توجه: در بیشتر موارد، توصیه می کنیم از کتابخانه Glide برای واکشی، رمزگشایی و نمایش بیت مپ ها در برنامه خود استفاده کنید. Glide بیشتر پیچیدگی های مربوط به انجام این وظایف و کارهای دیگر مربوط به کار با بیت مپ و سایر تصاویر را در اندروید خلاصه می کند. برای اطلاعات در مورد استفاده و دانلود Glide، از مخزن Glide در GitHub دیدن کنید.
علاوه بر مراحلی که در Caching Bitmaps توضیح داده شده است، کارهای خاصی وجود دارد که می توانید برای تسهیل جمع آوری زباله و استفاده مجدد از بیت مپ انجام دهید. استراتژی پیشنهادی بستگی به این دارد که کدام نسخه (های) اندروید را هدف قرار می دهید. برنامه نمونه BitmapFun همراه با این کلاس به شما نشان می دهد که چگونه برنامه خود را طوری طراحی کنید که در نسخه های مختلف اندروید کارآمد باشد.
برای آماده کردن زمینه برای این درس، در اینجا نحوه تکامل مدیریت حافظه بیت مپ اندروید آمده است:
- در اندروید 2.2 (سطح API 8) و پایین‌تر، زمانی که زباله جمع‌آوری می‌شود، رشته‌های برنامه شما متوقف می‌شوند. این باعث تاخیر می شود که می تواند عملکرد را کاهش دهد. Android 2.3 جمع آوری زباله همزمان را اضافه می کند، به این معنی که حافظه به زودی پس از اینکه دیگر به یک بیت مپ ارجاع داده نمی شود، بازیابی می شود.
- در اندروید 2.3.3 (سطح API 10) و پایین‌تر، داده‌های پیکسل پشتیبان برای یک بیت مپ در حافظه اصلی ذخیره می‌شوند. جدا از خود بیت مپ است که در پشته Dalvik ذخیره می شود. داده‌های پیکسل در حافظه اصلی به روشی قابل پیش‌بینی منتشر نمی‌شوند، که به طور بالقوه باعث می‌شود یک برنامه برای مدت کوتاهی از محدودیت‌های حافظه خود فراتر رفته و از کار بیفتد. از اندروید 3.0 (سطح API 11) تا اندروید 7.1 (سطح API 25)، داده‌های پیکسل در پشته Dalvik همراه با بیت مپ مرتبط ذخیره می‌شوند. در اندروید 8.0 (سطح API 26) و بالاتر، داده‌های پیکسل بیت مپ در پشته اصلی ذخیره می‌شوند.
در بخش های زیر نحوه بهینه سازی مدیریت حافظه بیت مپ برای نسخه های مختلف اندروید توضیح داده شده است.
مدیریت حافظه در اندروید 2.3.3 و پایین تر
در اندروید 2.3.3 (سطح API 10) و پایین تر، استفاده از recycle() توصیه می شود. اگر حجم زیادی از داده های بیت مپ را در برنامه خود نمایش می دهید، احتمالاً با خطاهای OutOfMemoryError مواجه می شوید. متد recycle() به برنامه اجازه می دهد تا در اسرع وقت حافظه را بازیابی کند.
احتیاط: شما باید از recycle() فقط زمانی استفاده کنید که مطمئن هستید که بیت مپ دیگر استفاده نمی شود. اگر recycle() را فراخوانی کنید و بعداً سعی کنید نقشه بیت را ترسیم کنید، با این خطا مواجه خواهید شد: "Canvas: trying to use a recycled bitmap" .
قطعه کد زیر نمونه ای از فراخوانی recycle() را نشان می دهد. از شمارش مرجع (در متغیرهای mDisplayRefCount و mCacheRefCount ) برای ردیابی اینکه آیا یک بیت مپ در حال حاضر نمایش داده می شود یا در حافظه پنهان استفاده می کند. زمانی که این شرایط وجود داشته باشد، کد بیت مپ را بازیافت می کند:
- تعداد مراجع برای
mDisplayRefCountوmCacheRefCount0 است. - بیت مپ
nullنیست و هنوز بازیافت نشده است.
کاتلین
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
جاوا
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();
}
مدیریت حافظه در اندروید 3.0 و بالاتر
Android 3.0 (سطح API 11) فیلد BitmapFactory.Options.inBitmap را معرفی می کند. اگر این گزینه تنظیم شود، روش‌های رمزگشایی که شی Options را می‌گیرند، سعی می‌کنند هنگام بارگیری محتوا، از یک بیت مپ موجود دوباره استفاده کنند. این بدان معنی است که حافظه بیت مپ مجدداً مورد استفاده قرار می گیرد و در نتیجه عملکرد بهبود یافته و تخصیص و عدم تخصیص حافظه حذف می شود. با این حال، محدودیت‌های خاصی در مورد نحوه استفاده inBitmap وجود دارد. به ویژه، قبل از Android 4.4 (سطح API 19)، فقط بیت مپ های با اندازه مساوی پشتیبانی می شوند. برای جزئیات، لطفاً به مستندات inBitmap مراجعه کنید.
یک بیت مپ را برای استفاده بعدی ذخیره کنید
قطعه زیر نشان می دهد که چگونه یک بیت مپ موجود برای استفاده بعدی در برنامه نمونه ذخیره می شود. هنگامی که یک برنامه در Android نسخه 3.0 یا بالاتر اجرا می‌شود و یک بیت مپ از LruCache خارج می‌شود، یک مرجع نرم به بیت مپ در HashSet قرار می‌گیرد تا بعداً ممکن است با inBitmap استفاده مجدد شود:
کاتلین
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))
}
}
}
}
جاوا
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()));
}
}
}
....
}
از یک بیت مپ موجود استفاده کنید
در برنامه در حال اجرا، روش‌های رمزگشا بررسی می‌کنند که آیا بیت مپ موجودی وجود دارد که می‌توانند از آن استفاده کنند. به عنوان مثال:
کاتلین
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)
}
جاوا
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);
}
قطعه بعدی متد addInBitmapOptions() را نشان می دهد که در قطعه بالا فراخوانی شده است. به دنبال یک بیت مپ موجود است تا به عنوان مقدار inBitmap تنظیم شود. توجه داشته باشید که این روش تنها در صورتی برای inBitmap مقداری تعیین می کند که مطابقت مناسبی پیدا کند (کد شما هرگز نباید فرض کند که مطابقت پیدا خواهد شد):
کاتلین
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
}
جاوا
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;
}
در نهایت، این روش تعیین می کند که آیا یک بیت مپ نامزد معیارهای اندازه مورد استفاده برای inBitmap را برآورده می کند یا خیر:
کاتلین
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
}
}
جاوا
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;
}