Android圖片三級緩存策略(網絡、本地、內存緩存)

一、簡介

現在的Android應用程序中，不可避免的都會使用到圖片，如果每次加載圖片的時候都要從網絡重新拉取，這樣不但很耗費用戶的流量，而且圖片加載的也會很慢，用戶體驗很不好。所以一個應用的圖片緩存策略是很重要的。通常情況下，Android應用程序中圖片的緩存策略采用“內存-本地-網絡”三級緩存策略，首先應用程序訪問網絡拉取圖片，分別將加載的圖片保存在本地SD卡中和內存中，當程序再一次需要加載圖片的時候，先判斷內存中是否有緩存，有則直接從內存中拉取，否則查看本地SD卡中是否有緩存，SD卡中如果存在緩存，則圖片從SD卡中拉取，否則從網絡加載圖片。依據這三級緩存機制，可以讓我們的應用程序在加載圖片的時候做到游刃有余，有效的避免內存溢出。

PS：當然現在處理網絡圖片的時候，一般人都會選擇XUtils中的BitmapUtil，它已經將網絡緩存處理的相當好了，使用起來非常方便--本人就一直在用。仿照BitMapUtil的實現思路，定制一個自己的圖片加載工具，來理解一下三級緩存的策略，希望對自己會有一個提升。

二、網絡緩存

網絡拉取圖片嚴格來講不能稱之為緩存，實質上就是下載url對應的圖片，我們這裡姑且把它看作是緩存的一種。仿照BitmapUtil中的display方法，我自己定制的CustomBitmapUtils也定義這個方法，根據傳入的url，將圖片設置到ivPic控件上。

public void display(ImageView ivPic, String url) {
}

定義網絡緩存的工具類，在訪問網絡的時候，我使用了AsyncTask來實現，在AsyncTask的doInBackGround方法裡下載圖片，然後將 圖片設置給ivPic控件，AsyncTask有三個泛型，其中第一個泛型是執行異步任務的時候，通過execute傳過來的參數，第二個泛型是更新的進度，第三個泛型是異步任務執行完成之後，返回來的結果，我們這裡返回一個Bitmap。具體的下載實現代碼如下：

/** * 網絡緩存的工具類 * * @author ZHY * */ public class NetCacheUtils
{ private LocalCacheUtils localCacheUtils;
private MemoryCacheUtils memoryCacheUtils; 
public NetCacheUtils() 
{ 
localCacheUtils = new LocalCacheUtils();
memoryCacheUtils = new MemoryCacheUtils(); 
} 
/** * 從網絡下載圖片 * 
* @param ivPic *
@param url */ 
public void getBitmapFromNet(ImageView ivPic, String url) 
{
// 訪問網絡的操作一定要在子線程中進行，采用異步任務實現 MyAsyncTask task = new MyAsyncTask(); task.execute(ivPic, url); } 
/** * 第一個泛型--異步任務執行的時候，通過execute傳過來的參數；
第二個泛型--更新進度； 第三個泛型--異步任務執行以後返回的結果 
* * @author ZHY * */ 
private class MyAsyncTask extends AsyncTask 
{ private ImageView ivPic; private String url; // 耗時任務執行之前
--主線程
@Override protected void onPreExecute() 
{ super.onPreExecute(); 
} 
// 後台執行的任務
@Override protected Bitmap doInBackground(Object... params) 
{ 
// 執行異步任務的時候，將URL傳過來 ivPic = (ImageView) params[0]; url = (String) params[1]; Bitmap bitmap = downloadBitmap(url); 
// 為了保證ImageView控件和URL一一對應，給ImageView設定一個標記 ivPic.setTag(url);
// 關聯ivPic和URL return bitmap; }
// 更新進度 --主線程 
@Override protected void onProgressUpdate(Void... values) 
{ super.onProgressUpdate(values); 
}
// 耗時任務執行之後--主線程 
@Override protected void onPostExecute(Bitmap result)
{ String mCurrentUrl = (String) ivPic.getTag(); 
if (url.equals(mCurrentUrl))
{ ivPic.setImageBitmap(result); 
System.out.println("從網絡獲取圖片"); 
// 從網絡加載完之後，將圖片保存到本地SD卡一份，保存到內存中一份 
localCacheUtils.setBitmap2Local(url, result); 
// 從網絡加載完之後，將圖片保存到本地SD卡一份，保存到內存中一份 memoryCacheUtils.setBitmap2Memory(url, result);
} } }
/** * 下載網絡圖片 *
* @param url * @return */
private Bitmap downloadBitmap(String url)
{ 
HttpURLConnection conn = null;
try 
{ 
URL mURL = new URL(url); 
// 打開HttpURLConnection連接 
conn = (HttpURLConnection) mURL.openConnection(); 
// 設置參數 conn.setConnectTimeout(5000); conn.setReadTimeout(5000); conn.setRequestMethod("GET"); 
// 開啟連接 conn.connect(); 
// 獲得響應碼 int code = conn.getResponseCode();
if (code == 200) { 
// 相應成功,獲得網絡返回來的輸入流 
InputStream is = conn.getInputStream(); 
// 圖片的輸入流獲取成功之後，設置圖片的壓縮參數,將圖片進行壓縮 BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options(); 
options.inSampleSize = 2;
// 將圖片的寬高都壓縮為原來的一半,在開發中此參數需要根據圖片展示的大小來確定,否則可能展示的不正常 
options.inPreferredConfig = Bitmap.Config.RGB_565;
// 這個壓縮的最小 
// Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(is); Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(is, null, options)
;// 經過壓縮的圖片 return bitmap; 
} } 
catch (Exception e)
{ e.printStackTrace(); 
} 
finally {
// 斷開連接 conn.disconnect(); 
} 
return null; 
} }

三、本地緩存

從網絡加載完圖片之後，將圖片保存到本地SD卡中。在加載圖片的時候，判斷一下SD卡中是否有圖片緩存，如果有，就直接從SD卡加載圖片。本地緩存的工具類中有兩個公共的方法，分別是向本地SD卡設置網絡圖片，獲取SD卡中的圖片。設置圖片的時候采用鍵值對的形式進行存儲，將圖片的url作為鍵，作為文件的名字，圖片的Bitmap作位值來保存。由於url含有特殊字符，不能直接作為圖片的名字來存儲，故采用url的MD5值作為文件的名字。

/**
* 本地緩存
* 
* @author ZHY
* 
*/
public class LocalCacheUtils {
/**
* 文件保存的路徑
*/
public static final String FILE_PATH = Environment
.getExternalStorageDirectory().getAbsolutePath() + "/cache/pics";
/**
* 從本地SD卡獲取網絡圖片，key是url的MD5值
* 
* @param url
* @return
*/
public Bitmap getBitmapFromLocal(String url) {
try {
String fileName = MD5Encoder.encode(url);
File file = new File(FILE_PATH, fileName);
if (file.exists()) {
Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(new FileInputStream(
file));
return bitmap;
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
/**
* 向本地SD卡寫網絡圖片
* 
* @param url
* @param bitmap
*/
public void setBitmap2Local(String url, Bitmap bitmap) {
try {
// 文件的名字
String fileName = MD5Encoder.encode(url);
// 創建文件流，指向該路徑，文件名叫做fileName
File file = new File(FILE_PATH, fileName);
// file其實是圖片，它的父級File是文件夾，判斷一下文件夾是否存在，如果不存在，創建文件夾
File fileParent = file.getParentFile();
if (!fileParent.exists()) {
// 文件夾不存在
fileParent.mkdirs();// 創建文件夾
}
// 將圖片保存到本地
bitmap.compress(CompressFormat.JPEG, 100,
new FileOutputStream(file));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

四、內存緩存

內存緩存說白了就是在內存中保存一份圖片集合，首先會想到HashMap這種鍵值對的形式來進行保存，以url作為key,bitmap作為value。但是在Java中這種默認的new對象的方式是強引用，JVM在進行垃圾回收的時候是不會回收強引用的，所以如果加載的圖片過多的話，map會越來越大，很容易出現OOM異常。在Android2.3之前，還可以通過軟引用或者弱引用來解決，但是Android2.3之後，Google官方便不再推薦軟引用了，Google推薦我們使用LruCache。

在過去，我們經常會使用一種非常流行的內存緩存技術的實現，即軟引用或弱引用 (SoftReference or WeakReference)。但是現在已經不再推薦使用這種方式了，因為從 Android 2.3 (API Level 9)開始，垃圾回收器會更傾向於回收持有軟引用或弱引用的對象，這讓軟引用和弱引用變得不再可靠。另外，Android 3.0 (API Level 11)中，圖片的數據會存儲在本地的內存當中，因而無法用一種可預見的方式將其釋放，這就有潛在的風險造成應用程序的內存溢出並崩潰。

為了能夠選擇一個合適的緩存大小給LruCache, 有以下多個因素應該放入考慮范圍內，例如：

你的設備可以為每個應用程序分配多大的內存？Android默認是16M。 設備屏幕上一次最多能顯示多少張圖片？有多少圖片需要進行預加載，因為有可能很快也會顯示在屏幕上？ 你的設備的屏幕大小和分辨率分別是多少？一個超高分辨率的設備（例如 Galaxy Nexus) 比起一個較低分辨率的設備（例如 Nexus S），在持有相同數量圖片的時候，需要更大的緩存空間。 圖片的尺寸和大小，還有每張圖片會占據多少內存空間。 圖片被訪問的頻率有多高？會不會有一些圖片的訪問頻率比其它圖片要高？如果有的話，你也許應該讓一些圖片常駐在內存當中，或者使用多個LruCache 對象來區分不同組的圖片。 你能維持好數量和質量之間的平衡嗎？有些時候，存儲多個低像素的圖片，而在後台去開線程加載高像素的圖片會更加的有效。 以上是Google對LruCache的描述，其實LruCache的使用非常簡單，跟Map非常相近，只是在創建LruCache對象的時候需要指定它的最大允許內存，一般設置為當前應用程序的最大運行內存的八分之一即可。

/**
* 內存緩存
* 
* @author ZHY
* 
*/
public class MemoryCacheUtils {
/*
* 由於map默認是強引用，所有在JVM進行垃圾回收的時候不會回收map的引用
*/
// private HashMap<string, bitmap=""> map = new HashMap<string, bitmap="">();
// 軟引用的實例,在內存不夠時，垃圾回收器會優先考慮回收
// private HashMap<string, bitmap="">> mSoftReferenceMap = new
// HashMap<string, bitmap="">>();
// LruCache
private LruCache<string, bitmap=""> lruCache;
public MemoryCacheUtils() {
// lruCache最大允許內存一般為Android系統分給每個應用程序內存大小（默認Android系統給每個應用程序分配16兆內存）的八分之一（推薦）
// 獲得當前應用程序運行的內存大小
long mCurrentMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory();
int maxSize = (int) (mCurrentMemory / 8);
// 給LruCache設置最大的內存
lruCache = new LruCache<string, bitmap="">(maxSize) {
@Override
protected int sizeOf(String key, Bitmap value) {
// 獲取每張圖片所占內存的大小
// 計算方法是：圖片顯示的寬度的像素點乘以高度的像素點
int byteCount = value.getRowBytes() * value.getHeight();// 獲取圖片占用內存大小
return byteCount;
}
};
}
/**
* 從內存中讀取Bitmap
* 
* @param url
* @return
*/
public Bitmap getBitmapFromMemory(String url) {
// Bitmap bitmap = map.get(url);
// SoftReference<bitmap> softReference = mSoftReferenceMap.get(url);
// Bitmap bitmap = softReference.get();
// 軟引用在Android2.3以後就不推薦使用了，Google推薦使用lruCache
// LRU--least recently use
// 最近最少使用,將內存控制在一定的大小內，超過這個內存大小，就會優先釋放最近最少使用的那些東東
Bitmap bitmap = lruCache.get(url);
return bitmap;
}
/**
* 將圖片保存到內存中
* 
* @param url
* @param bitmap
*/
public void setBitmap2Memory(String url, Bitmap bitmap) {
// 向內存中設置，key,value的形式，首先想到HashMap
// map.put(url, bitmap);
// 保存軟引用到map中
// SoftReference<bitmap> mSoftReference = new
// SoftReference<bitmap>(bitmap);
// mSoftReferenceMap.put(url, mSoftReference);
lruCache.put(url, bitmap);
}
}</bitmap></bitmap></bitmap></string,></string,></string,></string,></string,></string,>

好了。現在三級緩存策略封裝完畢，接下來定制我們自己的BitmapUtils

/**
* 自定義的加載圖片的工具類，類似於Xutils中的BitmapUtil，在實際使用中，一般使用BitmapUtil，為了理解三級緩存，
* 這裡模擬BitmapUtil自定義了CustomBitmapUtil
* 
* @author ZHY
* 
*/
public class CustomBitmapUtils {
private Bitmap bitmap;
private NetCacheUtils netCacheUtils;
private LocalCacheUtils localCacheUtils;
private MemoryCacheUtils memoryCacheUtils;
public CustomBitmapUtils() {
netCacheUtils = new NetCacheUtils();
localCacheUtils = new LocalCacheUtils();
memoryCacheUtils = new MemoryCacheUtils();
}
/**
* 加載圖片，將當前URL對應的圖片顯示到ivPic的控件上
* 
* @param ivPic
* ImageView控件
* @param url
* 圖片的地址
*/
public void display(ImageView ivPic, String url) {
// 設置默認顯示的圖片
ivPic.setImageResource(R.drawable.ic_launcher);
// 1、內存緩存
bitmap = memoryCacheUtils.getBitmapFromMemory(url);
if (bitmap != null) {
ivPic.setImageBitmap(bitmap);
System.out.println("從內存緩存中加載圖片");
return;
}
// 2、本地磁盤緩存
bitmap = localCacheUtils.getBitmapFromLocal(url);
if (bitmap != null) {
ivPic.setImageBitmap(bitmap);
System.out.println("從本地SD卡加載的圖片");
memoryCacheUtils.setBitmap2Memory(url, bitmap);// 將圖片保存到內存
return;
}
// 3、網絡緩存
netCacheUtils.getBitmapFromNet(ivPic, url);
/*
* 從網絡獲取圖片之後，將圖片保存到手機SD卡中，在進行圖片展示的時候，優先從SD卡中讀取緩存,key是圖片的URL的MD5值，
* value是保存的圖片bitmap
*/
}
}

在mainActivity中使用ListView加載網絡圖片

/**
* Android中三級緩存--網絡緩存-本地緩存-內存緩存
* 
* @author ZHY
* 
*/
public class MainActivity extends Activity {
private ListView list;
private Button btn;
private CustomBitmapUtils utils;
private static final String BASE_URL = "http://192.168.0.148:8080/pics";
// 初始化一些網絡圖片
String[] urls = { BASE_URL + "/1.jpg", BASE_URL + "/2.jpg",
BASE_URL + "/3.jpg", BASE_URL + "/4.jpg", BASE_URL + "/5.jpg",
BASE_URL + "/6.jpg", BASE_URL + "/7.jpg", BASE_URL + "/8.jpg",
BASE_URL + "/9.jpg", BASE_URL + "/10.jpg", BASE_URL + "/11.jpg",
BASE_URL + "/12.jpg", BASE_URL + "/13.jpg", BASE_URL + "/14.jpg",
BASE_URL + "/15.jpg", BASE_URL + "/16.jpg", BASE_URL + "/17.jpg",
BASE_URL + "/18.jpg", BASE_URL + "/19.jpg", BASE_URL + "/20.jpg",
BASE_URL + "/21.jpg", BASE_URL + "/22.jpg", BASE_URL + "/23.jpg",
BASE_URL + "/24.jpg", BASE_URL + "/25.jpg", BASE_URL + "/26.jpg",
BASE_URL + "/27.jpg", BASE_URL + "/28.jpg", BASE_URL + "/29.jpg",
BASE_URL + "/30.jpg" };
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
list = (ListView) findViewById(R.id.list);
btn = (Button) findViewById(R.id.btn_load);
utils = new CustomBitmapUtils();
// 加載網絡圖片
btn.setOnClickListener(new OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
MyAdapter adapter = new MyAdapter();
list.setAdapter(adapter);
}
});
}
class MyAdapter extends BaseAdapter {
@Override
public int getCount() {
return urls.length;
}
@Override
public String getItem(int position) {
return urls[position];
}
@Override
public long getItemId(int position) {
return position;
}
@Override
public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {
ViewHolder holder;
if (convertView == null) {
convertView = View.inflate(MainActivity.this,
R.layout.item_list, null);
holder = new ViewHolder();
holder.ivPic = (ImageView) convertView.findViewById(R.id.iv);
convertView.setTag(holder);
} else {
holder = (ViewHolder) convertView.getTag();
}
utils.display(holder.ivPic, urls[position]);
return convertView;
}
class ViewHolder {
ImageView ivPic;
}
}
}

運行的結果如下：

程序第一次運行，日志打印如下

之後將圖片緩存在SD卡中，從本地加載圖片

然後將圖片緩存到內存，從內存加載圖片

OK，到目前為止，Android中圖片的三級緩存原理就都介紹完了，我自己本人受益匪淺，希望能夠幫助到需要的朋友。需要源碼的請點擊如下鏈接進行下載。