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前言
- 最近我负责了一些相册相关的需求，在完成业务的同时，也希望对图片加载的过程有更深入的认识；
- 在这篇文章里，我将从源码上探讨 图片加载 的过程，文章中引用的核心源码我已经进行了简化与梳理，相信能极大减低你的学习成本。如果能帮上忙，请务必点赞加关注，这真的对我非常重要。
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目录
1. 图片解码选项
public static class Options {
public Bitmap inBitmap;
public boolean inMutable;
public boolean inJustDecodeBounds;
public boolean inPremultiplied;
public int inDensity;
public int inTargetDensity;
public int inScreenDensity; // 用不到
public boolean inScaled;
public int inSampleSize;
public int outWidth;
public int outHeight;
public Bitmap.Config outConfig;
public ColorSpace outColorSpace;
}
public Options() {
inScaled = true;
inPremultiplied = true;
}
2. 图片资源加载过程概述
现在，我们来看加载图片资源的入口方法：
BitmapFactory.java
入口方法 1
public static Bitmap decodeResource(Resources res, int id) {
return decodeResource(res, id, null);
}
入口方法 2（已简化）
public static Bitmap decodeResource(Resources res, int id, Options opts) {
1、匹配资源 id，打开 InputStream
final TypedValue value = new TypedValue();
InputStream is = res.openRawResource(id, value);
2、解码资源，返回 Bitmap
return decodeResourceStream(res, value, is, null, opts);
}
可以看到，两个入口方法的区别在于是否传入Options，在 第 5 节 我会讲到 通过配置Options来自定义解码，目前我们先当opts == null。
简化后的decodeResource(...)非常清晰，无非是分为两个步骤：
- 1、匹配资源，打开 InputStream
- 2、解码资源，返回 Bitmap
3. 步骤一：匹配资源，打开 InputStream
这个步骤主要完成 从资源 id（一个 int 值）定位到具体某一个文件夹下的资源：
ResourcesImpl.java
-> 1、匹配资源 id，打开 InputStream
最终调用到（已简化）：
InputStream openRawResource(@RawRes int id, TypedValue value) {
1.1 匹配资源
getValue(id, value, true);
1.2 打开输入流
return mAssets.openNonAsset(value.assetCookie, value.string.toString(),
AssetManager.ACCESS_STREAMING);
}
-> 1.1
void getValue(@AnyRes int id, TypedValue outValue, boolean resolveRefs) {
1.1.1 查找资源 id，并将相关信息存储在 outValue
boolean found = mAssets.getResourceValue(id, 0, outValue, resolveRefs);
if (!found) {
1.1.2 资源未找到，抛出异常
throw new NotFoundException("Resource ID #0x" + Integer.toHexString(id));
}
}
AssetManager.java
-> 1.1.1
boolean getResourceValue(@AnyRes int resId, int densityDpi, TypedValue outValue, boolean resolveRefs) {
final int cookie = nativeGetResourceValue(mObject, resId, (short) densityDpi, outValue, resolveRefs);
if (cookie <= 0) {
return false;
}
return true;
}
static jint NativeGetResourceValue(JNIEnv* env, jclass /*clazz*/, jlong ptr, jint resid,
jshort density, jobject typed_value,
jboolean resolve_references) {
匹配过程略，见下图...
return CopyValue(env, cookie, value, ref, flags, &selected_config, typed_value);
}
static jint CopyValue(JNIEnv* env, ...jobject out_typed_value) {
...
if (config != nullptr) {
关键信息：将文件夹对应的 density 保存在 TypeValue 中
env->SetIntField(out_typed_value, gTypedValueOffsets.mDensity, config->density);
}
return static_cast<jint>(ApkAssetsCookieToJavaCookie(cookie));
}
以上代码已经非常简化了，主要关注以下几点：
- 在 1.1.1 分支，查找资源 id，并将相关信息存储在 outValue，其中比较关键的信息是：将文件夹对应的 densityDpi 保存在 TypeValue 中（这个值在下一节会用到）；
- 匹配过程比较冗长，直接看示意图：
引用自 blog.csdn.net/xuaho0907/a… —— 爱吃冰淇淋的羊驼
4. 步骤二：解码资源，返回 Bitmap
在上一步匹配资源中，我们已经获得 InputStream & TypedValue（带有文件夹对应的 densityDpi），这一步我们将对图片资源进行解码，decodeResourceStream()代码如下：
BitmapFactory.java
-> 2、解码资源，返回 Bitmap
public static Bitmap decodeResourceStream(Resources res, TypedValue value,
InputStream is, Rect pad, Options opts) {
if (opts == null) {
opts = new Options();
}
2.1 如果未设置 inDensity，则设置为文件夹对应的 densityDpi
if (opts.inDensity == 0 && value != null) {
final int density = value.density;
if (density == TypedValue.DENSITY_DEFAULT) {
opts.inDensity = DisplayMetrics.DENSITY_DEFAULT;
} else if (density != TypedValue.DENSITY_NONE) {
关键点
opts.inDensity = density;
}
}
2.2 如果未设置 inTargetDensity，则设置为设备的 densityDpi
if (opts.inTargetDensity == 0 && res != null) {
opts.inTargetDensity = res.getDisplayMetrics().densityDpi;
}
2.3 执行解码
return decodeStream(is, pad, opts);
}
-> 2.3 执行解码（已简化）
public static Bitmap decodeStream(InputStream is, Rect outPadding, Options opts) {
2.3.1 AssetManager 输入流（例如：/asset、/raw、/drawable）
if (is instanceof AssetManager.AssetInputStream) {
final long asset = ((AssetManager.AssetInputStream) is).getNativeAsset();
return nativeDecodeAsset(asset, outPadding, opts, Options.nativeInBitmap(opts), Options.nativeColorSpace(opts));
} else {
2.3.2 其他输入流（例如 FileInputStream）
return decodeStreamInternal(is, outPadding, opts);
}
}
-> 2.3.2
private static Bitmap decodeStreamInternal(InputStream is, Rect outPadding, Options opts) {
一块可复用的中间内存
byte [] tempStorage = null;
if (opts != null) tempStorage = opts.inTempStorage;
if (tempStorage == null) tempStorage = new byte[DECODE_BUFFER_SIZE];
return nativeDecodeStream(is, tempStorage, outPadding, opts,
Options.nativeInBitmap(opts), Options.nativeColorSpace(opts));
}
可以看到，在执行decodeStream()之前有两个比较重要的步骤：
- 2.1 如果未设置 inDensity，则设置为 文件夹对应的 densityDpi
- 2.2 如果未设置 inTargetDensity，则设置为 设备的 densityDpi
到了【2.3 执行解码】，根据是否为 AssetInputStream，调用不同的 native 方法：
- 2.3.1 AssetManager 输入流
（例如：/asset、/raw、/drawable），调用nativeDecodeAsset() - 2.3.2 其他输入流
（例如 FileInputStream），调用nativeDecodeStream()
-> 2.3.1 AssetManager 输入流
static jobject nativeDecodeAsset(JNIEnv* env, jobject clazz, jlong native_asset,
jobject padding, jobject options) {
Asset* asset = reinterpret_cast<Asset*>(native_asset);
执行解码
return doDecode(env, skstd::make_unique<AssetStreamAdaptor>(asset), padding, options);
}
-> 2.3.2 其他输入流
static jobject nativeDecodeStream(JNIEnv* env, jobject clazz, jobject is, jbyteArray storage, jobject padding, jobject options) {
jobject bitmap = NULL;
std::unique_ptr<SkStream> stream(CreateJavaInputStreamAdaptor(env, is, storage));
if (stream.get()) {
std::unique_ptr<SkStreamRewindable> bufferedStream(
SkFrontBufferedStream::Make(std::move(stream), SkCodec::MinBufferedBytesNeeded()));
执行解码
bitmap = doDecode(env, std::move(bufferedStream), padding, options);
}
return bitmap;
}
最终都走到doDecode()，这段代码是图片解码的核心逻辑：
已简化
static jobject doDecode(JNIEnv* env, std::unique_ptr<SkStreamRewindable> stream, jobject padding, jobject options) {
1、获取 java 层 Options 对象 In 字段值
int sampleSize; 对应于 Options#inSampleSize（默认 1）
if (sampleSize <= 0) {
sampleSize = 1;
}
bool onlyDecodeSize; 对应于 Options#inJustDecodeBounds（默认 false）
bool isHardware; 对应于 Options#inPreferredConfig（默认 ARGB_8888）
bool isMutable; 对应于 Options#inMutable（默认 false）
jobject javaBitmap; 对应于 Options#inBitmap（默认 null）
boolean inScale; 对应于 Options#inScaled（默认 true）
int density; 对应于 Options#inDensity
int targetDensity; 对应于 Options#inTargetDensity
2、设置 java 层 Options 对象 out 字段初始值
Options#outWidth = -1
Options#outHeight = -1
Options#outMimeType = 0
Options#outConfig = 0
Options#outColorSpace = 0
3、获得 inDensity / inTargetDensity
float scale = 1.0f;
if (density != 0 && targetDensity != 0 && density != screenDensity) {
scale = (float) targetDensity / density;
}
mutable 和 hardware 是冲突的
if (isMutable && isHardware) {
doThrowIAE(env, "Bitmaps with Config.HARWARE are always immutable");
return nullObjectReturn("Cannot create mutable hardware bitmap");
}
4、根据 sampleSize 确定采样后的尺寸（size）
SkISize size = codec->getSampledDimensions(sampleSize);
int scaledWidth = size.width();
int scaledHeight = size.height();
5、确定 java 层 Options 对象 out 字段最终值
Options#outWidth = scaledWidth
Options#outHeight = scaledHeight
Options#outMimeType = （例如 "image/png"）
Options#outConfig = （例如 ARGB_8888）
Options#outColorSpace =（例如 RGB）
6、返回点一：inJustDecodeBounds = true，只获取采样后的尺寸（无缩放）
if (onlyDecodeSize) {
return nullptr;
}
7、确定最终缩放到的目标尺寸（先采样，再缩放）
bool willScale = false;
if (scale != 1.0f) {
willScale = true;
scaledWidth = static_cast<int>(scaledWidth * scale + 0.5f);
scaledHeight = static_cast<int>(scaledHeight * scale + 0.5f);
}
8、存在 java 层的 Options#inBitmap，做一些准备工作
android::Bitmap* reuseBitmap = nullptr;
if (javaBitmap != NULL) {
reuseBitmap = &bitmap::toBitmap(env, javaBitmap);
}
RecyclingPixelAllocator recyclingAllocator(reuseBitmap, existingBufferSize);
9、采样解码得到 SkBitmap（注意：只使用了采用后尺寸）
const SkImageInfo decodeInfo = SkImageInfo::Make(size.width(), size.height(), decodeColorType, alphaType, decodeColorSpace);
SkBitmap decodingBitmap;
decodingBitmap.setInfo(bitmapInfo);
decodingBitmap.tryAllocPixels(decodeAllocator)
10、执行缩放
SkBitmap outputBitmap;
if (willScale) {
10.1 根据是否有可回收的 inBitmap，确定不同的分配器
SkBitmap::Allocator* outputAllocator;
if (javaBitmap != nullptr) {
outputAllocator = &recyclingAllocator;
} else {
outputAllocator = &defaultAllocator;
}
10.2 复制（注意：使用了缩放后尺寸）
SkColorType scaledColorType = decodingBitmap.colorType();
outputBitmap.setInfo(bitmapInfo.makeWH(scaledWidth, scaledHeight).makeColorType(scaledColorType));
outputBitmap.tryAllocPixels(outputAllocator)
10.3 利用 Canvas 进行缩放
const float scaleX = scaledWidth / float(decodingBitmap.width());
const float scaleY = scaledHeight / float(decodingBitmap.height());
SkCanvas canvas(outputBitmap, SkCanvas::ColorBehavior::kLegacy);
canvas.scale(scaleX, scaleY);
canvas.drawBitmap(decodingBitmap, 0.0f, 0.0f, &paint);
} else {
outputBitmap.swap(decodingBitmap);
}
11、返回点二：返回 java 层的 Options#inBitmap
if (javaBitmap != nullptr) {
return javaBitmap
}
12、返回点三：硬件位图（from Android 8）
if (isHardware) {
sk_sp<Bitmap> hardwareBitmap = Bitmap::allocateHardwareBitmap(outputBitmap);
return bitmap::createBitmap(env, hardwareBitmap.release(), bitmapCreateFlags,
ninePatchChunk, ninePatchInsets, -1);
}
13、返回点四：一般方式
return bitmap::createBitmap(env, defaultAllocator.getStorageObjAndReset(),
bitmapCreateFlags, ninePatchChunk, ninePatchInsets, -1);
}
提示： 整段源码非常长，阅读的过程是比较痛苦。好处是最终通过源码也发现了不少错误 / 片面的认识，也是收获颇丰。贴心的我当然都帮你整理好了，如果能帮上忙，请务必点赞加关注 ，这真的对我非常重要。
参考资料
- 《Android 开发绕不过的坑：你的 Bitmap 究竟占多大内存？》 —— 霍丙乾 著
- 《Android 开发高手课·内存优化（上/下）》 —— 张绍文 讲，极客时间 出品
- 《Android内存优化杂谈》 —— 张绍文 著
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