在日常開發中，可以說和Bitmap低頭不見抬頭見，基本上每個應用都會直接或間接的用到，而這裡面又涉及到大量的相關知識。
所以這裡把Bitmap的常用知識做個梳理，限於經驗和能力，不做太深入的分析。
1. 區別decodeResource()和decodeFile()
這裡的區別不是指方法名和引數的區別，而是對於解碼後圖片尺寸在處理上的區別：
decodeFile()用於讀取SD卡上的圖，得到的是圖片的原始尺寸
decodeResource()用於讀取Res、Raw等資源，得到的是圖片的原始尺寸 * 縮放係數
可以看的出來，decodeResource()比decodeFile()多了一個縮放係數，縮放係數的計算依賴於螢幕密度，當然這個引數也是可以調整的：
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// 通過BitmapFactory.Options的這幾個引數可以調整縮放係數 public class BitmapFactory { public static class Options { public boolean inScaled; // 預設true public int inDensity; // 無dpi的資料夾下預設160 public int inTargetDensity; // 取決具體螢幕 } } |
我們分具體情況來看，現在有一張720×720的圖片:
inScaled屬性
如果inScaled設定為false，則不進行縮放，解碼後圖片大小為720×720; 否則請往下看。
如果inScaled設定為true或者不設定，則根據inDensity和inTargetDensity計算縮放係數。
預設情況
把這張圖片放到drawable目錄下, 預設：
以720p的紅米3為例子，縮放係數 = inTargetDensity(具體320 / inDensity（預設160）= 2 = density，解碼後圖片大小為1440×1440。
以1080p的MX4為例子，縮放係數 = inTargetDensity(具體480 / inDensity（預設160）= 3 = density, 解碼後圖片大小為2160×2160。
*dpi資料夾的影響
把圖片放到drawable或者draw這樣不帶dpi的資料夾，會按照上面的演算法計算。
如果放到xhdpi會怎樣呢？ 在MX4上，放到xhdpi，解碼後圖片大小為1080 x 1080。
因為放到有dpi的資料夾，會影響到inDensity的預設值，放到xhdpi為160 x 2 = 320; 所以縮放係數 = 480（螢幕） / 320 （xhdpi） = 1.5; 所以得到的圖片大小為1080 x 1080。
手動設定縮放係數
如果你不想依賴於這個系統本身的density，你可以手動設定inDensity和inTargetDensity來控制縮放係數：
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BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options(); options.inJustDecodeBounds = false; options.inSampleSize = 1; options.inDensity = 160; options.inTargetDensity = 160; bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.origin, options); // MX4上，雖然density = 3 // 但是通過設定inTargetDensity / inDensity = 160 / 160 = 1 // 解碼後圖片大小為720x720 System.out.println("w:" + bitmap.getWidth() + ", h:" + bitmap.getHeight()); |
2. recycle()方法
官方說法
首先，Android對Bitmap記憶體(畫素資料)的分配區域在不同版本上是有區分的：
As of Android 3.0 (API level 11), the pixel data is stored on the Dalvik heap along with the associated bitmap.
從3.0開始，Bitmap畫素資料和Bitmap物件一起存放在Dalvik堆中，而在3.0之前，Bitmap畫素資料存放在Native記憶體中。
所以，在3.0之前，Bitmap畫素資料在Nativie記憶體的釋放是不確定的，容易記憶體溢位而Crash，官方強烈建議呼叫recycle()（當然是在確定不需要的時候）；而在3.0之後，則無此要求。
參考連結：Managing Bitmap Memory
一點討論
3.0之後官方無recycle()建議，是不是就真的不需要recycle()了呢？
在醫生的這篇文章：Bitmap.recycle引發的血案 最後指出：“在不相容Android2.3的情況下，別在使用recycle方法來管理Bitmap了，那是GC的事！”。文章開頭指出了原因在於recycle()方法的註釋說明:
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/** * ... This is an advanced call, and normally need not be called, * since the normal GC process will free up this memory when * there are no more references to this bitmap. */ public void recycle() {} |
事實上這個說法是不準確的，是不能作為recycle()方法不呼叫的依據的。
因為從commit history中看，這行註釋早在08年初始化程式碼的就有了，但是早期的程式碼並沒有因此不需要recycle()方法了。
如果3.0之後真的完全不需要主動recycle()，最新的AOSP原始碼應該有相應體現，我查了SystemUI和Gallery2的程式碼，並沒有取締Bitmap的recycle()方法。
所以，我個人認為，如果Bitmap真的不用了，recycle一下又有何妨？
PS：至於醫生說的那個bug，顯然是一種優化策略，APP開發中加個兩個bitmap不相等的判斷條件即可。
3. Bitmap到底佔多大記憶體
這個已經有一篇bugly出品的絕好文章講的很清楚：
Android 開發繞不過的坑：你的 Bitmap 究竟佔多大記憶體？
4. inBitmap
BitmapFactory.Options.inBitmap是Android3.0新增的一個屬性，如果設定了這個屬性則會重用這個Bitmap的記憶體從而提升效能。
但是這個重用是有條件的，在Android4.4之前只能重用相同大小的Bitmap，Android4.4+則只要比重用Bitmap小即可。
在官方網站有詳細介紹，這裡列舉示例程式碼的兩個方法瞭解一下：
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private static void addInBitmapOptions(BitmapFactory.Options options, ImageCache cache) { // inBitmap only works with mutable bitmaps, so force the decoder to // return mutable bitmaps. options.inMutable = true; if (cache != null) { // Try to find a bitmap to use for inBitmap. Bitmap inBitmap = cache.getBitmapFromReusableSet(options); if (inBitmap != null) { // If a suitable bitmap has been found, // set it as the value of inBitmap. options.inBitmap = inBitmap; } } } static boolean canUseForInBitmap( Bitmap candidate, BitmapFactory.Options targetOptions) { if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.KITKAT) { // From Android 4.4 (KitKat) onward we can re-use // if the byte size of the new bitmap is smaller than // the reusable bitmap candidate // allocation byte count. int width = targetOptions.outWidth / targetOptions.inSampleSize; int height = targetOptions.outHeight / targetOptions.inSampleSize; int byteCount = width * height * getBytesPerPixel(candidate.getConfig()); return byteCount <= candidate.getAllocationByteCount(); } // On earlier versions, // the dimensions must match exactly and the inSampleSize must be 1 return candidate.getWidth() == targetOptions.outWidth && candidate.getHeight() == targetOptions.outHeight && targetOptions.inSampleSize == 1; } |
參考連結：
Managing Bitmap Memory
Bitmap物件的複用
5. LRU快取演算法
LRU，Least Recently Used，Discards the least recently used items first。
在最近使用的資料中，丟棄使用最少的資料。與之相反的還有一個MRU，丟棄使用最多的資料。
這就是著名的區域性性原理。
實現思路
1.新資料插入到連結串列頭部；
2.每當快取命中（即快取資料被訪問），則將資料移到連結串列頭部；
3.當連結串列滿的時候，將連結串列尾部的資料丟棄。
LruCache
在Android3.1和support v4中均提供了Lru演算法的實現類LruCache。
內部使用LinkedHashMap實現。
DiskLruCache
LruCache的所有物件和資料都是在記憶體中（或者說LinkedHashMap中），而DiskLruCache是磁碟快取，不過它的實現要稍微複雜一點。
使用DiskLruCache後就不用擔心檔案或者圖片太多佔用過多磁碟空間，它能把那些不常用的圖片自動清理掉。
DiskLruCache系統中並沒有正式提供，需要另外下載: DiskLruCache
6. 計算inSampleSize
使用Bitmap節省記憶體最重要的技巧就是載入合適大小的Bitmap，因為以現在相機畫素，很多照片都巨無霸的大，這些大圖直接載入到記憶體，最容易OOM。
載入合適的Bitmap需要先讀取Bitmap的原始大小，按縮小了合適的倍數的大小進行載入。
那麼，這個縮小的倍數的計算就是inSampleSize的計算。
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// 根據maxWidth, maxHeight計算最合適的inSampleSize public static int $sampleSize(BitmapFactory.Options options, int maxWidth, int maxHeight) { // raw height and width of image int rawWidth = options.outWidth; int rawHeight = options.outHeight; // calculate best sample size int inSampleSize = 0; if (rawHeight > maxHeight || rawWidth > maxWidth) { float ratioWidth = (float) rawWidth / maxWidth; float ratioHeight = (float) rawHeight / maxHeight; inSampleSize = (int) Math.min(ratioHeight, ratioWidth); } inSampleSize = Math.max(1, inSampleSize); return inSampleSize; } |
關於inSampleSize需要注意，它只能是2的次方，否則它會取最接近2的次方的值。
7. 縮圖
為了節省記憶體，需要先設定BitmapFactory.Options的inJustDecodeBounds為true，這樣的Bitmap可以藉助decodeFile方法把高和寬存放到Bitmap.Options中，但是記憶體佔用為空（不會真正的載入圖片）。
有了具備高寬資訊的Options，結合上面的inSampleSize演算法算出縮小的倍數，我們就能載入本地大圖的某個合適大小的縮圖了。
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/** * 獲取縮圖 * 支援自動旋轉 * 某些型號的手機相機圖片是反的，可以根據exif資訊實現自動糾正 * @return */ public static Bitmap $thumbnail(String path, int maxWidth, int maxHeight, boolean autoRotate) { int angle = 0; if (autoRotate) { angle = ImageLess.$exifRotateAngle(path); } BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options(); options.inJustDecodeBounds = true; // 獲取這個圖片的寬和高資訊到options中, 此時返回bm為空 Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile(path, options); options.inJustDecodeBounds = false; // 計算縮放比 int sampleSize = $sampleSize(options, maxWidth, maxHeight); options.inSampleSize = sampleSize; options.inPreferredConfig = Bitmap.Config.RGB_565; options.inPurgeable = true; options.inInputShareable = true; if (bitmap != null && !bitmap.isRecycled()) { bitmap.recycle(); } bitmap = BitmapFactory.decodeFile(path, options); if (autoRotate && angle != 0) { bitmap = $rotate(bitmap, angle); } return bitmap; } |
系統內建了一個ThumbnailUtils也能生成縮圖，細節上不一樣但原理是相同的。
8. Matrix變形
學過線性代數或者影像處理的同學們一定深知Matrix的強大，很多常見的影像變換一個Matrix就能搞定，甚至更復雜的也是如此。
// Matrix matrix = new Matrix();
// 每一種變化都包括set，pre，post三種，分別為設定、矩陣先乘、矩陣後乘。
平移：matrix.setTranslate()
縮放：matrix.setScale()
旋轉：matrix.setRotate()
斜切：matrix.setSkew()
下面我舉兩個例子說明一下。
旋轉
藉助Matrix的postRotate方法旋轉一定角度。
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Matrix matrix = new Matrix(); // angle為旋轉的角度 matrix.postRotate(angle); Bitmap rotatedBitmap = Bitmap.createBitmap(originBitmap, 0, 0, originBitmap.getWidth(), originBitmap.getHeight(), matrix, true); |
縮放
藉助Matrix的postScale方法旋轉一定角度。
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Matrix matrix = new Matrix(); // scaleX，scaleY分別為為水平和垂直方向上縮放的比例 matrix.postScale(scaleX, scaleY); Bitmap scaledBitmap = Bitmap.createBitmap(originBitmap, 0, 0, originBitmap.getWidth(), originBitmap.getHeight(), matrix, true); |
Bitmap本身也帶了一個縮放方法，不過是把bitmap縮放到目標大小，原理也是用Matrix，我們封裝一下：
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// 水平和寬度縮放到指定大小，注意，這種情況下圖片很容易變形 Bitmap scaledBitmap = Bitmap.createScaledBitmap(originBitmap, dstWidth, dstHeight, true); |
通過組合可以實現更多效果。
9. 裁剪
圖片的裁剪的應用場景還是很多的：頭像剪下，照片裁剪，圓角，圓形等等。
矩形
矩陣形狀的裁剪比較簡單，直接用createBitmap方法即可：
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Canvas canvas = new Canvas(originBitmap); draw(canvas); // 確定裁剪的位置和裁剪的大小 Bitmap clipBitmap = Bitmap.createBitmap(originBitmap, left, top, clipWidth, clipHeight); |
圓角
對於圓角我們需要藉助Xfermode和PorterDuffXfermode，把圓角矩陣套在原Bitmap上取交集得到圓角Bitmap。
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// 準備畫筆 Paint paint = new Paint(); paint.setAntiAlias(true); // 準備裁剪的矩陣 Rect rect = new Rect(0, 0, originBitmap.getWidth(), originBitmap.getHeight()); RectF rectF = new RectF(new Rect(0, 0, originBitmap.getWidth(), originBitmap.getHeight())); Bitmap roundBitmap = Bitmap.createBitmap(originBitmap.getWidth(), originBitmap.getHeight(), Bitmap.Config.ARGB_8888); Canvas canvas = new Canvas(roundBitmap); // 圓角矩陣，radius為圓角大小 canvas.drawRoundRect(rectF, radius, radius, paint); // 關鍵程式碼，關於Xfermode和SRC_IN請自行查閱 paint.setXfermode(new PorterDuffXfermode(PorterDuff.Mode.SRC_IN)); canvas.drawBitmap(originBitmap, rect, rect, paint); |
圓形
和上面的圓角裁剪原理相同，不過畫的是圓形套在上面。
為了從中間裁剪出圓形，我們需要計算繪製原始Bitmap的left和top值。
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int min = originBitmap.getWidth() > originBitmap.getHeight() ? originBitmap.getHeight() : originBitmap.getWidth(); Paint paint = new Paint(); paint.setAntiAlias(true); Bitmap circleBitmap = Bitmap.createBitmap(min, min, Bitmap.Config.ARGB_8888); Canvas canvas = new Canvas(circleBitmap); // 圓形 canvas.drawCircle(min / 2, min / 2, min / 2, paint); paint.setXfermode(new PorterDuffXfermode(PorterDuff.Mode.SRC_IN)); // 居中顯示 int left = - (originBitmap.getWidth() - min) / 2; int top = - (originBitmap.getHeight() - min) / 2; canvas.drawBitmap(originBitmap, left, top, paint); |
從圓角、圓形的處理上我們應該能看的出來繪製任意多邊形都是可以的。
10. 儲存Bitmap
很多圖片應用都支援裁剪功能，濾鏡功能等等，最終還是需要把處理後的Bitmap儲存到本地，不然就是再強大的功能也是白忙活了。
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public static String $save(Bitmap bitmap, Bitmap.CompressFormat format, int quality, File destFile) { try { FileOutputStream out = new FileOutputStream(destFile); if (bitmap.compress(format, quality, out)) { out.flush(); out.close(); } if (bitmap != null && !bitmap.isRecycled()) { bitmap.recycle(); } return destFile.getAbsolutePath(); } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } return null; } |
如果想更穩定或者更簡單的儲存到SDCard的包名路徑下，可以再封裝一下：
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// 儲存到本地，預設路徑/mnt/sdcard/[package]/save/，用隨機UUID命名檔案 public static String $save(Bitmap bitmap, Bitmap.CompressFormat format, int quality, Context context) { if (!Environment.getExternalStorageState() .equals(Environment.MEDIA_MOUNTED)) { return null; } File dir = new File(Environment.getExternalStorageDirectory() + "/" + context.getPackageName() + "/save/"); if (!dir.exists()) { dir.mkdirs(); } File destFile = new File(dir, UUID.randomUUID().toString()); return $save(bitmap, format, quality, destFile); } |
11. 巨圖載入
巨圖載入，當然不能使用常規方法，必OOM。
原理比較簡單，系統中有一個類BitmapRegionDecoder：
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public static BitmapRegionDecoder newInstance(byte[] data, int offset, int length, boolean isShareable) throws IOException { } public static BitmapRegionDecoder newInstance( FileDescriptor fd, boolean isShareable) throws IOException { } public static BitmapRegionDecoder newInstance(InputStream is, boolean isShareable) throws IOException { } public static BitmapRegionDecoder newInstance(String pathName, boolean isShareable) throws IOException { } |
可以按區域載入:
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public Bitmap decodeRegion(Rect rect, BitmapFactory.Options options) { } |
微博的大圖瀏覽也是通過這個BitmapRegionDecoder實現的，具體可自行查閱。
12. 顏色矩陣ColorMatrix
影像處理其實是一門很深奧的學科，所幸Android提供了顏色矩陣ColorMatrix類，可實現很多簡單的特效，以灰階效果為例子：
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Bitmap grayBitmap = Bitmap.createBitmap(originBitmap.getWidth(), originBitmap.getHeight(), Bitmap.Config.RGB_565); Canvas canvas = new Canvas(grayBitmap); Paint paint = new Paint(); ColorMatrix colorMatrix = new ColorMatrix(); // 設定飽和度為0，實現了灰階效果 colorMatrix.setSaturation(0); ColorMatrixColorFilter colorMatrixColorFilter = new ColorMatrixColorFilter(colorMatrix); paint.setColorFilter(colorMatrixColorFilter); canvas.drawBitmap(originBitmap, 0, 0, paint); |
除了飽和度，我們還能調整對比度，色相變化等等。
13. ThumbnailUtils剖析
ThumbnailUtils是系統提供的一個專門生成縮圖的方法，我專門寫了一篇文章分析，內容較多，請移步：理解ThumbnailUtils
14. 小結
既然與Bitmap經常打交道，那就把它都理清楚弄明白，這是很有必要的。
難免會有遺漏，歡迎留言，我會酌情補充。
本文部分程式碼已經整合到LessCode，歡迎Follow參考。