Bitmap之位图采样和内存计算详解
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Android 開發(fā)中經(jīng)?？紤]的一個問題就是 OOM(Out Of Memory)，也就是內(nèi)存溢出，一方面大量加載圖片時有可能出現(xiàn) OOM， 通過采樣壓縮圖片可避免 OOM，另一方面，如一張 1024 x 768 像素的圖像被縮略顯示在 128 x 96 的 ImageView 中，這種做法顯然是不值得的，可通過采樣加載一個合適的縮小版本到內(nèi)存中，以減小內(nèi)存的消耗，Bitmap 的優(yōu)化主要有兩個方面如下：
這篇文章主要側(cè)重于如何有效的處理較大的位圖。
此外，在 Android 中按照位圖采樣的方法加載一個縮小版本到內(nèi)存中應(yīng)該考慮因素？
位圖采樣
圖像有不同的形狀的和大小，讀取較大的圖片時會耗費內(nèi)存。讀取一個位圖的尺寸和類型，為了從多種資源創(chuàng)建一個位圖，BitmapFactory 類提供了許多解碼的方法，根據(jù)圖像數(shù)據(jù)資源選擇最合適的解碼方法，這些方法試圖請求分配內(nèi)存來構(gòu)造位圖，因此很容易導(dǎo)致 OOM 異常。每種類型的解碼方法都有額外的特征可以讓你通過 BitMapFactory.Options 類指定解碼選項。當(dāng)解碼時設(shè)置 inJustDecodeBounds 為true，可在不分配內(nèi)存之前讀取圖像的尺寸和類型，下面的代碼實現(xiàn)了簡單的位圖采樣：
/*** 位圖采樣* @param res* @param resId* @return*/ public Bitmap decodeSampleFromResource(Resources res, int resId){//BitmapFactory創(chuàng)建設(shè)置選項BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();//設(shè)置采樣比例options.inSampleSize = 200;Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(res,resId,options);return bitmap; } 復(fù)制代碼注意：其他 decode... 方法與 decodeResource 類似，這里都以 decodeRedource 為例。
實際使用時，必須根據(jù)具體的寬高要求計算合適的 inSampleSize 來進行位圖的采樣，比如，將一個分辨率為 2048 x 1536 的圖像使用 inSampleSize 值為 4 去編碼產(chǎn)生一個 512 x 384 的圖像，這里假設(shè)位圖配置為 ARGB_8888，加載到內(nèi)存中僅僅是 0.75M 而不是原來的 12M，關(guān)于圖像所占內(nèi)存的計算將在下文中介紹，下面是根據(jù)所需寬高進行計算采樣比例的計算方法：
/*** 1.計算位圖采樣比例** @param option* @param reqWidth* @param reqHeight* @return*/ public int calculateSampleSize(BitmapFactory.Options option, int reqWidth, int reqHeight) {//獲得圖片的原寬高int width = option.outWidth;int height = option.outHeight;int inSampleSize = 1;if (width > reqWidth || height > reqHeight) {if (width > height) {inSampleSize = Math.round((float) height / (float) reqHeight);} else {inSampleSize = Math.round((float) width / (float) reqWidth);}}return inSampleSize; }/*** 2.計算位圖采樣比例* @param options* @param reqWidth* @param reqHeight* @return*/ public int calculateSampleSize1(BitmapFactory.Options options, int reqWidth, int reqHeight) {//獲得圖片的原寬高int height = options.outHeight;int width = options.outWidth;int inSampleSize = 1;if (height > reqHeight || width > reqWidth) {// 計算出實際寬高和目標寬高的比率final int heightRatio = Math.round((float) height / (float) reqHeight);final int widthRatio = Math.round((float) width / (float) reqWidth);/*** 選擇寬和高中最小的比率作為inSampleSize的值，這樣可以保證最終圖片的寬和高* 一定都會大于等于目標的寬和高。*/inSampleSize = heightRatio < widthRatio ? heightRatio : widthRatio;}return inSampleSize; }復(fù)制代碼獲得采樣比例之后就可以根據(jù)所需寬高處理較大的圖片了，下面是根據(jù)所需寬高計算出來的 inSampleSize 對較大位圖進行采樣：
/*** 位圖采樣* @param resources* @param resId* @param reqWidth* @param reqHeight* @return*/ public Bitmap decodeSampleFromBitmap(Resources resources, int resId, int reqWidth, int reqHeight) {//創(chuàng)建一個位圖工廠的設(shè)置選項BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();//設(shè)置該屬性為true,解碼時只能獲取width、height、mimeTypeoptions.inJustDecodeBounds = true;//解碼BitmapFactory.decodeResource(resources, resId, options);//計算采樣比例int inSampleSize = options.inSampleSize = calculateSampleSize(options, reqWidth, reqHeight);//設(shè)置該屬性為false，實現(xiàn)真正解碼options.inJustDecodeBounds = false;//解碼Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(resources, resId, options);return bitmap; } 復(fù)制代碼在解碼過程中使用了 BitmapFactory.decodeResource() 方法，具體如下：
/*** 解碼指定id的資源文件*/ public static Bitmap decodeResource(Resources res, int id, BitmapFactory.Options opts) {.../*** 根據(jù)指定的id打開數(shù)據(jù)流讀取資源，同時為TypeValue進行復(fù)制獲取原始資源的density等信息* 如果圖片在drawable-xxhdpi，那么density為480dpi*/is = res.openRawResource(id, value);//從輸入流解碼出一個Bitmap對象，以便根據(jù)opts縮放相應(yīng)的位圖bm = decodeResourceStream(res, value, is, null, opts);... } 復(fù)制代碼顯然真正解碼的方法應(yīng)該是 decodeResourceStream() 方法，具體如下：
/*** 從輸入流中解碼出一個Bitmap，并對該Bitmap進行相應(yīng)的縮放*/ public static Bitmap decodeResourceStream(Resources res, TypedValue value,InputStream is, Rect pad, BitmapFactory.Options opts) {if (opts == null) {//創(chuàng)建一個默認的Option對象opts = new BitmapFactory.Options();}/*** 如果設(shè)置了inDensity的值，則按照設(shè)置的inDensity來計算* 否則將資源文件夾所表示的density設(shè)置inDensity*/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) {opts.inDensity = density;}}/*** 同理，也可以通過BitmapFactory.Option對象設(shè)置inTargetDensity* inTargetDensity 表示densityDpi，也就是手機的density* 使用DisplayMetrics對象.densityDpi獲得*/if (opts.inTargetDensity == 0 && res != null) {opts.inTargetDensity = res.getDisplayMetrics().densityDpi;}//decodeStream()方法中調(diào)用了native方法return decodeStream(is, pad, opts); } 復(fù)制代碼設(shè)置完 inDensity 和 inTargetDensity 之后調(diào)用了 decodeStream() 方法，該方法返回完全解碼后的 Bitmap 對象，具體如下：
/*** 返回解碼后的Bitmap,*/ public static Bitmap decodeStream(InputStream is, Rect outPadding, BitmapFactory.Options opts) {...bm = nativeDecodeAsset(asset, outPadding, opts);//調(diào)用了native方法：nativeDecodeStream(is, tempStorage, outPadding, opts);bm = decodeStreamInternal(is, outPadding, opts);Set the newly decoded bitmap's density based on the Options//根據(jù)Options設(shè)置最新解碼的BitmapsetDensityFromOptions(bm, opts);...return bm; } 復(fù)制代碼顯然，decodeStream() 方法主要調(diào)用了本地方法完成 Bitmap 的解碼，跟蹤源碼發(fā)現(xiàn) nativeDecodeAsset() 和 nativeDecodeStream() 方法都調(diào)用了 dodecode() 方法，doDecode 方法關(guān)鍵代碼如下：
/*** BitmapFactory.cpp 源碼*/ static jobject doDecode(JNIEnv*env, SkStreamRewindable*stream, jobject padding, jobject options) {...if (env -> GetBooleanField(options, gOptions_scaledFieldID)) {const int density = env -> GetIntField(options, gOptions_densityFieldID);const int targetDensity = env -> GetIntField(options, gOptions_targetDensityFieldID);const int screenDensity = env -> GetIntField(options, gOptions_screenDensityFieldID);if (density != 0 && targetDensity != 0 && density != screenDensity) {//計算縮放比例scale = (float) targetDensity / density;}}...//原始BitmapSkBitmap decodingBitmap;...//原始位圖的寬高int scaledWidth = decodingBitmap.width();int scaledHeight = decodingBitmap.height();//綜合density和targetDensity計算最終寬高if (willScale && decodeMode != SkImageDecoder::kDecodeBounds_Mode) {scaledWidth = int(scaledWidth * scale + 0.5f);scaledHeight = int(scaledHeight * scale + 0.5f);}...//x、y方向上的縮放比例，大概與scale相等const float sx = scaledWidth / float(decodingBitmap.width());const float sy = scaledHeight / float(decodingBitmap.height());...//將canvas放大scale，然后繪制BitmapSkCanvas canvas (outputBitmap);canvas.scale(sx, sy);canvas.drawARGB(0x00, 0x00, 0x00, 0x00);canvas.drawBitmap(decodingBitmap, 0.0f, 0.0f, & paint); }復(fù)制代碼上面代碼能看到縮放比例的計算，以及 density 與 targetDensity 對 Bitmap 寬高的影響，實際上間接影響了 Bitmap 在所占內(nèi)存的大小，這個問題會在下文中舉例說明，注意 density 與當(dāng)前 Bitmap 所對應(yīng)資源文件（圖片）的目錄有關(guān)，如有一張圖片位于 drawable-xxhdpi 目錄中，其對應(yīng)的 Bitmap 的 density 為 480dpi，而 targetDensity 就是 DisPlayMetric 的 densityDpi，也就是手機屏幕代表的 density。那么怎么查看 Android 中本地的 native 方法的實現(xiàn)呢，鏈接如下： BitmapFactory.cpp，直接搜索 native 方法的方法名即可，可以試一下咯。
Bitmap 內(nèi)存計算
首先貢獻一張大圖 6000 x 4000 ,圖片接近 12M，【可在公眾號零點小筑索要】 當(dāng)直接加載這張圖片到內(nèi)存中肯定會發(fā)生 OOM，當(dāng)然通過適當(dāng)?shù)奈粓D采樣縮小圖片可避免 OOM，那么 Bitmap 所占內(nèi)存又如何計算呢，一般情況下這樣計算：
Bitmap Memory = widthPix * heightPix * 4 復(fù)制代碼可使用 bitmap.getConfig() 獲取 Bitmap 的格式，這里是 ARGB_8888 ，這種 Bitmap 格式下一個像素點占 4 個字節(jié)，所以要 x 4，如果將圖片放置在 Android 的資源文件夾中，計算方式如下：
scale = targetDensity / density widthPix = originalWidth * scale heightPix = orignalHeight * scale Bitmap Memory = widthPix * scale * heightPix * scale * 4 復(fù)制代碼上述簡單總結(jié)了一下 Bitmap 所占內(nèi)存的計算方式，驗證時可使用如下方法獲取 Bitmap 所占內(nèi)存大小：
BitmapMemory = bitmap.getByteCount() 復(fù)制代碼由于選擇的這張圖片直接加載會導(dǎo)致 OOM，所以下文的事例中都是先采樣壓縮，然后在進行 Bitmap 所占內(nèi)存的計算。
直接采樣
這種方式就是直接指定采樣比例 inSampleSize 的值，然后先采樣然后計算采樣后的內(nèi)存，這里指定 inSampleSize 為200。
計算采樣
這種方式就是根據(jù)請求的寬高計算合適的 inSampleSize，而不是隨意指定 inSampleSize，實際開發(fā)中這種方式最常用，這里請求寬高為100x100，具體 inSampleSize 計算在上文中已經(jīng)說明。
位圖采樣及 Bitmap 在不同情況下所占內(nèi)存的計算大概過程如上所述。
測試效果
測試效果圖參考如下：
如果感興趣，可以關(guān)注公眾號：jzman-blog，一起交流學(xué)習(xí)。
轉(zhuǎn)載于:https://juejin.im/post/5d0a561af265da1b7638a67d
與50位技術(shù)專家面對面20年技術(shù)見證，附贈技術(shù)全景圖總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的Bitmap之位图采样和内存计算详解的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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