Android图片加载：采用二级缓存、异步加载网络图片
作者:本站整理 时间:2015-07-24
一、问题描述
Android应用中经常涉及从网络中加载大量图片，为提升加载速度和效率，减少网络流量都会采用二级缓存和异步加载机制，所谓二级缓存就是通过先从内存中获取、再从文件中获取，最后才会访问网络。内存缓存（一级）本质上是Map集合以key-value对的方式存储图片的url和Bitmap信息，由于内存缓存会造成堆内存泄露， 管理相对复杂一些，可采用第三方组件，对于有经验的可自己编写组件，而文件缓存比较简单通常自己封装一下即可。下面就通过案例看如何实现网络图片加载的优化。
二、案例介绍
案例新闻的列表图片
三、主要核心组件
下面先看看实现一级缓存（内存）、二级缓存（磁盘文件）所编写的组件
1、MemoryCache
在内存中存储图片（一级缓存）, 采用了1个map来缓存图片代码如下：
public class MemoryCache {
// 最大的缓存数
private static final int MAX_CACHE_CAPACITY = 30;
//用Map软引用的Bitmap对象, 保证内存空间足够情况下不会被垃圾回收
private HashMap<String, SoftReference<Bitmap>> mCacheMap =
new LinkedHashMap<String, SoftReference<Bitmap>>() {
private static final long serialVersionUID = 1L;
//当缓存数量超过规定大小（返回true）会清除最早放入缓存的
protected boolean removeEldestEntry(
Map.Entry<String,SoftReference<Bitmap>> eldest){
return size() > MAX_CACHE_CAPACITY;};
};
/**
* 从缓存里取出图片
* @param id
* @return 如果缓存有，并且该图片没被释放，则返回该图片，否则返回null
*/
public Bitmap get(String id){
if(!mCacheMap.containsKey(id)) return null;
SoftReference<Bitmap> ref = mCacheMap.get(id);
return ref.get();
}
/**
* 将图片加入缓存
* @param id
* @param bitmap
*/
public void put(String id, Bitmap bitmap){
mCacheMap.put(id, new SoftReference<Bitmap>(bitmap));
}
/**
* 清除所有缓存
*/
public void clear() {
try {
for(Map.Entry<String,SoftReference<Bitmap>>entry :mCacheMap.entrySet())
{ SoftReference<Bitmap> sr = entry.getValue();
if(null != sr) {
Bitmap bmp = sr.get();
if(null != bmp) bmp.recycle();
}
}
mCacheMap.clear();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();}
}
}
2、FileCache
在磁盘中缓存图片(二级缓存)，代码如下
public class FileCache {
//缓存文件目录
private File mCacheDir;
/**
* 创建缓存文件目录，如果有SD卡，则使用SD，如果没有则使用系统自带缓存目录
* @param context
* @param cacheDir 图片缓存的一级目录
*/
public FileCache(Context context, File cacheDir, String dir){
if(android.os.Environment.getExternalStorageState().equals、(android.os.Environment.MEDIA_MOUNTED))
mCacheDir = new File(cacheDir, dir);
else
mCacheDir = context.getCacheDir();// 如何获取系统内置的缓存存储路径
if(!mCacheDir.exists()) mCacheDir.mkdirs();
}
public File getFile(String url){
File f=null;
try {
//对url进行编辑，解决中文路径问题
String filename = URLEncoder.encode(url,"utf-8");
f = new File(mCacheDir, filename);
} catch (UnsupportedEncodingException e) {
e.printStackTrace();
}
return f;
}
public void clear(){//清除缓存文件
File[] files = mCacheDir.listFiles();
for(File f:files)f.delete();
}
}
3、编写异步加载组件AsyncImageLoader
android中采用单线程模型即应用运行在UI主线程中，且Android又是实时操作系统要求及时响应否则出现ANR错误，因此对于耗时操作要求不能阻塞UI主线程，需要开启一个线程处理（如本应用中的图片加载）并将线程放入队列中，当运行完成后再通知UI主线程进行更改，同时移除任务——这就是异步任务，在android中实现异步可通过本系列一中所用到的AsyncTask或者使用thread+handler机制，在这里是完全是通过代码编写实现的，这样我们可以更清晰的看到异步通信的实现的本质，代码如下
public class AsyncImageLoader{
private MemoryCache mMemoryCache;//内存缓存
private FileCache mFileCache;//文件缓存
private ExecutorService mExecutorService;//线程池
//记录已经加载图片的ImageView
private Map<ImageView, String> mImageViews = Collections
.synchronizedMap(new WeakHashMap<ImageView, String>());
//保存正在加载图片的url
private List<LoadPhotoTask> mTaskQueue = new ArrayList<LoadPhotoTask>();
/**
* 默认采用一个大小为5的线程池
* @param context
* @param memoryCache 所采用的高速缓存
* @param fileCache 所采用的文件缓存
*/
public AsyncImageLoader(Context context, MemoryCache memoryCache, FileCache fileCache) {
mMemoryCache = memoryCache;
mFileCache = fileCache;
mExecutorService = Executors.newFixedThreadPool(5);//建立一个容量为5的固定尺寸的线程池（最大正在运行的线程数量）
}
/**
* 根据url加载相应的图片
* @param url
* @return 先从一级缓存中取图片有则直接返回，如果没有则异步从文件（二级缓存）中取，如果没有再从网络端获取
*/
public Bitmap loadBitmap(ImageView imageView, String url) {
//先将ImageView记录到Map中,表示该ui已经执行过图片加载了
mImageViews.put(imageView, url);
Bitmap bitmap = mMemoryCache.get(url);//先从一级缓存中获取图片
if(bitmap == null) {
enquequeLoadPhoto(url, imageView);//再从二级缓存和网络中获取
}
return bitmap;
}
/**
* 加入图片下载队列
* @param url
*/
private void enquequeLoadPhoto(String url, ImageView imageView) {
//如果任务已经存在，则不重新添加
if(isTaskExisted(url))
return;
LoadPhotoTask task = new LoadPhotoTask(url, imageView);
synchronized (mTaskQueue) {
mTaskQueue.add(task);//将任务添加到队列中
}
mExecutorService.execute(task);//向线程池中提交任务，如果没有达到上限(5),则运行否则被阻塞
}
/**
* 判断下载队列中是否已经存在该任务
* @param url
* @return
*/
private boolean isTaskExisted(String url) {
if(url == null)
return false;
synchronized (mTaskQueue) {
int size = mTaskQueue.size();
for(int i=0; i<size; i++) {
LoadPhotoTask task = mTaskQueue.get(i);
if(task != null && task.getUrl().equals(url))
return true;
}
}
return false;
}
/**
* 从缓存文件或者网络端获取图片
* @param url
*/
private Bitmap getBitmapByUrl(String url) {
File f = mFileCache.getFile(url);//获得缓存图片路径
Bitmap b = ImageUtil.decodeFile(f);//获得文件的Bitmap信息
if (b != null)//不为空表示获得了缓存的文件
return b;
return ImageUtil.loadBitmapFromWeb(url, f);//同网络获得图片
}
/**
* 判断该ImageView是否已经加载过图片了（可用于判断是否需要进行加载图片）
* @param imageView
* @param url
* @return
*/
private boolean imageViewReused(ImageView imageView, String url) {
String tag = mImageViews.get(imageView);
if (tag == null || !tag.equals(url))
return true;
return false;
}
private void removeTask(LoadPhotoTask task) {
synchronized (mTaskQueue) {
mTaskQueue.remove(task);
}
}
class LoadPhotoTask implements Runnable {
private String url;
private ImageView imageView;
LoadPhotoTask(String url, ImageView imageView) {
this.url = url;
this.imageView = imageView;
}
@Override
public void run() {
if (imageViewReused(imageView, url)) {//判断ImageView是否已经被复用
removeTask(this);//如果已经被复用则删除任务
return;
}
Bitmap bmp = getBitmapByUrl(url);//从缓存文件或者网络端获取图片
mMemoryCache.put(url, bmp);// 将图片放入到一级缓存中
if (!imageViewReused(imageView, url)) {//若ImageView未加图片则在ui线程中显示图片
BitmapDisplayer bd = new BitmapDisplayer(bmp, imageView, url); Activity a = (Activity) imageView.getContext();
a.runOnUiThread(bd);//在UI线程调用bd组件的run方法，实现为ImageView控件加载图片
}
removeTask(this);//从队列中移除任务
}
public String getUrl() {
return url;
}
}
/**
*
*由UI线程中执行该组件的run方法
*/
class BitmapDisplayer implements Runnable {
private Bitmap bitmap;
private ImageView imageView;
private String url;
public BitmapDisplayer(Bitmap b, ImageView imageView, String url) {
bitmap = b;
this.imageView = imageView;
this.url = url;
}
public void run() {
if (imageViewReused(imageView, url))
return;
if (bitmap != null)
imageView.setImageBitmap(bitmap);
}
}
/**
* 释放资源
*/
public void destroy() {
mMemoryCache.clear();
mMemoryCache = null;
mImageViews.clear();
mImageViews = null;
mTaskQueue.clear();
mTaskQueue = null;
mExecutorService.shutdown();
mExecutorService = null;
}
}
编写完成之后，对于异步任务的执行只需调用AsyncImageLoader中的loadBitmap()方法即可非常方便，对于AsyncImageLoader组件的代码最好结合注释好好理解一下，这样对于Android中线程之间的异步通信就会有深刻的认识。
4、工具类ImageUtil
public class ImageUtil {
/**
* 从网络获取图片，并缓存在指定的文件中
* @param url 图片url
* @param file 缓存文件
* @return
*/
public static Bitmap loadBitmapFromWeb(String url, File file) {
HttpURLConnection conn = null;
InputStream is = null;
OutputStream os = null;
try {
Bitmap bitmap = null;
URL imageUrl = new URL(url);
conn = (HttpURLConnection) imageUrl.openConnection();
conn.setConnectTimeout(30000);
conn.setReadTimeout(30000);
conn.setInstanceFollowRedirects(true);
is = conn.getInputStream();
os = new FileOutputStream(file);
copyStream(is, os);//将图片缓存到磁盘中
bitmap = decodeFile(file);
return bitmap;
} catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
return null;
} finally {
try {
if(os != null) os.close();
if(is != null) is.close();
if(conn != null) conn.disconnect();
} catch (IOException e) { }
}
}
public static Bitmap decodeFile(File f) {
try {
return BitmapFactory.decodeStream(new FileInputStream(f), null, null);
} catch (Exception e) { }
return null;
}
private static void copyStream(InputStream is, OutputStream os) {
final int buffer_size = 1024;
try {
byte[] bytes = new byte[buffer_size];
for (;;) {
int count = is.read(bytes, 0, buffer_size);
if (count == -1)
break;
os.write(bytes, 0, count);
}
} catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
}
四、测试应用
组件之间的时序图：
1、编写MainActivity
public class MainActivity extends Activity {
ListView list;
ListViewAdapter adapter;
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.main);
list=(ListView)findViewById(R.id.list);
adapter=new ListViewAdapter(this, mStrings);
list.setAdapter(adapter);
}
public void onDestroy(){
list.setAdapter(null);
super.onDestroy();
adapter.destroy();
}
private String[] mStrings={
"http://news.21-sun.com/UserFiles/x_Image/x_20150606083511_0.jpg",
"http://news.21-sun.com/UserFiles/x_Image/x_20150606082847_0.jpg",
…..};
}
2、编写适配器
public class ListViewAdapter extends BaseAdapter {
private Activity mActivity;
private String[] data;
private static LayoutInflater inflater=null;
private AsyncImageLoader imageLoader;//异步组件
public ListViewAdapter(Activity mActivity, String[] d) {
this.mActivity=mActivity;
data=d;
inflater = (LayoutInflater)mActivity.getSystemService(
Context.LAYOUT_INFLATER_SERVICE);
MemoryCache mcache=new MemoryCache();//内存缓存
File sdCard = android.os.Environment.getExternalStorageDirectory();//获得SD卡
File cacheDir = new File(sdCard, "jereh_cache" );//缓存根目录
FileCache fcache=new FileCache(mActivity, cacheDir, "news_img");//文件缓存
imageLoader = new AsyncImageLoader(mActivity, mcache,fcache);
}
public int getCount() {
return data.length;
}
public Object getItem(int position) {
return position;
}
public long getItemId(int position) {
return position;
}
public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {
ViewHolder vh=null;
if(convertView==null){
convertView = inflater.inflate(R.layout.item, null);
vh=new ViewHolder();
vh.tvTitle=(TextView)convertView.findViewById(R.id.text);
vh.ivImg=(ImageView)convertView.findViewById(R.id.image);
convertView.setTag(vh);
}else{
vh=(ViewHolder)convertView.getTag();
}
vh.tvTitle.setText("标题信息测试———— "+position);
vh.ivImg.setTag(data[position]);
//异步加载图片，先从一级缓存、再二级缓存、最后网络获取图片
Bitmap bmp = imageLoader.loadBitmap(vh.ivImg, data[position]);
if(bmp == null) {
vh.ivImg.setImageResource(R.drawable.default_big);
} else {
vh.ivImg.setImageBitmap(bmp);
}
return convertView;
}
private class ViewHolder{
TextView tvTitle;
ImageView ivImg;
}
public void destroy() {
imageLoader.destroy();
}
}
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