高效加载Bitmap(一) --BitmapFactory加载bitmap

2017-10-20

有一张64x64的图片，(手机为480dpi)我们先放在drawable-xhdpi目录下。

效果如下

同样的手机，我们把图片放到drawable-xxxhdpi目录下。

效果如下

图片很明显变小了。


    BitmapFactory.Options options=new BitmapFactory.Options();
    options.inDensity=320;
    Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.zan1, options);

    imageView.setImageBitmap(bitmap);

但是，如果我们更改inDensity的值，它又变回来了。

1、屏幕密度，DPI，PX，DP

1、屏幕密度

（Screen density）指的是屏幕里像素值浓度，分辨率/屏幕尺寸可以反映出手机密度。为了方便，Android将屏幕密度分为6种，low, medium, high, extra-high, extra-extra-high, and extra-extra-extra-high.

2、DPI

每英寸像素数，可以反映屏幕的清晰度，计算公式为屏幕对角线的像素点/对角线的长度（物理长度）

如小米2s 屏幕分辨率为720px*1280px，4.3英寸。

dpi=√ (720^2 +1280^2) /4.3 = 342ppi。

3、PX

像素，电子屏幕上组成一幅图画或照片的最基本单元，如分辨率为720px*1280px，就是横向720个像素，纵向1280个像素。

4、DP

是安卓开发用的长度单位，1dp表示的是在每英寸像素数为160时1px的长度。

举个例子，在一个屏幕密度为480dpi的手机上。

1px=dp*(dpi/160)=3dp。

在屏幕密度为160dpi的手机上。

1px=dp*(dpi/160)=1dp。

所以Android一般用dp来作为单位，从而动态适配控件的大小，已达到最佳效果。

5、具体的数据

ldpi (low) ~120dpi
mdpi (medium) ~160dpi
hdpi (high) ~240dpi
xhdpi (extra-high) ~320dpi
xxhdpi (extra-extra-high) ~480dpi
xxxhdpi (extra-extra-extra-high) ~640dpi

2、BitmapFactory解析Bitmap的原理。

BitmapFactory提供了六种解析Bitmap的方法

BitmapFactory.decodeResource();
BitmapFactory.decodeByteArray();
BitmapFactory.decodeFile();
BitmapFactory.decodeStream();
BitmapFactory.decodeFileDescriptor();
BitmapFactory.decodeResourceStream();

分别从资源,字节数组,文件和流中加载一个Bitmap对象，而一般常用的是前四种。而，decodeFile和decodeResource以及decodeResourceStream最终又调用了decodeStream方法。

这些方法最终都是在Android的底层实现，对应着BitmapFactory的几个native方法。

这里面有一个值得注意的地方，decodeResource在调用decodeStream之前，多调用了一个decodeResourceStream 方法。根据当前设备屏幕像素密度densityDpi的值进行缩放适配操作

 /**
     * Decode a new Bitmap from an InputStream. This InputStream was obtained from
     * resources, which we pass to be able to scale the bitmap accordingly.
        如果这个输入流是从resource，我们可以调整bitmap适应的比例
     */
    public static Bitmap decodeResourceStream(Resources res, TypedValue value,
            InputStream is, Rect pad, Options opts) {

        if (opts == null) {
            opts = new Options();
        }

        if (opts.inDensity == 0 && value != null) {
        //像素密度--根据资源文件不同位置，值不同
            final int density = value.density;
            //如果是默认位置，比如drawable文件，则是160
            if (density == TypedValue.DENSITY_DEFAULT) {
            //160像素密度 标准 1dp=1px
                opts.inDensity = DisplayMetrics.DENSITY_DEFAULT;
            } else if (density != TypedValue.DENSITY_NONE) {
                opts.inDensity = density;
            }
        }

        if (opts.inTargetDensity == 0 && res != null) {
        //屏幕像素密度--固定值
            opts.inTargetDensity = res.getDisplayMetrics().densityDpi;
        }

        return decodeStream(is, pad, opts);
    }

    public static Bitmap decodeStream(InputStream is, Rect outPadding, Options opts) {
        /
        Bitmap bm = null;

        try {
            if (is instanceof AssetManager.AssetInputStream) {
                final long asset = ((AssetManager.AssetInputStream) is).getNativeAsset();
                bm = nativeDecodeAsset(asset, outPadding, opts);
            } else {
                bm = decodeStreamInternal(is, outPadding, opts);
            }

            if (bm == null && opts != null && opts.inBitmap != null) {
                throw new IllegalArgumentException("Problem decoding into existing bitmap");
            }

            setDensityFromOptions(bm, opts);
        } finally {
            Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_GRAPHICS);
        }

        return bm;
    }

    private static void setDensityFromOptions(Bitmap outputBitmap, Options opts) {
        if (outputBitmap == null || opts == null) return;

        final int density = opts.inDensity;
        if (density != 0) {
            outputBitmap.setDensity(density);
            final int targetDensity = opts.inTargetDensity;
            if (targetDensity == 0 || density == targetDensity || density == opts.inScreenDensity) {
                return;
            }

            byte[] np = outputBitmap.getNinePatchChunk();
            final boolean isNinePatch = np != null && NinePatch.isNinePatchChunk(np);
            if (opts.inScaled || isNinePatch) {
                outputBitmap.setDensity(targetDensity);
            }
        } else if (opts.inBitmap != null) {
            // bitmap was reused, ensure density is reset
            outputBitmap.setDensity(Bitmap.getDefaultDensity());
        }
    }

这段代码，给opts.inDensity 和opts.inTargetDensity进行赋值。

opts.inDensity=value.density，这个值是根据资源文件的容器动态改变的，比如在xxhdpi中值为480，在xxxhdpi中值为640。

而opts.inTargetDensity=res.getDisplayMetrics().densityDpi，这个值则是固定的屏幕密度值，根据每台手机获取不同，但是不会变的值，是固定的。

在把值赋给options之后，调用native方法解析bitmap，而在解析完成之后，又调用了setDensityFromOptions，先把density赋值给Bitmap，然后判断targetDensity是否为0，density 是否等于targetDensity，density是否等于屏幕密度，如果满足，就不会把targetDensity设置给Bitmap，总之这段代码，通过inScaled，inDensity，inTargetDensity来给bitmap的inDensity参数经行赋值。

公式：输出图片的宽高= 原图片的宽高 / inSampleSize * (inTargetDensity / inDensity)


BitmapFactory.Options options=new BitmapFactory.Options();
        options.inDensity=160;
        options.inTargetDensity=480;
        Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.zan1, options);
           Log.d("AAA","width "+bitmap.getWidth()=192);
        Log.d("AAA","height "+bitmap.getHeight())=192;

2、Bitmap的优化策略

这里主要用到BitmapFactory.options的inSampleSize的属性，也就是采样率。

举个例子，如一个ImageView的尺寸只有100x100，但是图片的大小为200x200，如果不经处理加载给imageView，是完全没必要的，我们可以将它缩小为100x100之后再加载给imageView,从而有效提高Bitmap加载时的性能。

inSampleSize默认为1，最小也是1，采样的大小跟原图一样大。Google文档中指出，inSampleSize的取值为2的指数，也就是1，2，4，8等。

如inSampleSize为2，图片的宽高就是一半也就是1/2，那图片的大小就缩小了1/4。

以ARGB888为例，一个像素占用4字节。一张1024x1024像素的图片占用内存为 1024x1024x4=4M。采样率为2时，就为512x512x4=1M。

直接上代码


public Bitmap decodeResource(Resources res,int resId,int rWidth,int rHeight){
        BitmapFactory.Options options=new BitmapFactory.Options();
        //为true，表示只获取参数信息，如宽高等，而不会把bitmap加载到内存.
        options.inJustDecodeBounds=true;
        BitmapFactory.decodeResource(getResources(),R.drawable.image,options);
        //计算inSampleSize
        options.inSampleSize= caculateInSampleSize(options,rWidth,rHeight); 
        options.inJustDecodeBounds=false;
        return BitmapFactory.decodeResource(getResources(),R.drawable.image,options);
    }

    private int caculateInSampleSize(BitmapFactory.Options options, int rWidth, int rHeight) {
        if(rWidth==1||rHeight==1){
            return 1;
        }

        int inSampleSize=1;
        int width = options.outWidth;
        int height = options.outHeight;

        if(width>rWidth||height>rHeight){
            int halfWidth = width / 2;
            int haflHeight = height / 2;
            while ((halfWidth/inSampleSize)>=rWidth&&
                    (haflHeight/inSampleSize)>=rHeight){
                inSampleSize*=2;
            }
        }
        return inSampleSize;
    }

最后，放上BitmapFactory.Options的属性解析，以备查阅

inBitmap——在解析Bitmap时重用该Bitmap，不过必须等大的Bitmap而且inMutable须为true
inMutable——配置Bitmap是否可以更改，比如：在Bitmap上隔几个像素加一条线段
inJustDecodeBounds——为true仅返回Bitmap的宽高等属性
inSampleSize——须&gt;=1,表示Bitmap的压缩比例，如：inSampleSize=4，将返回一个是原始图的1/16大小的Bitmap
inPreferredConfig——Bitmap.Config.ARGB_8888等
inDither——是否抖动，默认为false
inPremultiplied——默认为true，一般不改变它的值
inDensity——Bitmap的像素密度
inTargetDensity——Bitmap最终的像素密度
inScreenDensity——当前屏幕的像素密度
inScaled——是否支持缩放，默认为true，当设置了这个，Bitmap将会以inTargetDensity的值进行缩放
inPurgeable——当存储Pixel的内存空间在系统内存不足时是否可以被回收
inInputShareable——inPurgeable为true情况下才生效，是否可以共享一个InputStream
inPreferQualityOverSpeed——为true则优先保证Bitmap质量其次是解码速度
outWidth——返回的Bitmap的宽
outHeight——返回的Bitmap的高
inTempStorage——解码时的临时空间，建议16*1024