Android 框架练成 教你打造高效的图片加载框架

1、概述

优秀的图片加载框架不要太多，什么UIL , Volley ,Picasso,Imageloader等等。但是作为一名合格的程序猿，必须懂其中的实现原理，于是乎，今天我就带大家一起来设计一个加载网络、本地的图片框架。有人可能会说，自己写会不会很渣，运行效率，内存溢出神马的。放心，我们拿demo说话，拼得就是速度，奏事这么任性。

好了，如果你看过之前的博文，类似Android Handler 异步消息处理机制的妙用 创建强大的图片加载类，可能会对接下来文章理解会有很大的帮助。没有的话，就跟我往下继续走吧，也不要去看了。

关于加载本地图片，当然了，我手机图片比较少，7000来张：

1、首先肯定不能内存溢出，但是尼玛现在像素那么高，怎么才能保证呢？我相信利用LruCache统一管理你的图片是个不二的选择，所有的图片从LruCache里面取，保证所有的图片的内存不会超过预设的空间。

2、加载速度要刚刚的，我一用力，滑动到3000张的位置，你要是还在从第一张给我加载，尼玛，你以为我打dota呢。所以我们需要引入加载策略，我们不能FIFO，我们选择LIFO，当前呈现给用户的，最新加载；当前未呈现的，选择加载。

3、使用方便。一般图片都会使用GridView作为控件，在getView里面进行图片加载，当然了为了不错乱，可能还需要用户去自己setTag，自己写回调设置图片。当然了，我们不需要这么麻烦，一句话IoadImage(imageview,path）即可，剩下的请交给我们的图片加载框架处理。

做到以上几点，关于本地的图片加载应该就木有什么问题了。

关于加载网络图片，其实原理差不多，就多了个是否启用硬盘缓存的选项，如果启用了，加载时，先从内存中查找，然后从硬盘上找，最后去网络下载。下载完成后，别忘了写入硬盘，加入内存缓存。如果没有启用，那么就直接从网络压缩获取，加入内存即可。

2、效果图

终于扯完了，接下来，简单看个效果图，关于加载本地图片的效果图：可以从Android 超高仿微信图片选择器 图片该这么加载这篇博客中下载Demo运行。

下面演示一个网络加载图片的例子:

80多张从网络加载的图片，可以看到我直接拖到最后，基本是呈现在用户眼前的最先加载，要是从第一张到80多，估计也是醉了。

此外：图片来自老郭的博客，感谢！！！ps:如果你觉得图片不劲爆，Day Day Up找老郭去。

3、完全解析

 

1、关于图片的压缩

不管是从网络还是本地的图片，加载都需要进行压缩，然后显示：

用户要你压缩显示，会给我们什么？一个imageview，一个path，我们的职责就是压缩完成后显示上去。

1、本地图片的压缩

 

a、获得imageview想要显示的大小

想要压缩，我们第一步应该是获得imageview想要显示的大小，没大小肯定没办法压缩？

那么如何获得imageview想要显示的大小呢？

/**
*根据ImageView获适当的压缩的宽和高
*
*@paramimageView
*@return
*/
publicstaticImageSizegetImageViewSize(ImageViewimageView)
{

ImageSizeimageSize=newImageSize();
DisplayMetricsdisplayMetrics=imageView.getContext().getResources()
.getDisplayMetrics();

LayoutParamslp=imageView.getLayoutParams();

intwidth=imageView.getWidth();//获取imageview的实际宽度
if(width<=0)
{
width=lp.width;//获取imageview在layout中声明的宽度
}
if(width<=0)
{
//width=imageView.getMaxWidth();//检查最大值
width=getImageViewFieldValue(imageView,"mMaxWidth");
}
if(width<=0)
{
width=displayMetrics.widthPixels;
}

intheight=imageView.getHeight();//获取imageview的实际高度
if(height<=0)
{
height=lp.height;//获取imageview在layout中声明的宽度
}
if(height<=0)
{
height=getImageViewFieldValue(imageView,"mMaxHeight");//检查最大值
}
if(height<=0)
{
height=displayMetrics.heightPixels;
}
imageSize.width=width;
imageSize.height=height;

returnimageSize;
}

publicstaticclassImageSize
{
intwidth;
intheight;
}

可以看到，我们拿到imageview以后：

首先企图通过getWidth获取显示的宽；有些时候，这个getWidth返回的是0；

那么我们再去看看它有没有在布局文件中书写宽；

如果布局文件中也没有精确值，那么我们再去看看它有没有设置最大值；

如果最大值也没设置，那么我们只有拿出我们的终极方案，使用我们的屏幕宽度；

总之，不能让它任性，我们一定要拿到一个合适的显示值。

可以看到这里或者最大宽度，我们用的反射，而不是getMaxWidth()；维萨呢，因为getMaxWidth竟然要API 16，我也是醉了；为了兼容性，我们采用反射的方案。反射的代码就不贴了。

b、设置合适的inSampleSize

我们获得想要显示的大小，为了什么，还不是为了和图片的真正的宽高做比较，拿到一个合适的inSampleSize，去对图片进行压缩么。

那么首先应该是拿到图片的宽和高：

//获得图片的宽和高，并不把图片加载到内存中
BitmapFactory.Optionsoptions=newBitmapFactory.Options();
options.inJustDecodeBounds=true;
BitmapFactory.decodeFile(path,options);

这三行就成功获取图片真正的宽和高了，存在我们的options里面；

然后我们就可以happy的去计算inSampleSize了：

/**
*根据需求的宽和高以及图片实际的宽和高计算SampleSize
*
*@paramoptions
*@paramwidth
*@paramheight
*@return
*/
publicstaticintcaculateInSampleSize(Optionsoptions,intreqWidth,
intreqHeight)
{
intwidth=options.outWidth;
intheight=options.outHeight;

intinSampleSize=1;

if(width>reqWidth||height>reqHeight)
{
intwidthRadio=Math.round(width*1.0f/reqWidth);
intheightRadio=Math.round(height*1.0f/reqHeight);

inSampleSize=Math.max(widthRadio,heightRadio);
}

returninSampleSize;
}

options里面存了实际的宽和高；reqWidth和reqHeight就是我们之前得到的想要显示的大小；经过比较，得到一个合适的inSampleSize;

有了inSampleSize:

options.inSampleSize=ImageSizeUtil.caculateInSampleSize(options,
width,height);

//使用获得到的InSampleSize再次解析图片
options.inJustDecodeBounds=false;
Bitmapbitmap=BitmapFactory.decodeFile(path,options);
returnbitmap;

经过这几行，就完成图片的压缩了。

上述是本地图片的压缩，那么如果是网络图片呢？

2、网络图片的压缩

 

a、直接下载存到sd卡，然后采用本地的压缩方案。这种方式当前是在硬盘缓存开启的情况下，如果没有开启呢？

b、使用BitmapFactory.decodeStream(is, null, opts);

/**
*根据url下载图片在指定的文件
*
*@paramurlStr
*@paramfile
*@return
*/
publicstaticBitmapdownloadImgByUrl(StringurlStr,ImageViewimageview)
{
FileOutputStreamfos=null;
InputStreamis=null;
try
{
URLurl=newURL(urlStr);
HttpURLConnectionconn=(HttpURLConnection)url.openConnection();
is=newBufferedInputStream(conn.getInputStream());
is.mark(is.available());

Optionsopts=newOptions();
opts.inJustDecodeBounds=true;
Bitmapbitmap=BitmapFactory.decodeStream(is,null,opts);

//获取imageview想要显示的宽和高
ImageSizeimageViewSize=ImageSizeUtil.getImageViewSize(imageview);
opts.inSampleSize=ImageSizeUtil.caculateInSampleSize(opts,
imageViewSize.width,imageViewSize.height);

opts.inJustDecodeBounds=false;
is.reset();
bitmap=BitmapFactory.decodeStream(is,null,opts);

conn.disconnect();
returnbitmap;

}catch(Exceptione)
{
e.printStackTrace();
}finally
{
try
{
if(is!=null)
is.close();
}catch(IOExceptione)
{
}

try
{
if(fos!=null)
fos.close();
}catch(IOExceptione)
{
}
}

returnnull;

}

基本和本地压缩差不多，也是两次取样，当然需要注意一点，我们的is进行了包装，以便可以进行reset()；直接返回的is是不能使用两次的。

到此，图片压缩说完了。

2、图片加载框架的架构

我们的图片压缩加载完了，那么就应该放入我们的LruCache，然后设置到我们的ImageView上。

好了，接下来我们来说说我们的这个框架的架构；

1、单例，包含一个LruCache用于管理我们的图片；

2、任务队列，我们每来一次加载图片的请求，我们会封装成Task存入我们的TaskQueue;

3、包含一个后台线程，这个线程在第一次初始化实例的时候启动，然后会一直在后台运行；任务呢？还记得我们有个任务队列么，有队列存任务，得有人干活呀；所以，当每来一次加载图片请求的时候，我们同时发一个消息到后台线程，后台线程去使用线程池去TaskQueue去取一个任务执行；

4、调度策略；3中说了，后台线程去TaskQueue去取一个任务，这个任务不是随便取的，有策略可以选择，一个是FIFO，一个是LIFO，我倾向于后者。

好了，基本就这些结构，接下来看我们具体的实现。

3、具体的实现

 

1、构造方法

publicstaticImageLoadergetInstance(intthreadCount,Typetype)
{
if(mInstance==null)
{
synchronized(ImageLoader.class)
{
if(mInstance==null)
{
mInstance=newImageLoader(threadCount,type);
}
}
}
returnmInstance;
}

这个就不用说了，重点看我们的构造方法

/**
*图片加载类
*
*@authorzhy
*
*/
publicclassImageLoader
{
privatestaticImageLoadermInstance;

/**
*图片缓存的核心对象
*/
privateLruCache<String,Bitmap>mLruCache;
/**
*线程池
*/
privateExecutorServicemThreadPool;
privatestaticfinalintDEAFULT_THREAD_COUNT=1;
/**
*队列的调度方式
*/
privateTypemType=Type.LIFO;
/**
*任务队列
*/
privateLinkedList<Runnable>mTaskQueue;
/**
*后台轮询线程
*/
privateThreadmPoolThread;
privateHandlermPoolThreadHandler;
/**
*UI线程中的Handler
*/
privateHandlermUIHandler;

privateSemaphoremSemaphorePoolThreadHandler=newSemaphore(0);
privateSemaphoremSemaphoreThreadPool;

privatebooleanisDiskCacheEnable=true;

privatestaticfinalStringTAG="ImageLoader";

publicenumType
{
FIFO,LIFO;
}

privateImageLoader(intthreadCount,Typetype)
{
init(threadCount,type);
}

/**
*初始化
*
*@paramthreadCount
*@paramtype
*/
privatevoidinit(intthreadCount,Typetype)
{
initBackThread();

//获取我们应用的最大可用内存
intmaxMemory=(int)Runtime.getRuntime().maxMemory();
intcacheMemory=maxMemory/8;
mLruCache=newLruCache<String,Bitmap>(cacheMemory)
{
@Override
protectedintsizeOf(Stringkey,Bitmapvalue)
{
returnvalue.getRowBytes()*value.getHeight();
}

};

//创建线程池
mThreadPool=Executors.newFixedThreadPool(threadCount);
mTaskQueue=newLinkedList<Runnable>();
mType=type;
mSemaphoreThreadPool=newSemaphore(threadCount);
}

/**
*初始化后台轮询线程
*/
privatevoidinitBackThread()
{
//后台轮询线程
mPoolThread=newThread()
{
@Override
publicvoidrun()
{
Looper.prepare();
mPoolThreadHandler=newHandler()
{
@Override
publicvoidhandleMessage(Messagemsg)
{
//线程池去取出一个任务进行执行
mThreadPool.execute(getTask());
try
{
mSemaphoreThreadPool.acquire();
}catch(InterruptedExceptione)
{
}
}
};
//释放一个信号量
mSemaphorePoolThreadHandler.release();
Looper.loop();
};
};

mPoolThread.start();
}

在贴构造的时候，顺便贴出所有的成员变量；

在构造中我们调用init，init中可以设置后台加载图片线程数量和加载策略；init中首先初始化后台线程initBackThread(),可以看到这个后台线程，实际上是个Looper最终在那不断的loop，我们还初始化了一个mPoolThreadHandler用于发送消息到此线程；

接下来就是初始化mLruCache ，mThreadPool ，mTaskQueue 等；

2、loadImage

构造完成以后，当然是使用了，用户调用loadImage传入(final String path, final ImageView imageView,final boolean isFromNet)就可以完成本地或者网络图片的加载。

/**
*根据path为imageview设置图片
*
*@parampath
*@paramimageView
*/
publicvoidloadImage(finalStringpath,finalImageViewimageView,
finalbooleanisFromNet)
{
imageView.setTag(path);
if(mUIHandler==null)
{
mUIHandler=newHandler()
{
publicvoidhandleMessage(Messagemsg)
{
//获取得到图片，为imageview回调设置图片
ImgBeanHolderholder=(ImgBeanHolder)msg.obj;
Bitmapbm=holder.bitmap;
ImageViewimageview=holder.imageView;
Stringpath=holder.path;
//将path与getTag存储路径进行比较
if(imageview.getTag().toString().equals(path))
{
imageview.setImageBitmap(bm);
}
};
};
}

//根据path在缓存中获取bitmap
Bitmapbm=getBitmapFromLruCache(path);

if(bm!=null)
{
refreashBitmap(path,imageView,bm);
}else
{
addTask(buildTask(path,imageView,isFromNet));
}

}

首先我们为imageview.setTag；然后初始化一个mUIHandler，不用猜，这个mUIHandler用户更新我们的imageview，因为这个方法肯定是主线程调用的。

然后调用：getBitmapFromLruCache(path);根据path在缓存中获取bitmap；如果找到那么直接去设置我们的图片；

privatevoidrefreashBitmap(finalStringpath,finalImageViewimageView,
Bitmapbm)
{
Messagemessage=Message.obtain();
ImgBeanHolderholder=newImgBeanHolder();
holder.bitmap=bm;
holder.path=path;
holder.imageView=imageView;
message.obj=holder;
mUIHandler.sendMessage(message);
}

可以看到，如果找到图片，则直接使用UIHandler去发送一个消息，当然了携带了一些必要的参数，然后UIHandler的handleMessage中完成图片的设置；

handleMessage中拿到path,bitmap,imageview；记得必须要：

// 将path与getTag存储路径进行比较
if (imageview.getTag().toString().equals(path))
{
imageview.setImageBitmap(bm);
}

否则会造成图片混乱。

如果没找到，则通过buildTask去新建一个任务，在addTask到任务队列。

buildTask就比较复杂了，因为还涉及到本地和网络，所以我们先看addTask代码：

privatesynchronizedvoidaddTask(Runnablerunnable)
{
mTaskQueue.add(runnable);
//if(mPoolThreadHandler==null)wait();
try
{
if(mPoolThreadHandler==null)
mSemaphorePoolThreadHandler.acquire();
}catch(InterruptedExceptione)
{
}
mPoolThreadHandler.sendEmptyMessage(0x110);
}

很简单，就是runnable加入TaskQueue，与此同时使用mPoolThreadHandler（这个handler还记得么，用于和我们后台线程交互。）去发送一个消息给后台线程，叫它去取出一个任务执行；具体代码：

mPoolThreadHandler=newHandler()
{
@Override
publicvoidhandleMessage(Messagemsg)
{
//线程池去取出一个任务进行执行
mThreadPool.execute(getTask());

直接使用mThreadPool线程池，然后使用getTask去取一个任务。

/**
*从任务队列取出一个方法
*
*@return
*/
privateRunnablegetTask()
{
if(mType==Type.FIFO)
{
returnmTaskQueue.removeFirst();
}elseif(mType==Type.LIFO)
{
returnmTaskQueue.removeLast();
}
returnnull;
}

getTask代码也比较简单，就是根据Type从任务队列头或者尾进行取任务。

现在你会不会好奇，任务里面到底什么代码？其实我们也就剩最后一段代码了buildTask

/**
*根据传入的参数，新建一个任务
*
*@parampath
*@paramimageView
*@paramisFromNet
*@return
*/
privateRunnablebuildTask(finalStringpath,finalImageViewimageView,
finalbooleanisFromNet)
{
returnnewRunnable()
{
@Override
publicvoidrun()
{
Bitmapbm=null;
if(isFromNet)
{
Filefile=getDiskCacheDir(imageView.getContext(),
md5(path));
if(file.exists())//如果在缓存文件中发现
{
Log.e(TAG,"findimage:"+path+"indiskcache.");
bm=loadImageFromLocal(file.getAbsolutePath(),
imageView);
}else
{
if(isDiskCacheEnable)//检测是否开启硬盘缓存
{
booleandownloadState=DownloadImgUtils
.downloadImgByUrl(path,file);
if(downloadState)//如果下载成功
{
Log.e(TAG,
"downloadimage:"+path
+"todiskcache.pathis"
+file.getAbsolutePath());
bm=loadImageFromLocal(file.getAbsolutePath(),
imageView);
}
}else
//直接从网络加载
{
Log.e(TAG,"loadimage:"+path+"tomemory.");
bm=DownloadImgUtils.downloadImgByUrl(path,
imageView);
}
}
}else
{
bm=loadImageFromLocal(path,imageView);
}
//3、把图片加入到缓存
addBitmapToLruCache(path,bm);
refreashBitmap(path,imageView,bm);
mSemaphoreThreadPool.release();
}


};
}

privateBitmaploadImageFromLocal(finalStringpath,
finalImageViewimageView)
{
Bitmapbm;
//加载图片
//图片的压缩
//1、获得图片需要显示的大小
ImageSizeimageSize=ImageSizeUtil.getImageViewSize(imageView);
//2、压缩图片
bm=decodeSampledBitmapFromPath(path,imageSize.width,
imageSize.height);
returnbm;
}

我们新建任务，说明在内存中没有找到缓存的bitmap；我们的任务就是去根据path加载压缩后的bitmap返回即可，然后加入LruCache，设置回调显示。

首先我们判断是否是网络任务？

如果是，首先去硬盘缓存中找一下，（硬盘中文件名为：根据path生成的md5为名称）。

如果硬盘缓存中没有，那么去判断是否开启了硬盘缓存：

开启了的话：下载图片，使用loadImageFromLocal本地加载图片的方式进行加载（压缩的代码前面已经详细说过）；

如果没有开启：则直接从网络获取（压缩获取的代码，前面详细说过）；

如果不是网络图片：直接loadImageFromLocal本地加载图片的方式进行加载

 

经过上面，就获得了bitmap；然后加入addBitmapToLruCache，refreashBitmap回调显示图片。

/**
*将图片加入LruCache
*
*@parampath
*@parambm
*/
protectedvoidaddBitmapToLruCache(Stringpath,Bitmapbm)
{
if(getBitmapFromLruCache(path)==null)
{
if(bm!=null)
mLruCache.put(path,bm);
}
}

 

到此，我们所有的代码就分析完成了；

 

缓存的图片位置：在SD卡的Android/data/项目packageName/cache中：

 

不过有些地方需要注意：就是在代码中，你会看到一些信号量的身影：

第一个：mSemaphorePoolThreadHandler = new Semaphore(0); 用于控制我们的mPoolThreadHandler的初始化完成，我们在使用mPoolThreadHandler会进行判空，如果为null，会通过mSemaphorePoolThreadHandler.acquire()进行阻塞；当mPoolThreadHandler初始化结束，我们会调用.release();解除阻塞。

第二个：mSemaphoreThreadPool = new Semaphore(threadCount);这个信号量的数量和我们加载图片的线程个数一致；每取一个任务去执行，我们会让信号量减一；每完成一个任务，会让信号量+1，再去取任务；目的是什么呢？为什么当我们的任务到来时，如果此时在没有空闲线程，任务则一直添加到TaskQueue中，当线程完成任务，可以根据策略去TaskQueue中去取任务，只有这样，我们的LIFO才有意义。

 

到此，我们的图片加载框架就结束了，你可以尝试下加载本地，或者去加载网络大量的图片，拼一拼加载速度~~~

4、MainActivity

现在是使用的时刻~~

我在MainActivity中，我使用了Fragment，下面我贴下Fragment和布局文件的代码，具体的，大家自己看代码：

packagecom.example.demo_zhy_18_networkimageloader;

importandroid.content.Context;
importandroid.os.Bundle;
importandroid.support.v4.app.Fragment;
importandroid.util.Log;
importandroid.view.LayoutInflater;
importandroid.view.View;
importandroid.view.ViewGroup;
importandroid.widget.ArrayAdapter;
importandroid.widget.GridView;
importandroid.widget.ImageView;

importcom.zhy.utils.ImageLoader;
importcom.zhy.utils.ImageLoader.Type;
importcom.zhy.utils.Images;

publicclassListImgsFragmentextendsFragment
{
privateGridViewmGridView;
privateString[]mUrlStrs=Images.imageThumbUrls;
privateImageLoadermImageLoader;

@Override
publicvoidonCreate(BundlesavedInstanceState)
{
super.onCreate(savedInstanceState);
mImageLoader=ImageLoader.getInstance(3,Type.LIFO);
}

@Override
publicViewonCreateView(LayoutInflaterinflater,ViewGroupcontainer,
BundlesavedInstanceState)
{
Viewview=inflater.inflate(R.layout.fragment_list_imgs,container,
false);
mGridView=(GridView)view.findViewById(R.id.id_gridview);
setUpAdapter();
returnview;
}

privatevoidsetUpAdapter()
{
if(getActivity()==null||mGridView==null)
return;

if(mUrlStrs!=null)
{
mGridView.setAdapter(newListImgItemAdaper(getActivity(),0,
mUrlStrs));
}else
{
mGridView.setAdapter(null);
}

}

privateclassListImgItemAdaperextendsArrayAdapter<String>
{

publicListImgItemAdaper(Contextcontext,intresource,String[]datas)
{
super(getActivity(),0,datas);
Log.e("TAG","ListImgItemAdaper");
}

@Override
publicViewgetView(intposition,ViewconvertView,ViewGroupparent)
{
if(convertView==null)
{
convertView=getActivity().getLayoutInflater().inflate(
R.layout.item_fragment_list_imgs,parent,false);
}
ImageViewimageview=(ImageView)convertView
.findViewById(R.id.id_img);
imageview.setImageResource(R.drawable.pictures_no);
mImageLoader.loadImage(getItem(position),imageview,true);
returnconvertView;
}

}

}

可以看到我们在getView中，使用mImageLoader.loadImage一行即完成了图片的加载。

 

fragment_list_imgs.xml

 

<GridViewxmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
android:id="@+id/id_gridview"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:horizontalSpacing="3dp"
android:verticalSpacing="3dp"
android:numColumns="3"
>

</GridView>

item_fragment_list_imgs.xml

<ImageViewxmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
android:id="@+id/id_img"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="120dp"
android:scaleType="centerCrop">

</ImageView>

好了，到此结束~~~有任何bug或者意见欢迎留言~

 

源码点击下载

 

 

 

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