Bitmap的分析与使用

Bitmap的创建
- 创建Bitmap的时候，Java不提供new Bitmap()的形式去创建，而是通过BitmapFactory中的静态方法去创建,如:BitmapFactory.decodeStream(is);//通过InputStream去解析生成Bitmap (这里就不贴BitmapFactory中创建Bitmap的方法了，大家可以自己去看它的源码)，我们跟进BitmapFactory中创建Bitmap`的源码，最终都可以追溯到这几个native函数
```
    private static native Bitmap nativeDecodeStream(InputStream is, byte[] storage,
                Rect padding, Options opts);
    private static native Bitmap nativeDecodeFileDescriptor(FileDescriptor fd,
            Rect padding, Options opts);
    private static native Bitmap nativeDecodeAsset(long nativeAsset, Rect padding, Options opts);
    private static native Bitmap nativeDecodeByteArray(byte[] data, int offset,
            int length, Options opts);
```
而Bitmap又是Java对象，这个Java对象又是从native，也就是C/C++中产生的，所以，在Android中Bitmap的内存管理涉及到两部分，一部分是native，另一部分是dalvik，也就是我们常说的java堆(如果对java堆与栈不了解的同学可以戳)，到这里基本就已经了解了创建Bitmap的一些内存中的特性(大家可以使用adb shell dumpsys meminfo去查看Bitmap实例化之后的内存使用情况)。

Bitmap的使用

我们已经知道了BitmapFactory是如何通过各种资源创建Bitmap了，那么我们如何合理的使用它呢？以下是几个我们使用Bitmap需要关注的点

Size
- 这里我们来算一下，在Android中，如果采用Config.ARGB_8888的参数去创建一个Bitmap，这是Google推荐的配置色彩参数，也是Android4.4及以上版本默认创建Bitmap的Config参数(Bitmap.Config.inPreferredConfig的默认值)，那么每一个像素将会占用4byte，如果一张手机照片的尺寸为1280×720，那么我们可以很容易的计算出这张图片占用的内存大小为 1280x720x4 = 3686400(byte) = 3.5M，一张未经处理的照片就已经3.5M了! 显而易见，在开发当中，这是我们最需要关注的问题，否则分分钟OOM!
- 那么，我们一般是如何处理Size这个重要的因素的呢？，当然是调整Bitmap的大小到适合的程度啦！辛亏在BitmapFactory中，我们可以很方便的通过BitmapFactory.Options中的options.inSampleSize去设置Bitmap的压缩比，官方给出的说法是
If set to a value > 1, requests the decoder to subsample the original image, returning a smaller image to save memory....For example, inSampleSize == 4 returns an image that is 1/4 the width/height of the original, and 1/16 the number of pixels. Any value <= 1 is treated the same as 1.

很简洁明了啊！也就是说，只要按计算方法设置了这个参数，就可以完成我们Bitmap的Size调整了。那么，应该怎么调整姿势才比较舒服呢？下面先介绍其中一种通过InputStream的方式去创建Bitmap的方法，上一段从Gallery中获取照片并且将图片Size调整到合适手机尺寸的代码：

    static final int PICK_PICS = 9;
    
    public void startGallery(){
        Intent i = new Intent();
        i.setAction(Intent.ACTION_PICK);
        i.setType("image/*");
        startActivityForResult(i,PICK_PICS);
    }
    
     private int[] getScreenWithAndHeight(){
        WindowManager wm = (WindowManager) getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE);
        DisplayMetrics dm = new DisplayMetrics();
        wm.getDefaultDisplay().getMetrics(dm);
        return new int[]{dm.widthPixels,dm.heightPixels};
    }
    
    /**
     *
     * @param actualWidth 图片实际的宽度，也就是options.outWidth
     * @param actualHeight 图片实际的高度，也就是options.outHeight
     * @param desiredWidth 你希望图片压缩成为的目的宽度
     * @param desiredHeight 你希望图片压缩成为的目的高度
     * @return
     */
    private int findBestSampleSize(int actualWidth, int actualHeight, int desiredWidth, int desiredHeight) {
        double wr = (double) actualWidth / desiredWidth;
        double hr = (double) actualHeight / desiredHeight;
        double ratio = Math.min(wr, hr);
        float n = 1.0f;
        //这里我们为什么要寻找 与ratio最接近的2的倍数呢？
        //原因就在于API中对于inSimpleSize的注释：最终的inSimpleSize应该为2的倍数，我们应该向上取与压缩比最接近的2的倍数。
        while ((n * 2) <= ratio) {
            n *= 2;
        }

        return (int) n;
    }

    @Override
    protected void onActivityResult(int requestCode, int resultCode, Intent data) {
        if(resultCode == RESULT_OK){
            switch (requestCode){
                case PICK_PICS:
                    Uri uri = data.getData();
                    InputStream is = null;
                    try {
                        is = getContentResolver().openInputStream(uri);
                    } catch (FileNotFoundException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }

                    BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
                    //当这个参数为true的时候,意味着你可以在解析时候不申请内存的情况下去获取Bitmap的宽和高
                    //这是调整Bitmap Size一个很重要的参数设置
                    options.inJustDecodeBounds = true;
                    BitmapFactory.decodeStream( is,null,options );

                    int realHeight = options.outHeight;
                    int realWidth = options.outWidth;

                    int screenWidth = getScreenWithAndHeight()[0];
                    
                    int simpleSize = findBestSampleSize(realWidth,realHeight,screenWidth,300);
                    options.inSampleSize = simpleSize;
                    //当你希望得到Bitmap实例的时候，不要忘了将这个参数设置为false
                    options.inJustDecodeBounds = false;

                    try {
                        is = getContentResolver().openInputStream(uri);
                    } catch (FileNotFoundException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }

                    Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(is,null,options);

                    iv.setImageBitmap(bitmap);

                    try {
                        is.close();
                        is = null;
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }

                    break;
            }
        }
        super.onActivityResult(requestCode, resultCode, data);
    }

我们来看看对于1080P的魅族Note3拍摄的高清无码照片这段代码的功效：
压缩前:

压缩后:

Reuse 上面介绍了BitmapFactory通过InputStream去创建Bitmap的这种方式，以及BitmapFactory.Options.inSimpleSize 和 BitmapFactory.Options.inJustDecodeBounds的使用方法，但将单个Bitmap加载到UI是简单的，但是如果我们需要一次性加载大量的图片，事情就会变得复杂起来。Bitmap是吃内存大户，我们不希望多次解析相同的Bitmap，也不希望可能不会用到的Bitmap一直存在于内存中，所以，这个场景下，Bitmap的重用变得异常的重要。 在这里只介绍一种BitmapFactory.Options.inBitmap的重用方式，下一篇文章会介绍使用三级缓存来实现Bitmap的重用。

根据官方文档在Android 3.0 引进了BitmapFactory.Options.inBitmap，如果这个值被设置了，decode方法会在加载内容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 之前，只支持同等大小的位图。我们看来看看这个参数最基本的运用方法。

new BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
//inBitmap只有当inMutable为true的时候是可用的。
options.inMutable = true;
Bitmap reusedBitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(),R.drawable.reused_btimap,options);
options.inBitmap = reusedBitmap;

这样，当你在下一次decodeBitmap的时候，将设置了options.inMutable=true以及options.inBitmap的Options传入，Android就会复用你的Bitmap了，具体实例：

@Override
protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(reuseBitmap());
}

private LinearLayout reuseBitmap(){
    LinearLayout linearLayout = new LinearLayout(this);
    linearLayout.setLayoutParams(new ViewGroup.LayoutParams(ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT, ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT));
    linearLayout.setOrientation(LinearLayout.VERTICAL);

    ImageView iv = new ImageView(this);
    iv.setLayoutParams(new ViewGroup.LayoutParams(500,300));

    options = new BitmapFactory.Options();
    options.inJustDecodeBounds = true;
    //inBitmap只有当inMutable为true的时候是可用的。
    options.inMutable = true;
    BitmapFactory.decodeResource(getResources(),R.drawable.big_pic,options);
    
    //压缩Bitmap到我们希望的尺寸
    //确保不会OOM
    options.inSampleSize = findBestSampleSize(options.outWidth,options.outHeight,500,300);
    options.inJustDecodeBounds = false;

    Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(),R.drawable.big_pic,options);
    options.inBitmap = bitmap;

    iv.setImageBitmap(bitmap);

    linearLayout.addView(iv);

    ImageView iv1 = new ImageView(this);
    iv1.setLayoutParams(new ViewGroup.LayoutParams(500,300));
    iv1.setImageBitmap( BitmapFactory.decodeResource(getResources(),R.drawable.big_pic,options));
    linearLayout.addView(iv1);

    ImageView iv2 = new ImageView(this);
    iv2.setLayoutParams(new ViewGroup.LayoutParams(500,300));
    iv2.setImageBitmap( BitmapFactory.decodeResource(getResources(),R.drawable.big_pic,options));
    linearLayout.addView(iv2);


    return linearLayout;
}

以上代码中，我们在解析了一次一张1080P分辨率的图片，并且设置在options.inBitmap中，然后分别decode了同一张图片，并且传入了相同的options。最终只占用一份第一次解析Bitmap的内存。

Recycle 一定要记得及时回收Bitmap，否则如上分析，你的native以及dalvik的内存都会被一直占用着，最终导致OOM

// 先判断是否已经回收
if(bitmap != null && !bitmap.isRecycled()){
    // 回收并且置为null
    bitmap.recycle();
    bitmap = null;
}
System.gc();

Enjoy Android :) 如果有误，轻喷，欢迎指正。