Android 之 遠端圖片獲取和本地快取

概述

對於客戶端——伺服器端應用，從遠端獲取圖片算是經常要用的一個功能，而圖片資源往往會消耗比較大的流量，對應用來說，如果處理不好這個問題，那會讓使用者很崩潰，不知不覺手機流量就用完了，等使用者發現是你的應用消耗掉了他手機流量的話，那麼可想而知你的應用將面臨什麼樣的命運。

另外一個問題就是載入速度，如果應用中圖片載入速度很慢的話，那麼使用者同樣會等到崩潰。

那麼如何處理好圖片資源的獲取和管理呢？

1. 非同步下載
2. 本地快取

非同步下載

大家都知道，在android應用中UI執行緒5秒沒響應的話就會丟擲無響應異常，對於遠端獲取大的資源來說，這種異常還是很容易就會丟擲來的，那麼怎麼避免這種問題的產生。在android中提供兩種方法來做這件事情：

1. 啟動一個新的執行緒來獲取資源，完成後通過Handler機制傳送訊息，並在UI執行緒中處理訊息，從而達到在非同步執行緒中獲取圖片，然後通過Handler Message來更新UI執行緒的過程。
2. 使用android中提供的AsyncTask來完成。

 

具體的做法這裡就不介紹了，查下API就可以了，或者是google、baidu下。這裡主要來說本地快取。

本地快取

對於圖片資源來說，你不可能讓應用每次獲取的時候都重新到遠端去下載（ListView），這樣會浪費資源，但是你又不能讓所有圖片資源都放到記憶體中去（雖然這樣載入會比較快），因為圖片資源往往會佔用很大的記憶體空間，容易導致OOM。那麼如果下載下來的圖片儲存到SDCard中，下次直接從SDCard上去獲取呢？這也是一種做法，我看了下，還是有不少應用採用這種方式的。採用LRU等一些演算法可以保證sdcard被佔用的空間只有一小部分，這樣既保證了圖片的載入、節省了流量、又使SDCard的空間只佔用了一小部分。另外一種做法是資源直接儲存在記憶體中，然後設定過期時間和LRU規則。

sdcard儲存：

1. 在sdcard上開闢一定的空間，需要先判斷sdcard上剩餘空間是否足夠，如果足夠的話就可以開闢一些空間，比如10M
2. 當需要獲取圖片時，就先從sdcard上的目錄中去找，如果找到的話，使用該圖片，並更新圖片最後被使用的時間。如果找不到，通過URL去download
3. 去伺服器端下載圖片，如果下載成功了，放入到sdcard上，並使用，如果失敗了，應該有重試機制。比如3次。
4. 下載成功後儲存到sdcard上，需要先判斷10M空間是否已經用完，如果沒有用完就儲存，如果空間不足就根據LRU規則刪除一些最近沒有被使用者的資源。

關鍵程式碼：

• 儲存圖片到SD卡上

private void saveBmpToSd(Bitmap bm, Stringurl) {
        if (bm == null) {
            Log.w(TAG, " trying to savenull bitmap");
            return;
        }
         //判斷sdcard上的空間
        if (FREE_SD_SPACE_NEEDED_TO_CACHE >freeSpaceOnSd()) {
            Log.w(TAG, "Low free space onsd, do not cache");
            return;
        }
        String filename =convertUrlToFileName(url);
        String dir = getDirectory(filename);
        File file = new File(dir +"/" + filename);
        try {
            file.createNewFile();
            OutputStream outStream = newFileOutputStream(file);
           bm.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG, 100, outStream);
            outStream.flush();
            outStream.close();
            Log.i(TAG, "Image saved tosd");
        } catch (FileNotFoundException e) {
            Log.w(TAG,"FileNotFoundException");
        } catch (IOException e) {
            Log.w(TAG,"IOException");
        }
    }

• 計算sdcard上的空間：
  

    /**
     * 計算sdcard上的剩餘空間
     * @return
     */
    private int freeSpaceOnSd() {
        StatFs stat = newStatFs(Environment.getExternalStorageDirectory() .getPath());
        double sdFreeMB = ((double)stat.getAvailableBlocks() * (double) stat.getBlockSize()) / MB;
        return (int) sdFreeMB;
    }

• 修改檔案的最後修改時間
  

    /**
     * 修改檔案的最後修改時間
     * @param dir
     * @param fileName
     */
    private void updateFileTime(String dir,String fileName) {
        File file = new File(dir,fileName);       
        long newModifiedTime =System.currentTimeMillis();
        file.setLastModified(newModifiedTime);
    }

• 本地快取優化
  

     /**
     *計算儲存目錄下的檔案大小，當檔案總大小大於規定的CACHE_SIZE或者sdcard剩餘空間小於FREE_SD_SPACE_NEEDED_TO_CACHE的規定
     * 那麼刪除40%最近沒有被使用的檔案
     * @param dirPath
     * @param filename
     */
    private void removeCache(String dirPath) {
        File dir = new File(dirPath);
        File[] files = dir.listFiles();
        if (files == null) {
            return;
        }
        int dirSize = 0;
        for (int i = 0; i < files.length;i++) {
            if(files[i].getName().contains(WHOLESALE_CONV)) {
                dirSize += files[i].length();
            }
        }
        if (dirSize > CACHE_SIZE * MB ||FREE_SD_SPACE_NEEDED_TO_CACHE > freeSpaceOnSd()) {
            int removeFactor = (int) ((0.4 *files.length) + 1);

            Arrays.sort(files, newFileLastModifSort());

            Log.i(TAG, "Clear some expiredcache files ");

            for (int i = 0; i <removeFactor; i++) {

                if(files[i].getName().contains(WHOLESALE_CONV)) {

                    files[i].delete();             

                }

            }

        }

    }
    /**
     * 刪除過期檔案
     * @param dirPath
     * @param filename
     */
    private void removeExpiredCache(StringdirPath, String filename) {

        File file = new File(dirPath,filename);

        if (System.currentTimeMillis() -file.lastModified() > mTimeDiff) {

            Log.i(TAG, "Clear some expiredcache files ");

            file.delete();

        }

    }

• 檔案使用時間排序

/**
 * TODO 根據檔案的最後修改時間進行排序 *
 */
classFileLastModifSort implements Comparator<File>{
    public int compare(File arg0, File arg1) {
        if (arg0.lastModified() >arg1.lastModified()) {
            return 1;
        } else if (arg0.lastModified() ==arg1.lastModified()) {
            return 0;
        } else {
            return -1;
        }
    }
}

記憶體儲存：

在記憶體中儲存的話，只能儲存一定的量，而不能一直往裡面放，需要設定資料的過期時間、LRU等演算法。這裡有一個方法是把常用的資料放到一個快取中（A），不常用的放到另外一個快取中（B）。當要獲取資料時先從A中去獲取，如果A中不存在那麼再去B中獲取。B中的資料主要是A中LRU出來的資料，這裡的記憶體回收主要針對B記憶體，從而保持A中的資料可以有效的被命中。

1. 先定義A快取：
   

private final HashMap<String, Bitmap>mHardBitmapCache = new LinkedHashMap<String, Bitmap>(HARD_CACHE_CAPACITY/ 2, 0.75f, true) {
        @Override
        protected booleanremoveEldestEntry(LinkedHashMap.Entry<String, Bitmap> eldest) {
            if (size() >HARD_CACHE_CAPACITY) {
               //當map的size大於30時，把最近不常用的key放到mSoftBitmapCache中，從而保證mHardBitmapCache的效率
               mSoftBitmapCache.put(eldest.getKey(), newSoftReference<Bitmap>(eldest.getValue()));
                return true;
            } else
                return false;
        }
    };

2. 再定於B快取：
   

   /**
     *當mHardBitmapCache的key大於30的時候，會根據LRU演算法把最近沒有被使用的key放入到這個快取中。
     *Bitmap使用了SoftReference，當記憶體空間不足時，此cache中的bitmap會被垃圾回收掉
     */
    private final staticConcurrentHashMap<String, SoftReference<Bitmap>> mSoftBitmapCache =new ConcurrentHashMap<String,SoftReference<Bitmap>>(HARD_CACHE_CAPACITY / 2);

3. 從快取中獲取資料：
   

/**
     * 從快取中獲取圖片
     */
    private Bitmap getBitmapFromCache(Stringurl) {
        // 先從mHardBitmapCache快取中獲取
        synchronized (mHardBitmapCache) {
            final Bitmap bitmap =mHardBitmapCache.get(url);
            if (bitmap != null) {
                //如果找到的話，把元素移到linkedhashmap的最前面，從而保證在LRU演算法中是最後被刪除
                mHardBitmapCache.remove(url);
                mHardBitmapCache.put(url,bitmap);
                return bitmap;
            }
        }
        //如果mHardBitmapCache中找不到，到mSoftBitmapCache中找
        SoftReference<Bitmap>bitmapReference = mSoftBitmapCache.get(url);
        if (bitmapReference != null) {
            final Bitmap bitmap =bitmapReference.get();
            if (bitmap != null) {
                return bitmap;
            } else {
                mSoftBitmapCache.remove(url);
            }
        }
        return null;
    }

4. 如果快取中不存在，那麼就只能去伺服器端去下載：

   /**
     * 非同步下載圖片
     */
    class ImageDownloaderTask extendsAsyncTask<String, Void, Bitmap> {
        private static final int IO_BUFFER_SIZE= 4 * 1024;
        private String url;
        private finalWeakReference<ImageView> imageViewReference;
        public ImageDownloaderTask(ImageViewimageView) {
            imageViewReference = newWeakReference<ImageView>(imageView);
        }

       @Override
        protected BitmapdoInBackground(String... params) {
            final AndroidHttpClient client =AndroidHttpClient.newInstance("Android");
            url = params[0];
            final HttpGet getRequest = newHttpGet(url);
            try {
                HttpResponse response =client.execute(getRequest);
                final int statusCode =response.getStatusLine().getStatusCode();
                if (statusCode !=HttpStatus.SC_OK) {
                    Log.w(TAG, "從" +url + "中下載圖片時出錯!,錯誤碼:" + statusCode);
                    return null;
                }
                final HttpEntity entity =response.getEntity();
                if (entity != null) {
                    InputStream inputStream =null;
                    OutputStream outputStream =null;
                    try {
                        inputStream =entity.getContent();
                        finalByteArrayOutputStream dataStream = new ByteArrayOutputStream();
                        outputStream = newBufferedOutputStream(dataStream, IO_BUFFER_SIZE);
                        copy(inputStream,outputStream);
                        outputStream.flush();
                        final byte[] data =dataStream.toByteArray();
                        final Bitmap bitmap =BitmapFactory.decodeByteArray(data, 0, data.length);
                        return bitmap;
                    } finally {
                        if (inputStream !=null) {
                           inputStream.close();
                        }
                        if (outputStream !=null) {
                           outputStream.close();
                        }
                       entity.consumeContent();
                    }
                }
            } catch (IOException e) {
                getRequest.abort();
                Log.w(TAG, "I/O errorwhile retrieving bitmap from " + url, e);
            } catch (IllegalStateException e) {
                getRequest.abort();
                Log.w(TAG, "Incorrect URL:" + url);
            } catch (Exception e) {
                getRequest.abort();
                Log.w(TAG, "Error whileretrieving bitmap from " + url, e);
            } finally {
                if (client != null) {
                    client.close();
                }
            }
            return null;
        }

這是兩種做法，還有一些應用在下載的時候使用了執行緒池和訊息佇列MQ，對於圖片下載的效率要更好一些。有興趣的同學可以看下。

總結

1. 對於遠端圖片等相對比較大的資源一定要在非同步執行緒中去獲取
2. 本地做快取