管理Bitmap的内存使用
- 管理Android 2.3.3及以下版本的内存使用
- 管理Android 3.0及其以上版本的内存
  - 保存Bitmap供以后使用
  - 使用已经存在的Bitmap

管理Bitmap的内存使用

编写:kesenhoo - 原文:<http://developer.android.com/training/displaying-bitmaps/manage-memory.html>

这节课将作为缓存Bitmaps课程的进一步延伸。为了优化垃圾回收机制与Bitmap的重用，我们还有一些特定的事情可以做。同时根据Android的不同版本，推荐的策略会有所差异。DisplayingBitmaps的示例程序会演示如何设计我们的程序，使得它能够在不同的Android平台上高效地运行.

为了给这节课奠定基础，我们首先要知道Android管理Bitmap内存使用的演变进程:

在Android 2.2 (API level 8)以及之前，当垃圾回收发生时，应用的线程是会被暂停的，这会导致一个延迟滞后，并降低系统效率。 从Android 2.3开始，添加了并发垃圾回收的机制，这意味着在一个Bitmap不再被引用之后，它所占用的内存会被立即回收。
在Android 2.3.3 (API level 10)以及之前, 一个Bitmap的像素级数据（pixel data）是存放在Native内存空间中的。这些数据与Bitmap本身是隔离的，Bitmap本身被存放在Dalvik堆中。我们无法预测在Native内存中的像素级数据何时会被释放，这意味着程序容易超过它的内存限制并且崩溃。 自Android 3.0 (API Level 11)开始，像素级数据则是与Bitmap本身一起存放在Dalvik堆中。

下面会介绍如何在不同的Android版本上优化Bitmap内存使用。

管理Android 2.3.3及以下版本的内存使用

在Android 2.3.3 (API level 10) 以及更低版本上，推荐使用recycle()方法。如果在应用中显示了大量的Bitmap数据，我们很可能会遇到OutOfMemoryError的错误。 recycle()方法可以使得程序更快的释放内存。

Caution：只有当我们确定这个Bitmap不再需要用到的时候才应该使用recycle()。在执行recycle()方法之后，如果尝试绘制这个Bitmap，我们将得到"Canvas: trying to use a recycled bitmap"的错误提示。

下面的代码片段演示了使用recycle()的例子。它使用了引用计数的方法（mDisplayRefCount 与 mCacheRefCount）来追踪一个Bitmap目前是否有被显示或者是在缓存中。并且在下面列举的条件满足时，回收Bitmap：

mDisplayRefCount 与 mCacheRefCount 的引用计数均为 0；
bitmap不为null, 并且它还没有被回收。

1. private int mCacheRefCount = 0;
2. private int mDisplayRefCount = 0;
3. ...
4. // Notify the drawable that the displayed state has changed.
5. // Keep a count to determine when the drawable is no longer displayed.
6. public void setIsDisplayed(boolean isDisplayed) {
7. synchronized (this) {
8. if (isDisplayed) {
9. mDisplayRefCount++;
10. mHasBeenDisplayed = true;
11. } else {
12. mDisplayRefCount--;
13. }
14. }
15. // Check to see if recycle() can be called.
16. checkState();
17. }

19. // Notify the drawable that the cache state has changed.
20. // Keep a count to determine when the drawable is no longer being cached.
21. public void setIsCached(boolean isCached) {
22. synchronized (this) {
23. if (isCached) {
24. mCacheRefCount++;
25. } else {
26. mCacheRefCount--;
27. }
28. }
29. // Check to see if recycle() can be called.
30. checkState();
31. }

33. private synchronized void checkState() {
34. // If the drawable cache and display ref counts = 0, and this drawable
35. // has been displayed, then recycle.
36. if (mCacheRefCount <= 0 && mDisplayRefCount <= 0 && mHasBeenDisplayed
37. && hasValidBitmap()) {
38. getBitmap().recycle();
39. }
40. }

42. private synchronized boolean hasValidBitmap() {
43. Bitmap bitmap = getBitmap();
44. return bitmap != null && !bitmap.isRecycled();
45. }

管理Android 3.0及其以上版本的内存

从Android 3.0 (API Level 11)开始，引进了BitmapFactory.Options.inBitmap字段。如果使用了这个设置字段，decode方法会在加载Bitmap数据的时候去重用已经存在的Bitmap。这意味着Bitmap的内存是被重新利用的，这样可以提升性能，并且减少了内存的分配与回收。然而，使用inBitmap有一些限制，特别是在Android 4.4 (API level 19)之前，只有同等大小的位图才可以被重用。详情请查看inBitmap文档。

保存Bitmap供以后使用

下面演示了如何将一个已经存在的Bitmap存放起来以便后续使用。当一个应用运行在Android 3.0或者更高的平台上并且Bitmap从LruCache中移除时，Bitmap的一个软引用会被存放在Hashset中，这样便于之后可能被inBitmap重用：

1. Set<SoftReference<Bitmap>> mReusableBitmaps;
2. private LruCache<String, BitmapDrawable> mMemoryCache;

4. // If you're running on Honeycomb or newer, create a
5. // synchronized HashSet of references to reusable bitmaps.
6. if (Utils.hasHoneycomb()) {
7. mReusableBitmaps =
8. Collections.synchronizedSet(new HashSet<SoftReference<Bitmap>>());
9. }

11. mMemoryCache = new LruCache<String, BitmapDrawable>(mCacheParams.memCacheSize) {

13. // Notify the removed entry that is no longer being cached.
14. @Override
15. protected void entryRemoved(boolean evicted, String key,
16. BitmapDrawable oldValue, BitmapDrawable newValue) {
17. if (RecyclingBitmapDrawable.class.isInstance(oldValue)) {
18. // The removed entry is a recycling drawable, so notify it
19. // that it has been removed from the memory cache.
20. ((RecyclingBitmapDrawable) oldValue).setIsCached(false);
21. } else {
22. // The removed entry is a standard BitmapDrawable.
23. if (Utils.hasHoneycomb()) {
24. // We're running on Honeycomb or later, so add the bitmap
25. // to a SoftReference set for possible use with inBitmap later.
26. mReusableBitmaps.add
27. (new SoftReference<Bitmap>(oldValue.getBitmap()));
28. }
29. }
30. }
31. ....
32. }

使用已经存在的Bitmap

在运行的程序中，decode方法会检查看是否存在可重用的Bitmap。例如:

1. public static Bitmap decodeSampledBitmapFromFile(String filename,
2. int reqWidth, int reqHeight, ImageCache cache) {

4. final BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
5. ...
6. BitmapFactory.decodeFile(filename, options);
7. ...

9. // If we're running on Honeycomb or newer, try to use inBitmap.
10. if (Utils.hasHoneycomb()) {
11. addInBitmapOptions(options, cache);
12. }
13. ...
14. return BitmapFactory.decodeFile(filename, options);
15. }

下面的代码是上述代码片段中，addInBitmapOptions()方法的具体实现。它会为inBitmap查找一个已经存在的Bitmap，并将它设置为inBitmap的值。注意这个方法只有在找到合适且可重用的Bitmap时才会赋值给inBitmap（我们需要在赋值之前进行检查）：

1. private static void addInBitmapOptions(BitmapFactory.Options options,
2. ImageCache cache) {
3. // inBitmap only works with mutable bitmaps, so force the decoder to
4. // return mutable bitmaps.
5. options.inMutable = true;

7. if (cache != null) {
8. // Try to find a bitmap to use for inBitmap.
9. Bitmap inBitmap = cache.getBitmapFromReusableSet(options);

11. if (inBitmap != null) {
12. // If a suitable bitmap has been found, set it as the value of
13. // inBitmap.
14. options.inBitmap = inBitmap;
15. }
16. }
17. }

19. // This method iterates through the reusable bitmaps, looking for one
20. // to use for inBitmap:
21. protected Bitmap getBitmapFromReusableSet(BitmapFactory.Options options) {
22. Bitmap bitmap = null;

24. if (mReusableBitmaps != null && !mReusableBitmaps.isEmpty()) {
25. synchronized (mReusableBitmaps) {
26. final Iterator<SoftReference<Bitmap>> iterator
27. = mReusableBitmaps.iterator();
28. Bitmap item;

30. while (iterator.hasNext()) {
31. item = iterator.next().get();

33. if (null != item && item.isMutable()) {
34. // Check to see it the item can be used for inBitmap.
35. if (canUseForInBitmap(item, options)) {
36. bitmap = item;

38. // Remove from reusable set so it can't be used again.
39. iterator.remove();
40. break;
41. }
42. } else {
43. // Remove from the set if the reference has been cleared.
44. iterator.remove();
45. }
46. }
47. }
48. }
49. return bitmap;
50. }

最后，下面这个方法判断候选Bitmap是否满足inBitmap的大小条件:

1. static boolean canUseForInBitmap(
2. Bitmap candidate, BitmapFactory.Options targetOptions) {

4. if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.KITKAT) {
5. // From Android 4.4 (KitKat) onward we can re-use if the byte size of
6. // the new bitmap is smaller than the reusable bitmap candidate
7. // allocation byte count.
8. int width = targetOptions.outWidth / targetOptions.inSampleSize;
9. int height = targetOptions.outHeight / targetOptions.inSampleSize;
10. int byteCount = width * height * getBytesPerPixel(candidate.getConfig());
11. return byteCount <= candidate.getAllocationByteCount();
12. }

14. // On earlier versions, the dimensions must match exactly and the inSampleSize must be 1
15. return candidate.getWidth() == targetOptions.outWidth
16. && candidate.getHeight() == targetOptions.outHeight
17. && targetOptions.inSampleSize == 1;
18. }

20. /**
21. * A helper function to return the byte usage per pixel of a bitmap based on its configuration.
22. */
23. static int getBytesPerPixel(Config config) {
24. if (config == Config.ARGB_8888) {
25. return 4;
26. } else if (config == Config.RGB_565) {
27. return 2;
28. } else if (config == Config.ARGB_4444) {
29. return 2;
30. } else if (config == Config.ALPHA_8) {
31. return 1;
32. }
33. return 1;
34. }