關於Android中的三級緩衝

標籤：object   .com   sd卡   output   rri   try   sync   str   理解   

        三級緩衝的提出就是為了提升使用者體驗。當我們第一次開啟應用擷取圖片時，先到網路去下載圖片，然後依次存入記憶體緩衝，磁碟緩衝，當我們再一次需要用到剛才下載的這張圖片時，就不需要再重複的到網路上去下載，直接可以從記憶體緩衝和磁碟緩衝中找，由於記憶體緩衝速度較快，我們優先到記憶體緩衝中尋找該圖片，如果找到則運用，如果沒有找到（記憶體緩衝大小有限），那麼我們再到磁碟緩衝中去找。只要我們合理的去協調這三層緩衝運用，便可以提升應用效能。三級緩衝指的是：記憶體緩衝、本機快取、網路緩衝。其各自的特點是記憶體緩衝速度快, 優先讀取，本機快取速度其次, 記憶體沒有,讀本地，網路緩衝速度最慢, 本地也沒有,才訪問網路。對於網路緩衝理解起來較為容易直接從網路中擷取資源，本機快取可以存在SD卡中，記憶體緩衝一般存在數組或集合中。需要在注意的是，數組和集合的生命週期依賴於它存在的activity中，因此當程式退出，一般情況下數組和集合中的資源會被釋放。在具體瞭解三級緩衝的工作原理之前有必要先介紹幾個概念。

       執行個體和對象：
          對象是類的一個執行個體，建立對象的過程也叫類的執行個體化。對象是以類為模板來建立的。這樣在安卓的底部就會用堆來儲存物件的執行個體，棧來儲存類的對象。引用是指某些對象的執行個體化需要其它的對象執行個體，比如ImageView的執行個體化就需要Context對象，就是表示ImageView對於Context持有引用(ImageView holds a reference to Context)。

       記憶體回收機制（GC）：
          對虛擬機器可用記憶體空間，即堆空間中的對象進行識別，如果對象正在被引用，那麼稱其為存活對象，反之，如果對象不再被引用，則為垃圾對象，可以回收其佔據的空間，用於再分配。更細緻來講就是對於GC來說，當程式員建立對象時，GC就開始監控這個對象的地址、大小以及使用方式。通常GC採用有向圖的方式記錄並管理堆中的所有對象，通過這種方式確定哪些對象時“可達”，哪些對象時“不可達”。當對象不可達的時候，即對象不再被引用的時候，就會被記憶體回收。該機制對虛擬機器中的記憶體進行標記，並確定哪些記憶體需要回收，根據一定的回收策略，自動的回收記憶體，永不停息（Nerver Stop）的保證虛擬機器中的記憶體空間，防止出現記憶體泄露和溢出問題。

       記憶體泄露：
          當不再需要某個執行個體後，但是這個對象卻仍然被引用，這個情況就叫做記憶體泄露(Memory Leak)。安卓虛擬機器為每一個應用程式指派一定的記憶體空間，當記憶體泄露到達一定的程度就會造成記憶體溢出。

       記憶體的引用：
          記憶體的引用層級包括，強引用、軟引用、弱引用、虛引用。強引用是預設的引用方式, 即使記憶體溢出,也不會回收。軟引用（softReference）, 記憶體不夠時, 會考慮回收。 弱引用 （WeakReference）記憶體不夠時, 更會考慮回收。虛引用（PhantomReference） 記憶體不夠時, 最優先考慮回收! 一般我們常用到的引用就是強引用，比如引用建立一個成員變數裡面的引用。對於GC來說， SoftReference的強度明顯低於 SrongReference。SoftReference修飾的引用，其告訴GC：我是一個 軟引用，當記憶體不足的時候，我指向的這個記憶體是可以給你釋放掉的。一般對於這種佔用記憶體資源比較大的，又不是必要的變數；或者一些佔用大量記憶體資源的一些緩衝的變數，就需要考慮 SoftReference。對於GC來說， WeakReference 的強度又明顯低於 SoftReference 。 WeakReference 修飾的引用，其告訴GC：我是一個弱引用，對於你的要求我沒有話說，我指向的這個記憶體是可以給你釋放掉的。虛引用其實和上面講到的各種引用不是一回事的，他主要是為跟蹤一個對象何時被GC回收。在android裡面也是有用到的：FileCleaner.java 。這些避免記憶體溢出的引用方式在Android 2.3+的版本上已經不再起太大作用, 因為記憶體回收行程會頻繁回收非強引用的對象, Android官方建議使用LRUCache。所以當我們用軟引用進行記憶體緩衝時會發現記憶體中的資源會被系統頻繁回收。最終是從本地進行讀資料。

        這樣我們就能很好的理解要三級緩衝了。首先，在記憶體讀資料。記憶體中讀資料需要用到最近最少引用演算法（lrucache）。Lrucache演算法要求為new LruCache<String, Bitmap>()傳入一個分配給軟體的最大記憶體，同時重寫sizeof（）方法，計算每一張圖片的大小。這樣就可以直接調用LruCache的put（）和get（）方法。當發現記憶體中沒用資料是時，找到SD卡中的隱藏檔。通過Bitmap的compress()方法向檔案夾中寫資料，通過位元影像工廠BitmapFactory的decodeStream()讀取資料，同時可以為decodeStream（）方法傳入options參數，縮小圖片。最後如果，本地仍然沒有擷取資料，在從網路擷取。網路擷取資料可以用非同步任務來執行（耗時操作不能再主線程中執行）。非同步任務需要重寫onPostExecute()方法和doInBackground()方法。doInBackground()方法中訪問網路，這裡用到的是Httpurlconnection，通過串連得到輸入資料流，利用位元影像工廠轉換成位元影像，返回。onPostExecute()方法在doInBackground()方法執行後執行，傳入的參數數doInBackground()方法的傳回值。

      接下來是代碼實,這是我調用工具類的寫法：

import android.os.Bundle;import android.support.v7.app.AppCompatActivity;import android.widget.ImageView;import com.example.huang.demo.utils.CacheUtils;public class MainActivity extends AppCompatActivity {    private static final String TAG = "MainActivity";    private ImageView iv;    @Override    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {        super.onCreate(savedInstanceState);        setContentView(R.layout.activity_main);        getBitmap();    }    private void getBitmap() {        iv = (ImageView) findViewById(R.id.iv);        CacheUtils utils = new CacheUtils();        utils.diaplay(iv,"http://192.168.23.48:8080/test.jpg");        }}

         布局檔案只要一個imageview就不單獨寫出來，直接來看緩衝工具類：

import android.graphics.Bitmap;import android.util.Log;import android.widget.ImageView;/** * Created by huang on 2016/12/3. */public class CacheUtils {    private static final String TAG = "CacheUtils";    private MemoryCacheUtils mMemoryCacheUtils;    private LocalCacheUtils mLocalCacheUtils;    private NetCacheUtils mNetCacheUtils;    public CacheUtils() {        mMemoryCacheUtils = new MemoryCacheUtils();        mLocalCacheUtils = new LocalCacheUtils();        mNetCacheUtils = new NetCacheUtils(mMemoryCacheUtils, mLocalCacheUtils);    }    public void diaplay(ImageView imageView, String url) {        //記憶體緩衝   生命週期同調用者        Bitmap bitmap = mMemoryCacheUtils.getBitmapToMemory(url);        if (bitmap != null) {            imageView.setImageBitmap(bitmap);            Log.i(TAG, "diaplay: 221111111111");            return;        }        //本機快取        bitmap = LocalCacheUtils.getBitmapToLoacl(url);        if (bitmap != null) {            Log.i(TAG, "diaplay: 1111111");            imageView.setImageBitmap(bitmap);            mMemoryCacheUtils.putBitmapToMemory(bitmap, url);            return;        }        //網路緩衝        mNetCacheUtils.getBitmapFromNet(imageView, url);    }}

          記憶體緩衝的工具類

import android.graphics.Bitmap;import android.util.Log;import android.util.LruCache;import static android.content.ContentValues.TAG;/** * Created by huang on 2016/12/3. */public class MemoryCacheUtils {    private LruCache<String, Bitmap> mMemoryCache;    public MemoryCacheUtils() {        int maxmemory = (int) Runtime.getRuntime().maxMemory();        Log.i(TAG, "MemoryCacheUtils: " + maxmemory);        mMemoryCache = new LruCache<String, Bitmap>(maxmemory / 8) {            @Override            protected int sizeOf(String key, Bitmap value) {                return value.getRowBytes() * value.getHeight();            }        };    }    public void putBitmapToMemory(Bitmap bitmap, String url) {        Log.i(TAG, "putBitmapToMemory: ");        mMemoryCache.put(url, bitmap);    }    public Bitmap getBitmapToMemory(String url) {        Log.i(TAG, "getBitmapToMemory: ");        Bitmap bitmap = mMemoryCache.get(url);        return bitmap;    }}

 

        本機快取（SD卡）的工具類：

import android.graphics.Bitmap;import android.graphics.BitmapFactory;import android.os.Environment;import android.util.Log;import java.io.File;import java.io.FileInputStream;import java.io.FileNotFoundException;import java.io.FileOutputStream;import static android.content.ContentValues.TAG;/** * Created by huang on 2016/12/3. */public class LocalCacheUtils {    public static void putBitmapToLoacl(Bitmap bitmap, String url) {        String encode = Md5Utils.encode(url);        File file = new File(Environment.getExternalStorageDirectory(), encode);        Log.i(TAG, "putBitmapToLoacl: " + file.toString());        File parent = file.getParentFile();        if (!parent.exists()) {            parent.mkdirs();        }        try {            bitmap.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG, 100, new FileOutputStream(file));        } catch (FileNotFoundException e) {            e.printStackTrace();        }    }    public static Bitmap getBitmapToLoacl(String url) {        String encode = Md5Utils.encode(url);        File file = new File(Environment.getExternalStorageDirectory(), encode);        if (file.exists()) {            BitmapFactory.Options opts = new BitmapFactory.Options();            opts.inSampleSize = 3;            try {                Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(new FileInputStream(file), null, opts);                return bitmap;            } catch (FileNotFoundException e) {                e.printStackTrace();                return null;            }        }        return null;    }}

       網路緩衝的工具類：

import android.graphics.Bitmap;import android.graphics.BitmapFactory;import android.os.AsyncTask;import android.widget.ImageView;import java.io.IOException;import java.io.InputStream;import java.net.HttpURLConnection;import java.net.URL;/** * Created by huang on 2016/12/3. */public class NetCacheUtils {    private MemoryCacheUtils mMemoryCacheUtils;    private LocalCacheUtils mLocalCacheUtils;    public NetCacheUtils(MemoryCacheUtils mMemoryCacheUtils, LocalCacheUtils mLocalCacheUtils) {        this.mLocalCacheUtils = mLocalCacheUtils;        this.mMemoryCacheUtils = mMemoryCacheUtils;    }    public void getBitmapFromNet(ImageView imageView, String url) {        imageView.setTag(url);        Bitmaptask task = new Bitmaptask();        task.execute(imageView, url);    }    class Bitmaptask extends AsyncTask<Object, Void, Bitmap> {        private HttpURLConnection urlConnection;        private ImageView imageView;        private String url;        @Override        protected void onPostExecute(Bitmap bitmap) {            if (bitmap != null) {                if (url.equals(imageView.getTag())) {                    imageView.setImageBitmap(bitmap);                    System.out.print("onPostExecute");                    mLocalCacheUtils.putBitmapToLoacl(bitmap, url);                    mMemoryCacheUtils.putBitmapToMemory(bitmap, url);                }            }        }        @Override        protected Bitmap doInBackground(Object[] params) {            imageView = (ImageView) params[0];            url = (String) params[1];            Bitmap bitmap = downloadFromNet(url);            return bitmap;        }        private Bitmap downloadFromNet(String url) {            try {                urlConnection = (HttpURLConnection) new URL(url).openConnection();                urlConnection.setConnectTimeout(5000);                urlConnection.setRequestMethod("GET");                int responseCode = urlConnection.getResponseCode();                if (responseCode == 200) {                    InputStream inputStream = urlConnection.getInputStream();                    BitmapFactory.Options opts = new BitmapFactory.Options();                    opts.inSampleSize = 2;                    Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(inputStream, null, opts);                    return bitmap;                }            } catch (IOException e) {                e.printStackTrace();                return null;            } finally {                urlConnection.disconnect();            }            return null;        }    }}

      本機快取中用到的MD5Utils工具類：

import java.security.MessageDigest;/** * Created by huang on 2016/12/3. */public class Md5Utils {    public static String encode(String pwd) {        try {            MessageDigest digest = MessageDigest.getInstance("md5");            byte[] bs = digest.digest(pwd.getBytes());            StringBuilder sb = new StringBuilder();            for (byte b : bs) {                int number = b & 0xff;                String str = Integer.toHexString(number);                if (str.length() == 1) {                    sb.append("0");                }                sb.append(number);            }            return sb.toString();        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();            return null;        }    }}

       最後別忘了添加許可權：

    <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />    <uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE" />    <uses-permission android:name="android.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE" />

 

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