Zarządzanie pamięcią bitmap

Uwaga: w większości przypadków zalecamy użycie atrybutu biblioteki Glide do pobierania, dekodowania Wyświetl mapy bitowe w swojej aplikacji. Wyciągnij abstrakcje z większości radzenia sobie z tymi i innymi innych zadań związanych z pracą z mapami bitowymi i innymi obrazami na Androidzie. Informacje o używaniu i pobieraniu Glide znajdziesz na stronie Repozytorium Glide w GitHubie.

Oprócz wykonania czynności opisanych w sekcji Buforowanie bitowe pamięci podręcznej można wykonać konkretne czynności, aby ułatwić zbieranie odpadów i ponowne użycie mapy bitowej. Zalecana strategia zależy od wersji na Androida, na który kierujesz reklamy. Przykładowa aplikacja BitmapFun zawarta w pakiecie na tych zajęciach dowiesz się, jak zaprojektować aplikację tak, aby wydajnie działała różnych wersji Androida.

W ramach przygotowań do tego wykładu zobaczmy, jak w Androidzie zarządza Zmieniła się pamięć bitmapowa:

  • W Androidzie 2.2 (poziom interfejsu API 8) i starszych w przypadku czyszczenia pamięci gdy następuje zbieranie danych, wątki aplikacji zostają zatrzymane. Powoduje to opóźnienie, może obniżyć wydajność. Android 2.3 dodaje funkcję czyszczenia pamięci jednocześnie, co oznacza, że pamięć jest odzyskiwana wkrótce po usunięciu odwołania do bitmapy.
  • W Androidzie 2.3.3 (poziom interfejsu API 10) i starszych bitmapa jest przechowywana w pamięci natywnej. Jest oddzielony od samej bitmapy, który jest przechowywany na stercie Dalvik. Dane pikseli w pamięci natywnej to nie są publikowane w przewidywalny sposób, co może powodować, że aplikacja do krótkotrwałego przekroczenia limitów pamięci i awarii. Z Androida 3.0 (poziom API 11) do Androida 7.1 (poziom interfejsu API 25), dane pikseli są przechowywane sterta Dalvik i powiązana z nią bitmapa. W Androidzie 8.0 (poziom API 26): więc dane pikseli bitmapowych są przechowywane na natywnej stercie.

W poniższych sekcjach opisano, jak zoptymalizować pamięć bitmapy na różne wersje Androida.

Zarządzanie pamięcią na Androidzie 2.3.3 lub starszym

Na urządzeniach z Androidem 2.3.3 (poziom interfejsu API 10) lub starszym przy użyciu recycle() . Jeśli wyświetlasz w aplikacji duże ilości danych bitmap, natrafisz na OutOfMemoryError błędu. Metoda recycle() zezwala aplikacji aby jak najszybciej odzyskać pamięć.

Uwaga: użyj atrybutu recycle() tylko wtedy, gdy masz pewność, że bitmapa nie jest już używana. Jeśli zadzwonisz do: recycle() i spróbujesz później narysować bitmapę, pojawi się błąd: "Canvas: trying to use a recycled bitmap"

Fragment kodu poniżej zawiera przykład wywołania recycle() Metoda zliczania plików referencyjnych (w zmiennych mDisplayRefCount i mCacheRefCount) do śledzenia czy mapa bitowa jest obecnie wyświetlana, czy znajduje się w pamięci podręcznej. kod ponownie wykorzystuje bitmapę, gdy są spełnione te warunki:

  • Liczba plików referencyjnych dotyczących zarówno mDisplayRefCount, jak i mCacheRefCount wynosi 0.
  • Bitmapa nie jest typu null i nie została jeszcze poddana recyklingowi.

Kotlin

private var cacheRefCount: Int = 0
private var displayRefCount: Int = 0
...
// Notify the drawable that the displayed state has changed.
// Keep a count to determine when the drawable is no longer displayed.
fun setIsDisplayed(isDisplayed: Boolean) {
    synchronized(this) {
        if (isDisplayed) {
            displayRefCount++
            hasBeenDisplayed = true
        } else {
            displayRefCount--
        }
    }
    // Check to see if recycle() can be called.
    checkState()
}

// Notify the drawable that the cache state has changed.
// Keep a count to determine when the drawable is no longer being cached.
fun setIsCached(isCached: Boolean) {
    synchronized(this) {
        if (isCached) {
            cacheRefCount++
        } else {
            cacheRefCount--
        }
    }
    // Check to see if recycle() can be called.
    checkState()
}

@Synchronized
private fun checkState() {
    // If the drawable cache and display ref counts = 0, and this drawable
    // has been displayed, then recycle.
    if (cacheRefCount <= 0
            && displayRefCount <= 0
            && hasBeenDisplayed
            && hasValidBitmap()
    ) {
        getBitmap()?.recycle()
    }
}

@Synchronized
private fun hasValidBitmap(): Boolean =
        getBitmap()?.run {
            !isRecycled
        } ?: false

Java

private int cacheRefCount = 0;
private int displayRefCount = 0;
...
// Notify the drawable that the displayed state has changed.
// Keep a count to determine when the drawable is no longer displayed.
public void setIsDisplayed(boolean isDisplayed) {
    synchronized (this) {
        if (isDisplayed) {
            displayRefCount++;
            hasBeenDisplayed = true;
        } else {
            displayRefCount--;
        }
    }
    // Check to see if recycle() can be called.
    checkState();
}

// Notify the drawable that the cache state has changed.
// Keep a count to determine when the drawable is no longer being cached.
public void setIsCached(boolean isCached) {
    synchronized (this) {
        if (isCached) {
            cacheRefCount++;
        } else {
            cacheRefCount--;
        }
    }
    // Check to see if recycle() can be called.
    checkState();
}

private synchronized void checkState() {
    // If the drawable cache and display ref counts = 0, and this drawable
    // has been displayed, then recycle.
    if (cacheRefCount <= 0 && displayRefCount <= 0 && hasBeenDisplayed
            && hasValidBitmap()) {
        getBitmap().recycle();
    }
}

private synchronized boolean hasValidBitmap() {
    Bitmap bitmap = getBitmap();
    return bitmap != null && !bitmap.isRecycled();
}

Zarządzanie pamięcią na Androidzie 3.0 lub nowszym

Android 3.0 (poziom API 11) wprowadza BitmapFactory.Options.inBitmap . Jeśli ta opcja jest ustawiona, dekoduj metody, które pobierają Options obiekt podczas wczytywania treści spróbuje ponownie użyć istniejącej mapy bitowej. Oznacza to, że że pamięć bitmapy jest wykorzystywana ponownie, co poprawia wydajność. usuwając alokację pamięci i jej delokację. Istnieją jednak pewne ograniczenia Możesz użyć inBitmap. Zwłaszcza przed Androidem 4.4 (poziom interfejsu API 19) obsługiwane są tylko mapy bitowe o równym rozmiarze. Aby dowiedzieć się więcej, zobacz Dokumentacja inBitmap.

Zapisz bitmapę do późniejszego użycia

Poniższy fragment kodu pokazuje, w jaki sposób zapisana jest istniejąca mapa bitowa, aby możliwe było użyć później w przykładowej aplikacji. Gdy aplikacja działa na Androidzie 3.0 lub nowszym bitmapa jest usuwana z LruCache, zostanie umieszczone opcjonalne odwołanie do bitmapy, w HashSet, do wykorzystania później z inBitmap:

Kotlin

var reusableBitmaps: MutableSet<SoftReference<Bitmap>>? = null
private lateinit var memoryCache: LruCache<String, BitmapDrawable>
// If you're running on Honeycomb or newer, create a
// synchronized HashSet of references to reusable bitmaps.
if (Utils.hasHoneycomb()) {
    reusableBitmaps = Collections.synchronizedSet(HashSet<SoftReference<Bitmap>>())
}

memoryCache = object : LruCache<String, BitmapDrawable>(cacheParams.memCacheSize) {

    // Notify the removed entry that is no longer being cached.
    override fun entryRemoved(
            evicted: Boolean,
            key: String,
            oldValue: BitmapDrawable,
            newValue: BitmapDrawable
    ) {
        if (oldValue is RecyclingBitmapDrawable) {
            // The removed entry is a recycling drawable, so notify it
            // that it has been removed from the memory cache.
            oldValue.setIsCached(false)
        } else {
            // The removed entry is a standard BitmapDrawable.
            if (Utils.hasHoneycomb()) {
                // We're running on Honeycomb or later, so add the bitmap
                // to a SoftReference set for possible use with inBitmap later.
                reusableBitmaps?.add(SoftReference(oldValue.bitmap))
            }
        }
    }
}

Java

Set<SoftReference<Bitmap>> reusableBitmaps;
private LruCache<String, BitmapDrawable> memoryCache;

// If you're running on Honeycomb or newer, create a
// synchronized HashSet of references to reusable bitmaps.
if (Utils.hasHoneycomb()) {
    reusableBitmaps =
            Collections.synchronizedSet(new HashSet<SoftReference<Bitmap>>());
}

memoryCache = new LruCache<String, BitmapDrawable>(cacheParams.memCacheSize) {

    // Notify the removed entry that is no longer being cached.
    @Override
    protected void entryRemoved(boolean evicted, String key,
            BitmapDrawable oldValue, BitmapDrawable newValue) {
        if (RecyclingBitmapDrawable.class.isInstance(oldValue)) {
            // The removed entry is a recycling drawable, so notify it
            // that it has been removed from the memory cache.
            ((RecyclingBitmapDrawable) oldValue).setIsCached(false);
        } else {
            // The removed entry is a standard BitmapDrawable.
            if (Utils.hasHoneycomb()) {
                // We're running on Honeycomb or later, so add the bitmap
                // to a SoftReference set for possible use with inBitmap later.
                reusableBitmaps.add
                        (new SoftReference<Bitmap>(oldValue.getBitmap()));
            }
        }
    }
....
}

Użyj istniejącej mapy bitowej

W uruchomionej aplikacji metody dekodera sprawdzają, czy występują lub mapy bitowej. Na przykład:

Kotlin

fun decodeSampledBitmapFromFile(
        filename: String,
        reqWidth: Int,
        reqHeight: Int,
        cache: ImageCache
): Bitmap {

    val options: BitmapFactory.Options = BitmapFactory.Options()
    ...
    BitmapFactory.decodeFile(filename, options)
    ...

    // If we're running on Honeycomb or newer, try to use inBitmap.
    if (Utils.hasHoneycomb()) {
        addInBitmapOptions(options, cache)
    }
    ...
    return BitmapFactory.decodeFile(filename, options)
}

Java

public static Bitmap decodeSampledBitmapFromFile(String filename,
        int reqWidth, int reqHeight, ImageCache cache) {

    final BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
    ...
    BitmapFactory.decodeFile(filename, options);
    ...

    // If we're running on Honeycomb or newer, try to use inBitmap.
    if (Utils.hasHoneycomb()) {
        addInBitmapOptions(options, cache);
    }
    ...
    return BitmapFactory.decodeFile(filename, options);
}

Następny fragment kodu pokazuje metodę addInBitmapOptions() wywoływaną w kluczu powyżej fragmentu. Szuka istniejącej mapy bitowej do ustawienia jako wartość inBitmap Pamiętaj, że to metoda ustawia tylko wartość dla funkcji inBitmap jeśli znajdzie odpowiednie dopasowanie (kod nie powinien nigdy zakładać, że znajdzie dopasowanie):

Kotlin

private fun addInBitmapOptions(options: BitmapFactory.Options, cache: ImageCache?) {
    // inBitmap only works with mutable bitmaps, so force the decoder to
    // return mutable bitmaps.
    options.inMutable = true

    // Try to find a bitmap to use for inBitmap.
    cache?.getBitmapFromReusableSet(options)?.also { inBitmap ->
        // If a suitable bitmap has been found, set it as the value of
        // inBitmap.
        options.inBitmap = inBitmap
    }
}

// This method iterates through the reusable bitmaps, looking for one
// to use for inBitmap:
fun getBitmapFromReusableSet(options: BitmapFactory.Options): Bitmap? {
    mReusableBitmaps?.takeIf { it.isNotEmpty() }?.let { reusableBitmaps ->
        synchronized(reusableBitmaps) {
            val iterator: MutableIterator<SoftReference<Bitmap>> = reusableBitmaps.iterator()
            while (iterator.hasNext()) {
                iterator.next().get()?.let { item ->
                    if (item.isMutable) {
                        // Check to see it the item can be used for inBitmap.
                        if (canUseForInBitmap(item, options)) {
                            // Remove from reusable set so it can't be used again.
                            iterator.remove()
                            return item
                        }
                    } else {
                        // Remove from the set if the reference has been cleared.
                        iterator.remove()
                    }
                }
            }
        }
    }
    return null
}

Java

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;
        }
    }
}

// This method iterates through the reusable bitmaps, looking for one
// to use for inBitmap:
protected Bitmap getBitmapFromReusableSet(BitmapFactory.Options options) {
        Bitmap bitmap = null;

    if (reusableBitmaps != null && !reusableBitmaps.isEmpty()) {
        synchronized (reusableBitmaps) {
            final Iterator<SoftReference<Bitmap>> iterator
                    = reusableBitmaps.iterator();
            Bitmap item;

            while (iterator.hasNext()) {
                item = iterator.next().get();

                if (null != item && item.isMutable()) {
                    // Check to see it the item can be used for inBitmap.
                    if (canUseForInBitmap(item, options)) {
                        bitmap = item;

                        // Remove from reusable set so it can't be used again.
                        iterator.remove();
                        break;
                    }
                } else {
                    // Remove from the set if the reference has been cleared.
                    iterator.remove();
                }
            }
        }
    }
    return bitmap;
}

Metoda ta określa też, czy kandydująca mapa bitowa spełnia kryteria dotyczące rozmiaru, które mają być użyte w przypadku inBitmap:

Kotlin

private fun canUseForInBitmap(candidate: Bitmap, targetOptions: BitmapFactory.Options): Boolean {
    return 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.
        val width = ceil((targetOptions.outWidth * 1.0f / targetOptions.inSampleSize).toDouble()).toInt()
        val height = ceil((targetOptions.outHeight * 1.0f / targetOptions.inSampleSize).toDouble()).toInt()
        val byteCount: Int = width * height * getBytesPerPixel(candidate.config)
        byteCount <= candidate.allocationByteCount
    } else {
        // On earlier versions, the dimensions must match exactly and the inSampleSize must be 1
        candidate.width == targetOptions.outWidth
                && candidate.height == targetOptions.outHeight
                && targetOptions.inSampleSize == 1
    }
}

/**
 * A helper function to return the byte usage per pixel of a bitmap based on its configuration.
 */
private fun getBytesPerPixel(config: Bitmap.Config): Int {
    return when (config) {
        Bitmap.Config.ARGB_8888 -> 4
        Bitmap.Config.RGB_565, Bitmap.Config.ARGB_4444 -> 2
        Bitmap.Config.ALPHA_8 -> 1
        else -> 1
    }
}

Java

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 = (int) Math.ceil(targetOptions.outWidth * 1.0f / targetOptions.inSampleSize);
        int height = (int) Math.ceil(targetOptions.outHeight * 1.0f / 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;
}

/**
 * A helper function to return the byte usage per pixel of a bitmap based on its configuration.
 */
static int getBytesPerPixel(Config config) {
    if (config == Config.ARGB_8888) {
        return 4;
    } else if (config == Config.RGB_565) {
        return 2;
    } else if (config == Config.ARGB_4444) {
        return 2;
    } else if (config == Config.ALPHA_8) {
        return 1;
    }
    return 1;
}