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安卓緩存之DiskLruCache及設計(異步+緩存)圖片加載器DiskCacheImageLoader

編輯:關於Android編程

DiskLruCache

DiskLruCache是一套硬盤緩存的解決方案,算法同LruCache基於LRU算法。

DiskLruCache不是由Google官方編寫的,這個類沒有被包含在Android API當中。這個類需要從網上下載

可以到Github這裡下載

一、DiskLruCache的基本使用

1. 初始化DiskLruCache

//創建一個DiskLruCache的實例,需要調用它的open()靜態方法

public static DiskLruCache open(File directory, int appVersion, int valueCount, long maxSize)

File directory:指定的是數據的緩存地址,一般為應用的內部/外部緩存文件夾,這樣當應用卸載時,裡面的數據也會被清除。

int appVersion:指定當前應用程序的版本號。

int valueCount :指定同一個key可以對應多少個緩存文件,一般都是傳1,這樣key和value一一對應,方便查找。

long maxsize:指定最多可以緩存數據的總字節數。

a. 獲取DiskLruCache的緩存目錄,可以根據緩存的類型來傳入不同的參數:

    public File getDiskCacheDir(Context context, String uniqueName) {

      String cachePath;
      if (Environment.MEDIA_MOUNTED.equals(Environment.getExternalStorageState())
          || !Environment.isExternalStorageRemovable()) {
        cachePath = context.getExternalCacheDir().getPath();
      } else {
        cachePath = context.getCacheDir().getPath();
      }

      cacheDir = new File(cachePath + File.separator + uniqueName);

      // 判斷緩存文件夾是否存在,不存在則創建             
      if (!cacheDir.exists()) {
            cacheDir.mkdirs();
      }

      return cacheDir;
    }       

當SD卡存在或者SD卡不可被移除的時候,就調用getExternalCacheDir()方法來獲取手機內部緩存路徑,否則就調用getCacheDir()方法來獲取手機外部緩存路徑。前者獲取到的就是 /sdcard/Android/data//cache 這個路徑,後者獲取到的是 /data/data//cache 這個路徑。

b. 獲取應用版本號:

    public int getAppVersion(Context context) {
        try {
          PackageInfo info = context.getPackageManager().getPackageInfo(context.getPackageName(), 0);
          return info.versionCode;
        } catch (NameNotFoundException e) {
          e.printStackTrace();
        }
        return 1;
      }

每當版本號改變,緩存路徑下存儲的所有數據都會被清除掉。

c. 所以創建DiskLruCache對象方式如下:

    private DiskLruCache mDiskCache;

    //指定磁盤緩存大小
    private long DISK_CACHE_SIZE = 1024 * 1024 * 10;//10MB
    //得到緩存文件
    File cacheDir = getDiskCacheDir(mContext, "Bitmap");

    mDiskCache = DiskLruCache.open(cacheDir, getAppVersion(context), 1,DISK_CACHE_SIZE);

2. 將文件寫入DiskLruCache緩存

寫入的操作是借助DiskLruCache.Editor這個類完成,需要調用DiskLruCache的edit()方法來獲取實例。

public Editor edit(String key) throws IOException

edit()方法接收一個參數key,該key將會成為緩存文件的文件名,並且需要和文件的URL是一 一對應。
直接使用URL來作為key不太合適,因為文件的URL中可能包含一些特殊字符,這些字符有可能在命名文件時是不合法的。
最簡單的做法就是將圖片的URL進行MD5編碼,編碼後的字符串肯定是唯一的,並且只會包含0-F這樣的字符,完全符合文件的命名規則。

將文件的URL字符串進行MD5編碼:

public String hashKeyForDisk(String key) {
  String cacheKey;
  try {
    final MessageDigest mDigest = MessageDigest.getInstance("MD5");
    mDigest.update(key.getBytes());
    cacheKey = bytesToHexString(mDigest.digest());
  } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
    cacheKey = String.valueOf(key.hashCode());
  }
  return cacheKey;
}

private String bytesToHexString(byte[] bytes) {
  StringBuilder sb = new StringBuilder();
  for (int i = 0; i < bytes.length; i++) {
    String hex = Integer.toHexString(0xFF & bytes[i]);
    if (hex.length() == 1) {
      sb.append('0');
    }
    sb.append(hex);
  }
  return sb.toString();
}

獲取DiskLruCache.Editor的實例:

String imageUrl = "http://.....jpg";
String key = hashKeyForDisk(imageUrl);

DiskLruCache.Editor editor = mDiskLruCache.edit(key);

獲取editor的輸出流並寫入數據

if (editor != null) {
    OutputStream outputStream = editor.newOutputStream(0);
    if (downloadUrlToStream(url, outputStream)) {
        editor.commit(); // 提交編輯
    } else {
        editor.abort(); // 放棄編輯
    }
    mDiskCache.flush(); // 刷新緩存
}


private boolean downloadUrlToStream(String urlString, OutputStream outputStream) {

  HttpURLConnection urlConnection = null;
  BufferedOutputStream out = null;
  BufferedInputStream in = null;
  try {
    final URL url = new URL(urlString);
    urlConnection = (HttpURLConnection) url.openConnection();
    in = new BufferedInputStream(urlConnection.getInputStream(), 8 * 1024);
    out = new BufferedOutputStream(outputStream, 8 * 1024);
    int b;
    while ((b = in.read()) != -1) {
      out.write(b);
    }
    return true;
  } catch (final IOException e) {
    e.printStackTrace();
  } finally {
    if (urlConnection != null) {
      urlConnection.disconnect();
    }
    try {
      if (out != null) {
        out.close();
      }
      if (in != null) {
        in.close();
      }
    } catch (final IOException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
  return false;
}

注意newOutputStream()方法接收一個index參數,由於前面在設置valueCount的時候指定的是1,這裡index傳0就可以了。

在寫入操作執行完之後,我們還需要調用一下commit()方法進行提交才能使寫入生效,調用abort()方法的話則表示放棄此次寫入。

3. 獲取緩存文件:

a. 通過DiskLruCache的get方法來得到一個Snapshot對象

public synchronized Snapshot get(String key) throws IOException

get()方法要求傳入一個key來獲取到相應的緩存數據,而這個key就是將文件URL進行MD5編碼後的值

String imageUrl = "http://.....jpg";
String key = hashKeyForDisk(imageUrl);

DiskLruCache.Snapshot snapShot = mDiskLruCache.get(key);

b. 通過Snapshot得到一個文件輸入流

InputStream is = snapShot.getInputStream(0);

getInputStream()方法也需要傳一個index參數,這裡傳入0。這是因為我們在open方法中設置了一個key對應一個文件

c. 通過文件輸入流得到文件對象(以獲取bitmap為例)

Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(is);

4. 移除某個key的緩存

借助DiskLruCache的remove()方法移除緩存

public synchronized boolean remove(String key) throws IOException

這個方法不經常被調用。因為DiskLruCache會根據我們在調用open()方法時設定的緩存最大值來自動刪除多余的緩存。

5. 獲取緩存的總字節數和刪除全部緩存

借助DiskLruCache的size()方法獲取緩存的總字節數

public synchronized long size() 

這個方法會返回當前緩存路徑下所有緩存數據的總字節數,以byte為單位。如果應用程序中需要在界面上顯示當前緩存數據的總大小,就可以通過調用這個方法計算出。

public void delete() throws IOException

這個方法用於將所有的緩存數據全部刪除,可以實現手動清理緩存功能。

6. 刷新緩存狀態

 public synchronized void flush() throws IOException {
        checkNotClosed();
        trimToSize();
        journalWriter.flush();
    }

這個方法用於將內存中的操作記錄同步到日志文件(journal文件)當中。這個方法非常重要,因為DiskLruCache能夠正常工作的前提就是要依賴於journal文件中的內容。可在Activity的onPause()方法中去調用一次flush()方法。

二、使用DiskLruCache對圖片進行內存緩存

根據DiskLruCache,我們可以將它封裝在DiskCacheImageLoader來對圖片進行緩存。設計模式為使用單例模式來設計:

可以查看Logcat中顯示的異步任務個數:

package com.cxmscb.cxm.cacheproject;

import android.content.Context;
import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.BitmapFactory;
import android.os.AsyncTask;
import android.os.Build;
import android.os.Environment;
import android.os.Looper;
import android.os.StatFs;
import android.provider.ContactsContract;
import android.util.Log;
import android.widget.ImageView;
import android.widget.ListView;



import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileDescriptor;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.URL;
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

import libcore.io.DiskLruCache;

/**
 * 利用DiskLruCache來緩存圖片
 */
public class DiskCacheImageLoader {


    private Context mContext;

    private Set mTaskSet;

    //DiskLruCache
    private DiskLruCache mDiskCache;


    private static DiskCacheImageLoader mDiskCacheImageLoader;

    public static DiskCacheImageLoader getInstance(Context context){
        if(mDiskCacheImageLoader==null){
            synchronized (DiskCacheImageLoader.class){
                if(mDiskCacheImageLoader==null){
                    mDiskCacheImageLoader = new DiskCacheImageLoader(context);
                }
            }
        }
        return  mDiskCacheImageLoader;
    }


    private DiskCacheImageLoader(Context context) {

        mTaskSet = new HashSet<>();
        mContext = context.getApplicationContext();
        //得到緩存文件
        File diskCacheDir = getDiskCacheDir(mContext, "Bitmap");
        //如果文件不存在 直接創建
        if (!diskCacheDir.exists()) {
            diskCacheDir.mkdirs();
        }

        try {
            mDiskCache = DiskLruCache.open(diskCacheDir, 1, 1,
                            1024*1024*20);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }


    /**
     * 將一個URL轉換成bitmap對象
     *
     */
    public Bitmap getBitmapFromURL(String urlStr) {
        Bitmap bitmap;
        InputStream is = null;

        try {
            URL url = new URL(urlStr);
            HttpURLConnection connection = (HttpURLConnection) url.openConnection();
            is = new BufferedInputStream(connection.getInputStream(), 1024*8);
            bitmap = BitmapFactory.decodeStream(is);
            connection.disconnect();
            return bitmap;
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                if (is != null) {
                    is.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return null;
    }

    /**
     * 將URL中的圖片保存到輸出流中
     *
     */
    private boolean downloadUrlToStream(String urlString, OutputStream outputStream) {
        HttpURLConnection urlConnection = null;
        BufferedOutputStream out = null;
        BufferedInputStream in = null;
        try {
            final URL url = new URL(urlString);
            urlConnection = (HttpURLConnection) url.openConnection();
            in = new BufferedInputStream(urlConnection.getInputStream(), 1024*8);
            out = new BufferedOutputStream(outputStream, 1024*8);
            int b;
            while ((b = in.read()) != -1) {
                out.write(b);
            }
            return true;
        } catch (final IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (urlConnection != null) {
                urlConnection.disconnect();
            }
            try {
                if (out != null) {
                    out.close();
                }
                if (in != null) {
                    in.close();
                }
            } catch (final IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return false;
    }



    /**
     * 普通地加載url
     *
     */
    public void loadImage(ImageView imageView,String url){
        //從緩存中取出圖片
        Bitmap bitmap = null;
        try {
            bitmap = getBitmapFromDiskCache(url);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //如果緩存中沒有,則需要從網絡中下載
        if (bitmap == null) {
            DiskCacheAsyncTask task = new DiskCacheAsyncTask(imageView);
            task.execute(url);
            mTaskSet.add(task);
        } else {
            //如果緩存中有 直接設置
            imageView.setImageBitmap(bitmap);
        }
    }

    /**
     * 為listview加載從start到end的所有的Image
     *
     */
    public void loadTagedImagesInListView(int start, int end,String[] urls,ListView mListView) {
        for (int i = start; i < end; i++) {
            String url = urls[i];
            ImageView imageView = (ImageView) mListView.findViewWithTag(url);
            loadImage(imageView,url);
        }
        Log.i("num of task"," "+mTaskSet.size());
    }



    /**
     * 創建緩存文件
     *
     */
    public File getDiskCacheDir(Context context, String filePath) {
        boolean externalStorageAvailable = Environment
                .getExternalStorageState().equals(Environment.MEDIA_MOUNTED);
        final String cachePath;
        if (externalStorageAvailable) {
            cachePath = context.getExternalCacheDir().getPath();
        } else {
            cachePath = context.getCacheDir().getPath();
        }

        return new File(cachePath + File.separator + filePath);
    }



    /**
     * 將URL轉換成key
     *
     */
    private String hashKeyFormUrl(String url) {
        String cacheKey;
        try {
            final MessageDigest mDigest = MessageDigest.getInstance("MD5");
            mDigest.update(url.getBytes());
            cacheKey = bytesToHexString(mDigest.digest());
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            cacheKey = String.valueOf(url.hashCode());
        }
        return cacheKey;
    }

    /**
     * 將Url的字節數組轉換成哈希字符串
     *
     */
    private String bytesToHexString(byte[] bytes) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < bytes.length; i++) {
            String hex = Integer.toHexString(0xFF & bytes[i]);
            if (hex.length() == 1) {
                sb.append('0');
            }
            sb.append(hex);
        }
        return sb.toString();
    }

    /**
     * 將Bitmap寫入緩存
     *
     */
    private Bitmap addBitmapToDiskCache(String url) throws IOException {


        if (mDiskCache == null) {
            return null;
        }

        //設置key,並根據URL保存輸出流的返回值決定是否提交至緩存
        String key = hashKeyFormUrl(url);
        //得到Editor對象
        DiskLruCache.Editor editor = mDiskCache.edit(key);
        if (editor != null) {
            OutputStream outputStream = editor.newOutputStream(0);
            if (downloadUrlToStream(url, outputStream)) {
                //提交寫入操作
                editor.commit();
            } else {
                //撤銷寫入操作
                editor.abort();
            }
            mDiskCache.flush();
        }
        return getBitmapFromDiskCache(url);
    }


    /**
     * 從緩存中取出Bitmap
     *
     */
    private Bitmap getBitmapFromDiskCache(String url) throws IOException {

        //如果緩存中為空  直接返回為空
        if (mDiskCache == null) {
            return null;
        }

        //通過key值在緩存中找到對應的Bitmap
        Bitmap bitmap = null;
        String key = hashKeyFormUrl(url);
        //通過key得到Snapshot對象
        DiskLruCache.Snapshot snapShot = mDiskCache.get(key);
        if (snapShot != null) {
            //得到文件輸入流
            InputStream ins = snapShot.getInputStream(0);

            bitmap = BitmapFactory.decodeStream(ins);
        }
        return bitmap;
    }






    /**
     * 異步任務類
     */
    private class DiskCacheAsyncTask extends AsyncTask {
        private ImageView imageView;

        public DiskCacheAsyncTask(ImageView imageView){
            this.imageView = imageView;
        }


        @Override
        protected Bitmap doInBackground(String... params) {

            Bitmap bitmap = getBitmapFromURL(params[0]);
            //保存到緩存中
            if (bitmap != null) {
                try {
                    //寫入緩存
                    addBitmapToDiskCache(params[0]);
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            return bitmap;
        }

        @Override
        protected void onPostExecute(Bitmap bitmap) {
            super.onPostExecute(bitmap);
            if (imageView != null && bitmap != null) {
                imageView.setImageBitmap(bitmap);
            }
            mTaskSet.remove(this);
            Log.i("num of task"," "+mTaskSet.size());
        }
    }

    /**
     * 停止所有當前正在運行的任務
     */
    public void cancelAllTask() {
        if (mTaskSet != null) {
            for (DiskCacheAsyncTask task : mTaskSet) {
                task.cancel(false);
            }
            mTaskSet.clear();
            Log.i("num of task"," "+mTaskSet.size());
        }
    }


}

三、 使用LruCacheImageLoader來加載網絡圖片:

一、項目效果圖:

開始ListView從網絡上加載圖片,關閉網絡退出應用後,再打開應用,從本地DiskLruCache中加載圖片

這裡寫圖片描述<喎?/kf/ware/vc/" target="_blank" class="keylink">vcD4NCjxwPjxjb2RlPjxjb2RlPjxjb2RlPjxjb2RlPjxjb2RlPjxjb2RlPjxjb2RlPjxjb2RlPjxjb2RlPjxjb2RlPjxjb2RlPjxjb2RlPjxjb2RlPjxjb2RlPjxjb2RlPjxjb2RlPjxjb2RlPrb+oaK21Expc3RWaWV3vNPU2M28xqy1xNPFu6+jujwvY29kZT48L2NvZGU+PC9jb2RlPjwvY29kZT48L2NvZGU+PC9jb2RlPjwvY29kZT48L2NvZGU+PC9jb2RlPjwvY29kZT48L2NvZGU+PC9jb2RlPjwvY29kZT48L2NvZGU+PC9jb2RlPjwvY29kZT48L2NvZGU+PC9wPg0KPHByZSBjbGFzcz0="brush:java;"> listView.setOnScrollListener(new AbsListView.OnScrollListener() { @Override public void onScrollStateChanged(AbsListView absListView, int scrollState) { if(scrollState==SCROLL_STATE_IDLE){ mDiskImageLoader.loadTagedImagesInListView(mStart,mEnd,urls,listView); }else { mDiskImageLoader.cancelAllTask(); } } @Override public void onScroll(AbsListView view, int firstVisibleItem, int visibleItemCount, int totalItemCount) { mStart = firstVisibleItem; mEnd = firstVisbleItem + visibleItemCount; if(mFirstIn && visibleItemCount > 0){ mDiskImageLoader.loadTagedImagesInListView(mStart,mEnd,urls,listView); mFirstIn = false; } } });

完整項目地址:

Github地址

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