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Bitmap面试基础知识

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Bitmap内存位置

加载Bitmap到内存里以后，是包含两部分内存区域的。简单的说，一部分是Java部分的，一部分是C部分的，也就是Native部分，但在各Android版本是有区别的。 Java部分的内存可以被GC垃圾回收器给主动回收掉，但是Native部分是不参与到虚拟机的回收过程的，因此此块无法主动释放，所以必须开发者手动去释放，这就需要调用到recycle()方法来释放内存。

bitmap.recycle()方法会先回收该Bitmap所占用的native内存，接着将bitmap置空，最后使用System.gc()调用一下系统的垃圾回收器进行回收，调用System.gc()并不能保证立即开始进行回收过程，而只是为了加快回收的到来。 但是我们平时开发中并不需要主动调用recycle()，这是涉及到两种方案，一种是在Object#finalize()方法里调用recycle，另一种是使用虚引用和引用队列来实现。

Bitmap面试基础知识

Android1.0~Android2.3

Bitmap的像素数据是分配在Native内存中的，bitmap对象在Dalvik堆中占用的数据是很小的，只有width、height、config和指向堆的引用，这样的结果是Native中bitmap内存无法被GC主动回收，因此在bitmap使用完以后，必须调用recycle释放掉Native的内存。

Android3.0~Android7.1

Bitmap的数据结构发生了改变，其中多了以下属性，用来存储像素数据

 private byte[] mBuffer;

至此像素数据就和bitmap对象一块儿都分配在堆中了，一块儿接受GC管理，只要bitmap置为null没有被强引用持有，GC就会把它回收掉，和普通对象同样。因此可以不主动调用recycle。

在Object#finalize()方法里调用recycle，来回收native层内存，从而实现主动回收

Android8.0+

Bitmap的像素数据又从新回到native分配了，Bitmap的mBuffer这个属性不见了，取而代之的是private final long mNativePtr，其指向的是native的内存地址。不过为了可以主动recycle，Bitmap引入了NativeAllocationRegistry这样一种辅助自动回收native内存的机制，依然不须要用户主动回收了，当bitmap的Java对象被回收后，NativeAllocationRegistry辅助回收这个对象所申请的native内存。

NativeAllocationRegistry利用虚引用感知Java对象被回收的时机，来回收native层内存，从而实现主动回收

回归Native的原因：

安卓的每一个APP都是运行在单独的虚拟机中的，系统同时会有多个APP同时运行，因此分给每一个虚拟机内存上限不会过高，通常也就几百M，虚拟机启动时内存上限就是定值，一旦达到内存上限就会OOM。可是安卓手机大多数状况下系统仍是有剩余内存可用的，而一个APP中占用内存最多的通常都是Bitmap，因此若是能把系统空余内存空间利用起来，就能大大增长当前APP的可用内存，而把bitmap的像素数据放到native就能解决这个问题，native能够直接使用整个linux系统的内存，不受当前APP所在虚拟机的内存上限控制，这样就能够持续使用内存，直到用完系统的空余内存。

Bitmap内存计算

Bitamp 所占内存大小 = 宽度像素 x 压缩比 x 高度像素 x 压缩比 x 一个像素所占的内存字节大小。

压缩比= （inTargetDensity / inDensity）

inDensity表示目标图片的dpi（放在哪个资源文件夹下），inTargetDensity表示目标屏幕的dpi，所以你可以发现inDensity和inTargetDensity会对Bitmap的宽高进行拉伸，进而改变Bitmap占用内存的大小。

一个像素所占的内存字节大小是变化的，由BitmapFactory.Options的inPreferredConfig决定，为Bitmap.Config类型，一般默认为：ARGB_8888，也就是4byte。

Bitmap两个获取内存占用大小的方法

  • getByteCount() ：API12 加入，代表存储 Bitmap 的像素需要的最少内存。
  • getAllocationByteCount() ：API19 加入，代表在内存中为 Bitmap 分配的内存大小，代替了 getByteCount() 方法。
  • 在不复用 Bitmap 时，getByteCount() 和 getAllocationByteCount 返回的结果是一样的。在通过复用 Bitmap 来解码图片时，那么 getByteCount() 表示新解码图片占用内存的大 小，getAllocationByteCount() 表示被复用 Bitmap 真实占用的内存大小

Bitmap内存优化

1、Bitmap压缩

  • 质量压缩可用于无法减少加载到内存的bitmap大小，但压缩转化后的 bytes.length 减少，适用于传输。上传大图前的处理。
  • 尺寸压缩可用于减少加载到内存的bitmap大小。可用于生成缩略图
  • 编码压缩
尺寸压缩

尺寸压缩会改变图片的尺寸，即压缩图片的宽度和高度的像素点，但是要注意，如果压缩比太大，也会由于像素点降低导致图片失真严重，最后图片有高清成了马赛克。

BitmapFactory.Options 参数inSampleSize的使用，先把options.inJustDecodeBounds设为true，只是去读取图片的大小，在拿到图片的大小之后和要显示的大小做比较通过calculateInSampleSize()函数计算inSampleSize的具体值，得到值之后。options.inJustDecodeBounds设为false读图片资源。

 public static Bitmap compressSample(String filePath) {
     int inSampleSize = 8;
     BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
     options.inJustDecodeBounds = false;
     options.inSampleSize = inSampleSize;
     Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile(filePath, options);
     return bitmap;
 }
质量压缩

Bitmap.compress(CompressFormat format, int quality, OutputStream stream)

第一个表示Bitmap被压缩成的图片格式；第二个表示压缩的质量控制。quality为80，表示压缩为原来80%的质量效果。但是PNG是无损格式，因此设置quality不生效。

 public static Bitmap compressQuality(Bitmap bitmap, int quality) {
     ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
     bitmap.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG, quality, baos);
     ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(baos.toByteArray());
     return BitmapFactory.decodeStream(bais, null, null);
 }
编码压缩

我们通常会使用RGB_565，因为ALPHA_8只有透明度，显示一般图片没有意义，Bitmap.Config.ARGB_4444显示图片不清楚，Bitmap.Config.ARGB_8888占用内存最多。

  • ALPHA_8 每个像素占用1byte内存
  • ARGB_4444 每个像素占用2byte内存
  • ARGB_8888 每个像素占用4byte内存（默认）
  • RGB_565 每个像素占用2byte内存

2、复用内存

当我们使用listview加载多张图片时，我们都知道，listview的Item有复用的特性，必然经常复用bitmap缓存，这时inBitmap的作用尤为重要。inBitmap是在BitmapFactory中的内部类Options的一个变量，简单而言，使用该变量可以复用旧的Bitmap的内存而不用重新分配以及销毁旧Bitmap

  • 4.4之前的版本inBitmap只能够重用相同大小的Bitmap内存区域。简单而言，被重用的Bitmap需要与新的Bitmap规格完全一致，否则不能重用。
  • 4.4之后的版本系统不再限制旧Bitmap与新Bitmap的大小，只要保证旧Bitmap的大小是大于等于新Bitmap大小即可。
  • 除上述规则之外，旧Bitmap必须是mutable的，这点也很好理解，如果一个Bitmap不支持修改，那么其内存自然也重用不了。

3、使用LruCache 和 DiskLruCache

LruCache将资源缓存在内存

DiskLruCache将资源缓存在外部存储磁盘上

Bitmap大图加载

如果要加载的单个图片非常巨大，并且还不允许压缩。

首先不压缩，按照原图尺寸加载，那么屏幕肯定是不够大的，并且考虑到内存的情况，不可能一次性整图加载到内存中，所以肯定是局部加载。其次，既然屏幕显示不完，那么最起码要添加一个上下左右拖动的手势，让用户可以拖动查看。

分块加载

bitmapRegionDecoder实现分块加载

 //获得宽高
 BitmapFactory.Options tmpOptions = new BitmapFactory.Options();
 tmpOptions.inJustDecodeBounds = true;
 BitmapFactory.decodeStream(inputStream, null, tmpOptions);
 int width = tmpOptions.outWidth;
 int height = tmpOptions.outHeight;
 ​
 //设置显示图片的中心区域
 BitmapRegionDecoder bitmapRegionDecoder = BitmapRegionDecoder.newInstance(inputStream, false);
 BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
 options.inPreferredConfig = Bitmap.Config.RGB_565;
 Bitmap bitmap = bitmapRegionDecoder.decodeRegion(new Rect(width / 2 - 100, height / 2 - 100, width / 2 + 100, height / 2 + 100), options);
 mImageView.setImageBitmap(bitmap);

拖动显示

自定义一个view，重写onTouchEvent，在里面根据用户移动的手势，去更新显示区域的参数。每次更新区域参数后，调用invalidate，onDraw里面去regionDecoder.decodeRegion拿到bitmap，去draw

转载自:https://juejin.cn/post/7003019712015630344
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