摘要:原文首發于微信公眾號,歡迎關注交流中緩存的使用比較普遍,使用相應的緩存策略可以減少流量的消耗,也可以在一定程度上提高應用的性能,如加載網絡圖片的情況,不應該每次都從網絡上加載圖片,應該將其緩存到內存和磁盤中,下次直接從內存或磁盤中獲取,緩
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Android 中緩存的使用比較普遍,使用相應的緩存策略可以減少流量的消耗,也可以在一定程度上提高應用的性能,如加載網絡圖片的情況,不應該每次都從網絡上加載圖片,應該將其緩存到內存和磁盤中,下次直接從內存或磁盤中獲取,緩存策略一般使用 LRU(Least Recently Used) 算法,即最近最少使用算法,下面將從內存緩存和磁盤緩存兩個方面以圖片為例 介紹 Android 中如何使用緩存,閱讀本文之前,請先閱讀上篇文章:
Bitmap之位圖采樣和內存計算詳解
內存緩存LruCache 是 Android 3.1 提供的一個緩存類,通過該類可以快速訪問緩存的 Bitmap 對象,內部采用一個 LinkedHashMap 以強引用的方式存儲需要緩存的 Bitmap 對象,當緩存超過指定的大小之前釋放最近很少使用的對象所占用的內存。
注意:Android 3.1 之前,一個常用的內存緩存是一個 SoftReference 或 WeakReference 的位圖緩存,現在已經不推薦使用了。Android 3.1 之后,垃圾回收器更加注重回收 SoftWeakference/WeakReference,這使得使用該種方式實現緩存很大程度上無效,使用 support-v4 兼容包中的 LruCache 可以兼容 Android 3.1 之前的版本。
LruCache 的使用初始化 LruCache
首先計算需要的緩存大小,具體如下:
//第一種方式: ActivityManager manager = (ActivityManager) getSystemService(ACTIVITY_SERVICE); //獲取當前硬件條件下應用所占的大致內存大小,單位為M int memorySize = manager.getMemoryClass();//M int cacheSize = memorySize/ 8; //第二種方式(比較常用) int memorySize = (int) Runtime.getRuntime().maxMemory();//bytes int cacheSize = memorySize / 8;
然后,初始化 LruCache ,具體如下:
//初始化 LruCache 且設置了緩存大小 LruCachelruCache = new LruCache (cacheSize){ @Override protected int sizeOf(String key, Bitmap value) { //計算每一個緩存Bitmap的所占內存的大小,內存單位應該和 cacheSize 的單位保持一致 return value.getByteCount(); } };
添加 Bitmap 對象到 LruCache 緩存中
//參數put(String key,Bitmap bitmap) lruCache.put(key,bitmap)
獲取緩存中的圖片并顯示
//參數get(String key) Bitmap bitmap = lruCache.get(key); imageView.setImageBitmap(bitmap);
下面使用 LruCache 加載一張網絡圖片來演示 LruCache 的簡單使用。
加載網絡圖片創建一個簡單的 ImageLoader,里面封裝獲取緩存 Bitmap 、添加 Bitmap 到緩存中以及從緩存中移出 Bitmap 的方法,具體如下:
//ImageLoader public class ImageLoader { private LruCachelruCache; public ImageLoader() { int memorySize = (int) Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024; int cacheSize = memorySize / 8; lruCache = new LruCache (cacheSize){ @Override protected int sizeOf(String key, Bitmap value) { //計算每一個緩存Bitmap的所占內存的大小 return value.getByteCount()/1024; } }; } /** * 添加Bitmapd到LruCache中 * @param key * @param bitmap */ public void addBitmapToLruCache(String key, Bitmap bitmap){ if (getBitmapFromLruCache(key)==null){ lruCache.put(key,bitmap); } } /** * 獲取緩存的Bitmap * @param key */ public Bitmap getBitmapFromLruCache(String key){ if (key!=null){ return lruCache.get(key); } return null; } /** * 移出緩存 * @param key */ public void removeBitmapFromLruCache(String key){ if (key!=null){ lruCache.remove(key); } } }
然后創建一個線程類用于加載圖片,具體如下:
//加載圖片的線程 public class LoadImageThread extends Thread { private Activity mActivity; private String mImageUrl; private ImageLoader mImageLoader; private ImageView mImageView; public LoadImageThread(Activity activity,ImageLoader imageLoader, ImageView imageView,String imageUrl) { this.mActivity = activity; this.mImageLoader = imageLoader; this.mImageView = imageView; this.mImageUrl = imageUrl; } @Override public void run() { HttpURLConnection connection = null; InputStream is = null; try { URL url = new URL(mImageUrl); connection = (HttpURLConnection) url.openConnection(); is = connection.getInputStream(); if (connection.getResponseCode() == HttpURLConnection.HTTP_OK){ final Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(is); mImageLoader.addBitmapToLruCache("bitmap",bitmap); mActivity.runOnUiThread(new Runnable() { @Override public void run() { mImageView.setImageBitmap(bitmap); } }); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { if (connection!=null){ connection.disconnect(); } if (is!=null){ try { is.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } } }
然后,在 MainActivity 中使用 ImageLoader 加載并緩存網絡圖片到內存中, 先從內存中獲取,如果緩存中沒有需要的 Bitmap ,則從網絡上獲取圖片并添加到緩存中,使用過程中一旦退出應用,系統將會釋放內存,關鍵方法如下:
//獲取圖片 private void loadImage(){ Bitmap bitmap = imageLoader.getBitmapFromLruCache("bitmap"); if (bitmap==null){ Log.i(TAG,"從網絡獲取圖片"); new LoadImageThread(this,imageLoader,imageView,url).start(); }else{ Log.i(TAG,"從緩存中獲取圖片"); imageView.setImageBitmap(bitmap); } } // 移出緩存 private void removeBitmapFromL(String key){ imageLoader.removeBitmapFromLruCache(key); }
然后在相應的事件里調用上述獲取圖片、移出緩存的方法,具體如下:
@Override public void onClick(View v) { switch (v.getId()){ case R.id.btnLoadLruCache: loadImage(); break; case R.id.btnRemoveBitmapL: removeBitmapFromL("bitmap"); break; } }
下面來一張日志截圖說明執行情況:
磁盤緩存磁盤緩存就是指將緩存對象寫入文件系統,使用磁盤緩存可有助于在內存緩存不可用時縮短加載時間,從磁盤緩存中獲取圖片相較從緩存中獲取較慢,如果可以應該在后臺線程中處理;磁盤緩存使用到一個 DiskLruCache 類來實現磁盤緩存,DiskLruCache 收到了 Google 官方的推薦使用,DiskLruCache 不屬于 Android SDK 中的一部分,首先貼一個 DiskLruCache 的源碼鏈接
DiskLruCache 源碼地址 。
DiskLruCache 的構造方法是私有的,故不能用來創建 DiskLruCache,它提供一個 open 方法用于創建自身,方法如下:
/** * 返回相應目錄中的緩存,如果不存在則創建 * @param directory 緩存目錄 * @param appVersion 表示應用的版本號,一般設為1 * @param valueCount 每個Key所對應的Value的數量,一般設為1 * @param maxSize 緩存大小 * @throws IOException if reading or writing the cache directory fails */ public static DiskLruCache open(File directory, int appVersion, int valueCount, long maxSize) throws IOException { ... // 創建DiskLruCache DiskLruCache cache = new DiskLruCache(directory, appVersion, valueCount, maxSize); if (cache.journalFile.exists()) { ... return cache; } //如果緩存目錄不存在,創建緩存目錄以及DiskLruCache directory.mkdirs(); cache = new DiskLruCache(directory, appVersion, valueCount, maxSize); ... return cache; }
注意:緩存目錄可以選擇 SD 卡上的緩存目錄,及 /sdcard/Android/data/應用包名/cache 目錄,也可以選擇當前應用程序 data 下的緩存目錄,當然可以指定其他目錄,如果應用卸載后希望刪除緩存文件,就選擇 SD 卡上的緩存目錄,如果希望保留數據請選擇其他目錄,還有一點,如果是內存緩存,退出應用之后緩存將會被清除。
DiskLruCache 緩存的添加DiskLruCache 緩存的添加是通過 Editor 完成的,Editor 表示一個緩存對象的編輯對象,可以通過其 edit(String key) 方法來獲取對應的 Editor 對象,如果 Editor 正在使用 edit(String key) 方法將會返回 null,即 DiskLruCache 不允許同時操作同一個緩存對象。當然緩存的添加都是通過唯一的 key 來進行添加操作的,那么什么作為 key 比較方便嗎,以圖片為例,一般講 url 的 MD5 值作為 key ,計算方式如下:
//計算url的MD5值作為key private String hashKeyForDisk(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; } 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(); }
通過 url 的 MD5 的值獲取到 key 之后,就可以通過 DiskLruCache 對象的 edit(String key) 方法獲取 Editor 對象,然后通過 Editor 對象的 commit 方法,大概意思就是釋放 Editir 對象,之后就可以通過 key 進行其他操作咯。
當然,獲取到 key 之后就可以向 DiskLruCache 中添加要緩存的東西咯,要加載一個網絡圖片到緩存中,顯然就是的通過下載的方式將要緩存的東西寫入文件系統中,那么就需要一個輸出流往里面寫東西,主要有兩種處理方式:
創建 OutputStream 寫入要緩存的數據,通過 DiskLruCache 的 edit(String key) 方法獲得 Editor 對象,然后通過 OutputStream 轉換為 Birmap,將該 Bitmap 寫入由 Editor 對象創建的 OutputStream 中,最后調用 Editor 對象的 commit 方法提交;
先獲得 Editor 對象,根據 Editor 對象創建出 OutputStream 直接寫入要緩存的數據,最后調用 Editor 對象的 commit 方法提交;
這里以第一種方式為例,將根據 url 將網絡圖片添加到磁盤緩存中,同時也添加到內存緩存中,具體如下:
//添加網絡圖片到內存緩存和磁盤緩存 public void putCache(final String url, final CallBack callBack){ Log.i(TAG,"putCache..."); new AsyncTaskDiskLruCache 緩存的獲取(){ @Override protected Bitmap doInBackground(String... params) { String key = hashKeyForDisk(params[0]); DiskLruCache.Editor editor = null; Bitmap bitmap = null; try { URL url = new URL(params[0]); HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) url.openConnection(); conn.setReadTimeout(1000 * 30); conn.setConnectTimeout(1000 * 30); ByteArrayOutputStream baos = null; if(conn.getResponseCode()==HttpURLConnection.HTTP_OK){ BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(conn.getInputStream()); baos = new ByteArrayOutputStream(); byte[] bytes = new byte[1024]; int len = -1; while((len=bis.read(bytes))!=-1){ baos.write(bytes,0,len); } bis.close(); baos.close(); conn.disconnect(); } if (baos!=null){ bitmap = decodeSampledBitmapFromStream(baos.toByteArray(),300,200); addBitmapToCache(params[0],bitmap);//添加到內存緩存 editor = diskLruCache.edit(key); //關鍵 bitmap.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG, 100, editor.newOutputStream(0)); editor.commit();//提交 } } catch (IOException e) { try { editor.abort();//放棄寫入 } catch (IOException e1) { e1.printStackTrace(); } } return bitmap; } @Override protected void onPostExecute(Bitmap bitmap) { super.onPostExecute(bitmap); callBack.response(bitmap); } }.execute(url); }
在 DiskLruCache 緩存的添加中了解了如何獲取 key,獲取到 key 之后,通過 DiskLruCache 對象的 get 方法獲得 Snapshot 對象,然后根據 Snapshot 對象獲得 InputStream,最后通過 InputStream 就可以獲得 Bitmap ,當然可以利用 上篇文章 中的對 Bitmap 采樣的方式進行適當的調整,也可以在緩存之前先壓縮再緩存,獲取 InputStream 的方法具體如下:
//獲取磁盤緩存 public InputStream getDiskCache(String url) { Log.i(TAG,"getDiskCache..."); String key = hashKeyForDisk(url); try { DiskLruCache.Snapshot snapshot = diskLruCache.get(key); if (snapshot!=null){ return snapshot.getInputStream(0); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } return null; }
DiskLruCache 的主要部分大致如上,下面實現一個簡單的三級緩存來說明 LruCache 和 DiskLruCache 的具體使用,MainActivity 代碼如下:
//MainActivity.java public class MainActivity extends AppCompatActivity { private static final String TAG = "cache_test"; public static String CACHE_DIR = "diskCache"; //緩存目錄 public static int CACHE_SIZE = 1024 * 1024 * 10; //緩存大小 private ImageView imageView; private LruCachelruCache; private LruCacheUtils cacheUtils; private String url = "http://img06.tooopen.com/images/20161012/tooopen_sy_181713275376.jpg"; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_main); imageView = (ImageView) findViewById(R.id.imageView); } @Override protected void onResume() { super.onResume(); cacheUtils = LruCacheUtils.getInstance(); //創建內存緩存和磁盤緩存 cacheUtils.createCache(this,CACHE_DIR,CACHE_SIZE); } @Override protected void onPause() { super.onPause(); cacheUtils.flush(); } @Override protected void onStop() { super.onStop(); cacheUtils.close(); } public void loadImage(View view){ load(url,imageView); } public void removeLruCache(View view){ Log.i(TAG, "移出內存緩存..."); cacheUtils.removeLruCache(url); } public void removeDiskLruCache(View view){ Log.i(TAG, "移出磁盤緩存..."); cacheUtils.removeDiskLruCache(url); } private void load(String url, final ImageView imageView){ //從內存中獲取圖片 Bitmap bitmap = cacheUtils.getBitmapFromCache(url); if (bitmap == null){ //從磁盤中獲取圖片 InputStream is = cacheUtils.getDiskCache(url); if (is == null){ //從網絡上獲取圖片 cacheUtils.putCache(url, new LruCacheUtils.CallBack () { @Override public void response(Bitmap bitmap1) { Log.i(TAG, "從網絡中獲取圖片..."); Log.i(TAG, "正在從網絡中下載圖片..."); imageView.setImageBitmap(bitmap1); Log.i(TAG, "從網絡中獲取圖片成功..."); } }); }else{ Log.i(TAG, "從磁盤中獲取圖片..."); bitmap = BitmapFactory.decodeStream(is); imageView.setImageBitmap(bitmap); } }else{ Log.i(TAG, "從內存中獲取圖片..."); imageView.setImageBitmap(bitmap); } } }
布局文件比較簡單就不貼代碼了,下面是日志運行截圖說明執行情況,如下圖所示:
這篇文章記錄了 LruCache 和 DiskLruCache 的基本使用方式,至少應該對這兩個緩存輔助類有了一定的了解,它的具體實現請參考源碼。
【文中代碼】:傳送門
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