示实际设备的像素密度，对应的是 DisplayMetrics 中的 densityDpi。
inPreferredConfig：这个值是设置色彩模式，默认值是 ARGB_8888,这个模式下，一个像素点占用 4Byte 。RGB_565 占用 2Byte，ARGB_4444 占用 4Byte（以废弃）。
inPremultiplied：这个值和透明度通道有关，默认值是 true，若是设置为 true，则返回的 Bitmap 的颜色通道上会预先附加上透明度通道。
inScaled：设置这个Bitmap 是否能够被缩放，默认值是 true，表示能够被缩放。
inMutable：若为true，则返回的Bitmap是可变的，能够做为Canvas的底层Bitmap使用。若为false，则返回的Bitmap是不可变的，只能进行读操做。若是要修改Bitmap，那就必须返回可变的bitmap，例如:修改某个像素的颜色值(setPixel)
inBitmap：这个参数用来实现 Bitmap 内存的复用，但复用存在一些限制，具体体如今：在 Android 4.4 以前只能重用相同大小的 Bitmap 的内存，而 Android 4.4 及之后版本则只要后来的 Bitmap 比以前的小便可。使用 inBitmap 参数前，每建立一个 Bitmap 对象都会分配一块内存供其使用，而使用了 inBitmap 参数后，多个 Bitmap 能够复用一块内存，这样能够提升性能。

Bitmap如何复用

使用inBitmap可以大大提升内存的利用效率，可是它也有几个限制条件：

Bitmap复用首选须要其 mIsMutable 属性为 true , mIsMutable 的表面意思为：易变的

在Bitmap中的意思为: 控制bitmap的setPixel方法可否使用，也就是外界可否修改bitmap的像素。mIsMutable 属性为 true 那么就能够修改Bitmap的像素数据，这样也就能够实现Bitmap对象的复用了。
在SDK 11 -> 18之间，重用的bitmap大小必须是一致的，例如给inBitmap赋值的图片大小为100-100，那么新申请的bitmap必须也为100-100才可以被重用。
被复用的Bitmap必须是Mutable,即inMutable的值为true。违反此限制，不会抛出异常，且会返回新申请内存的Bitmap。
从SDK 19开始，新申请的bitmap大小必须小于或者等于已经赋值过的bitmap大小。违反此限制，将会致使复用失败，抛出异常IllegalArgumentException(Problem decoding into existing bitmap）
新申请的bitmap与旧的bitmap必须有相同的解码格式，例如你们都是8888的，若是前面的bitmap是8888，那么就不能支持4444与565格式的bitmap了，不过能够经过建立一个包含多种典型可重用bitmap的对象池，这样后续的bitmap建立都可以找到合适的“模板”去进行重用。

Bitmap如何压缩

质量压缩

质量压缩不会改变图片的像素点，即咱们使用完质量压缩后，在转换Bitmap时占用内存依旧不会减少。可是能够减小咱们存储在本地文件的大小，即放到 disk上的大小。

/**
     * 质量压缩方法,并不能减少加载到内存时所占用内存的空间，应该是减少的所占用磁盘的空间
     * @param image
     * @param compressFormat
     * @return
     */
    public static Bitmap compressbyQuality(Bitmap image, Bitmap.CompressFormat compressFormat) {

        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
        //质量压缩方法，这里100表示不压缩，把压缩后的数据存放到baos中
        image.compress(compressFormat, 100, baos);
        int quality = 100;

        //循环判断若是压缩后图片是否大于100kb,大于继续压缩
        while ( baos.toByteArray().length / 1024 > 100) { 
            baos.reset();//重置baos即清空baos
            if(quality > 10){
                quality -= 20;//每次都减小20
            }else {
                break;
            }
            
            //这里压缩options%，把压缩后的数据存放到baos中
            image.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG,quality,baos);
        }
        
        //把压缩后的数据baos存放到ByteArrayInputStream中
        ByteArrayInputStream isBm = new ByteArrayInputStream(baos.toByteArray());

        BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
        options.inPreferredConfig = Bitmap.Config.RGB_565;
        
        //把ByteArrayInputStream数据生成图片
        Bitmap bmp = BitmapFactory.decodeStream(isBm, null, options);

        return bmp;
    }
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采样压缩

这个方法主要用在图片资源自己较大，或者适当地采样并不会影响视觉效果的条件下，这时候咱们输出的目标可能相对的较小，对图片的大小和分辨率都减少。

压缩格式 CompressFormat

Bitmap.CompressFormat.JPEG
- 一种有损压缩（JPEG2000既能够有损也能够无损），".jpg"或者".jpeg";
- 优势：采用了直接色，有丰富的色彩，适合存储照片和生动图像效果；缺点：有损，不适合用来存储logo、线框类图
Bitmap.CompressFormat.PNG
- 一种无损压缩，".png";
- PNG 格式是无损的，它没法再进行质量压缩，quality 这个参数就没有做用了，会被忽略，因此最后图片保存成的文件大小不会有变化；
- 优势：支持透明、无损，主要用于小图标，透明背景等；
- 缺点：若色彩复杂，则图片生成后文件很大；
Bitmap.CompressFormat.WEBP
- 以WebP算法进行压缩；
- Google开发的新的图片格式，同时支持无损和有损压缩，使用直接色。
- 无损压缩，相同质量的webp比PNG小大约26%；
- 有损压缩，相同质量的webp比JPEG小25%-34% 支持动图，基本取代gif
- 缺点：解压速度慢

**
     * 采样率压缩,这个和矩阵来实现缩放有点相似，可是有一个原则是“大图小用用采样，小图大用用矩阵”。
     * 也能够先用采样来压缩图片，这样内存小了，但是图的尺寸也小。若是要是用 Canvas 来绘制这张图时，再用矩阵放大
     * @param image
     * @param compressFormat
     * @param requestWidth 要求的宽度
     * @param requestHeight 要求的长度
     * @return
     */
    public static Bitmap compressbySample(Bitmap image, Bitmap.CompressFormat compressFormat, int requestWidth, int requestHeight){
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
        
        //质量压缩方法，这里100表示不压缩，把压缩后的数据存放到baos中
        image.compress(compressFormat,100,baos);
        
        //把压缩后的数据baos存放到ByteArrayInputStream中
        ByteArrayInputStream isBm = new ByteArrayInputStream(baos.toByteArray());

        BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
        options.inPreferredConfig = Bitmap.Config.RGB_565;
        options.inPurgeable = true;
        
        //只读取图片的头信息，不去解析真是的位图
        options.inJustDecodeBounds = true;
        BitmapFactory.decodeStream(isBm,null,options);
        options.inSampleSize = calculateInSampleSize(options,requestWidth,requestHeight);
        
        //-------------inBitmap------------------
        options.inMutable = true;
        try{
            Bitmap inBitmap = Bitmap.createBitmap(options.outWidth, options.outHeight, Bitmap.Config.RGB_565);
            if (inBitmap != null && canUseForInBitmap(inBitmap, options)) {
                options.inBitmap = inBitmap;
            }
        }catch (OutOfMemoryError e){
            options.inBitmap = null;
            System.gc();
        }

        //---------------------------------------

        options.inJustDecodeBounds = false;//真正的解析位图
        
        isBm.reset();
        Bitmap compressBitmap;
        try{
            compressBitmap =  BitmapFactory.decodeStream(isBm, null, options);//把ByteArrayInputStream数据生成图片
        }catch (OutOfMemoryError e){
            compressBitmap = null;
            System.gc();
        }

        return compressBitmap;
    }

    /**
     * 采样压缩比例
     * @param options
     * @param reqWidth 要求的宽度
     * @param reqHeight 要求的长度
     * @return
     */
    private static int calculateInSampleSize(BitmapFactory.Options options, int reqWidth, int reqHeight) {

        int originalWidth = options.outWidth;
        int originalHeight = options.outHeight;
        
        int inSampleSize = 1;

        if (originalHeight > reqHeight || originalWidth > reqHeight){
            // 计算出实际宽高和目标宽高的比率
            final int heightRatio = Math.round((float) originalHeight / (float) reqHeight);
            final int widthRatio = Math.round((float) originalWidth / (float) reqWidth);
            // 选择宽和高中最小的比率做为inSampleSize的值，这样能够保证最终图片的宽和高
            // 必定都会大于等于目标的宽和高。
            inSampleSize = heightRatio < widthRatio ? heightRatio : widthRatio;

        }
        return inSampleSize;
    }
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使用矩阵

前面咱们采用了采样压缩，Bitmap 所占用的内存是小了，但是图的尺寸也小了。当咱们须要尺寸较大时该怎么办？咱们要用用 Canvas 绘制怎么办？固然能够用矩阵（Matrix）

/**
     * 矩阵缩放图片
     * @param sourceBitmap
     * @param width 要缩放到的宽度
     * @param height 要缩放到的长度
     * @return
     */
    private Bitmap getScaleBitmap(Bitmap sourceBitmap,float width,float height){
        Bitmap scaleBitmap;
        //定义矩阵对象
        Matrix matrix = new Matrix();
        float scale_x = width/sourceBitmap.getWidth();
        float scale_y = height/sourceBitmap.getHeight();
        matrix.postScale(scale_x,scale_y);

        try {
            scaleBitmap = Bitmap.createBitmap(sourceBitmap,0,0,sourceBitmap.getWidth(),sourceBitmap.getHeight(),matrix,true);
        }catch (OutOfMemoryError e){
            scaleBitmap = null;
            System.gc();
        }
        return scaleBitmap;
    }
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