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Android批量图片加载经典系列——采用二级缓存、异步加载网络图片

一、问题描述

Android应用中经常涉及从网络中加载大量图片，为提升加载速度和效率，减少网络流量都会采用二级缓存和异步加载机制，所谓二级缓存就是通过先从内存中获取、再从文件中获取，最后才会访问网络。内存缓存（一级）本质上是Map集合以key-value对的方式存储图片的url和Bitmap信息，由于内存缓存会造成堆内存泄露，管理相对复杂一些，可采用第三方组件，对于有经验的可自己编写组件，而文件缓存比较简单通常自己封装一下即可。下面就通过案例看如何实现网络图片加载的优化。

二、案例介绍

案例新闻的列表图片

三、主要核心组件

下面先看看实现一级缓存（内存）、二级缓存（磁盘文件）所编写的组件

1、MemoryCache

在内存中存储图片（一级缓存）, 采用了1个map来缓存图片代码如下：

public class MemoryCache {  // 最大的缓存数   private static final int MAX_CACHE_CAPACITY = 30;  //用Map软引用的Bitmap对象, 保证内存空间足够情况下不会被垃圾回收   private HashMap<String, SoftReference<Bitmap>> mCacheMap =     new LinkedHashMap<String, SoftReference<Bitmap>>() {    private static final long serialVersionUID = 1L; //当缓存数量超过规定大小（返回true）会清除最早放入缓存的     protected boolean removeEldestEntry( Map.Entry<String,SoftReference<Bitmap>> eldest){     return size() > MAX_CACHE_CAPACITY;};  };  /**   * 从缓存里取出图片   * @param id   * @return 如果缓存有，并且该图片没被释放，则返回该图片，否则返回null   */  public Bitmap get(String id){   if(!mCacheMap.containsKey(id)) return null;   SoftReference<Bitmap> ref = mCacheMap.get(id);   return ref.get();  }  /**   * 将图片加入缓存   * @param id   * @param bitmap   */  public void put(String id, Bitmap bitmap){   mCacheMap.put(id, new SoftReference<Bitmap>(bitmap));  }  /**   * 清除所有缓存   */    public void clear() {  try {    for(Map.Entry<String,SoftReference<Bitmap>>entry :mCacheMap.entrySet())  { SoftReference<Bitmap> sr = entry.getValue();    if(null != sr) {     Bitmap bmp = sr.get();     if(null != bmp) bmp.recycle();    }   }   mCacheMap.clear();  } catch (Exception e) {    e.printStackTrace();}  } }

2、FileCache

在磁盘中缓存图片(二级缓存)，代码如下

public class FileCache {   //缓存文件目录   private File mCacheDir;  /**   * 创建缓存文件目录，如果有SD卡，则使用SD，如果没有则使用系统自带缓存目录   * @param context   * @param cacheDir 图片缓存的一级目录   */ public FileCache(Context context, File cacheDir, String dir){ if(android.os.Environment.getExternalStorageState().equals、(android.os.Environment.MEDIA_MOUNTED))    mCacheDir = new File(cacheDir, dir);    else   mCacheDir = context.getCacheDir();// 如何获取系统内置的缓存存储路径    if(!mCacheDir.exists())  mCacheDir.mkdirs();  }  public File getFile(String url){   File f=null;   try { //对url进行编辑，解决中文路径问题    String filename = URLEncoder.encode(url,"utf-8");    f = new File(mCacheDir, filename);   } catch (UnsupportedEncodingException e) {    e.printStackTrace();   }   return f;  }  public void clear(){//清除缓存文件   File[] files = mCacheDir.listFiles();   for(File f:files)f.delete(); } }

3、编写异步加载组件AsyncImageLoader

android中采用单线程模型即应用运行在UI主线程中，且Android又是实时操作系统要求及时响应否则出现ANR错误，因此对于耗时操作要求不能阻塞UI主线程，需要开启一个线程处理（如本应用中的图片加载）并将线程放入队列中，当运行完成后再通知UI主线程进行更改，同时移除任务——这就是异步任务，在android中实现异步可通过本系列一中所用到的AsyncTask或者使用thread+handler机制，在这里是完全是通过代码编写实现的，这样我们可以更清晰的看到异步通信的实现的本质，代码如下

public class AsyncImageLoader{  private MemoryCache mMemoryCache;//内存缓存  private FileCache mFileCache;//文件缓存  private ExecutorService mExecutorService;//线程池 //记录已经加载图片的ImageView  private Map<ImageView, String> mImageViews = Collections    .synchronizedMap(new WeakHashMap<ImageView, String>()); //保存正在加载图片的url   private List<LoadPhotoTask> mTaskQueue = new ArrayList<LoadPhotoTask>();  /**   * 默认采用一个大小为5的线程池   * @param context   * @param memoryCache 所采用的高速缓存   * @param fileCache 所采用的文件缓存   */  public AsyncImageLoader(Context context, MemoryCache memoryCache, FileCache fileCache) {   mMemoryCache = memoryCache;   mFileCache = fileCache;   mExecutorService = Executors.newFixedThreadPool(5);//建立一个容量为5的固定尺寸的线程池（最大正在运行的线程数量）  }  /**   * 根据url加载相应的图片   * @param url   * @return 先从一级缓存中取图片有则直接返回，如果没有则异步从文件（二级缓存）中取，如果没有再从网络端获取   */  public Bitmap loadBitmap(ImageView imageView, String url) {   //先将ImageView记录到Map中,表示该ui已经执行过图片加载了   mImageViews.put(imageView, url);   Bitmap bitmap = mMemoryCache.get(url);//先从一级缓存中获取图片   if(bitmap == null) {    enquequeLoadPhoto(url, imageView);//再从二级缓存和网络中获取   }   return bitmap;  }  /**   * 加入图片下载队列   * @param url   */  private void enquequeLoadPhoto(String url, ImageView imageView) {   //如果任务已经存在，则不重新添加   if(isTaskExisted(url))    return;   LoadPhotoTask task = new LoadPhotoTask(url, imageView);   synchronized (mTaskQueue) {    mTaskQueue.add(task);//将任务添加到队列中      }   mExecutorService.execute(task);//向线程池中提交任务，如果没有达到上限(5),则运行否则被阻塞  }  /**   * 判断下载队列中是否已经存在该任务   * @param url   * @return   */  private boolean isTaskExisted(String url) {   if(url == null)    return false;   synchronized (mTaskQueue) {    int size = mTaskQueue.size();    for(int i=0; i<size; i++) {     LoadPhotoTask task = mTaskQueue.get(i);     if(task != null && task.getUrl().equals(url))      return true;    }   }   return false;  }  /**   * 从缓存文件或者网络端获取图片   * @param url   */  private Bitmap getBitmapByUrl(String url) {   File f = mFileCache.getFile(url);//获得缓存图片路径   Bitmap b = ImageUtil.decodeFile(f);//获得文件的Bitmap信息   if (b != null)//不为空表示获得了缓存的文件    return b;   return ImageUtil.loadBitmapFromWeb(url, f);//同网络获得图片  }  /**   * 判断该ImageView是否已经加载过图片了（可用于判断是否需要进行加载图片）   * @param imageView   * @param url   * @return   */  private boolean imageViewReused(ImageView imageView, String url) {   String tag = mImageViews.get(imageView);   if (tag == null || !tag.equals(url))    return true;   return false;  }  private void removeTask(LoadPhotoTask task) {   synchronized (mTaskQueue) {    mTaskQueue.remove(task);   }  }  class LoadPhotoTask implements Runnable {   private String url;   private ImageView imageView;    LoadPhotoTask(String url, ImageView imageView) {    this.url = url;    this.imageView = imageView;   }   @Override   public void run() {    if (imageViewReused(imageView, url)) {//判断ImageView是否已经被复用     removeTask(this);//如果已经被复用则删除任务     return;    }    Bitmap bmp = getBitmapByUrl(url);//从缓存文件或者网络端获取图片    mMemoryCache.put(url, bmp);// 将图片放入到一级缓存中    if (!imageViewReused(imageView, url)) {//若ImageView未加图片则在ui线程中显示图片    BitmapDisplayer bd = new BitmapDisplayer(bmp, imageView, url);      Activity a = (Activity) imageView.getContext();    a.runOnUiThread(bd);//在UI线程调用bd组件的run方法，实现为ImageView控件加载图片    }    removeTask(this);//从队列中移除任务   }   public String  getUrl() {    return url;   }  }  /**   *    *由UI线程中执行该组件的run方法   */  class BitmapDisplayer implements Runnable {   private Bitmap bitmap;   private ImageView imageView;   private String url;   public BitmapDisplayer(Bitmap b, ImageView imageView, String url) {    bitmap = b;    this.imageView = imageView;    this.url = url;   }   public void run() {    if (imageViewReused(imageView, url))     return;    if (bitmap != null)     imageView.setImageBitmap(bitmap);   }  }  /**   * 释放资源   */  public void destroy() {   mMemoryCache.clear();   mMemoryCache = null;   mImageViews.clear();   mImageViews = null;   mTaskQueue.clear();   mTaskQueue = null;   mExecutorService.shutdown();   mExecutorService = null;  } }

编写完成之后，对于异步任务的执行只需调用AsyncImageLoader中的loadBitmap()方法即可非常方便，对于AsyncImageLoader组件的代码最好结合注释好好理解一下，这样对于Android中线程之间的异步通信就会有深刻的认识。

4、工具类ImageUtil

public class ImageUtil {  /**   * 从网络获取图片，并缓存在指定的文件中   * @param url 图片url   * @param file 缓存文件   * @return   */  public static Bitmap loadBitmapFromWeb(String url, File file) {   HttpURLConnection conn = null;   InputStream is = null;   OutputStream os = null;   try {    Bitmap bitmap = null;    URL imageUrl = new URL(url);    conn = (HttpURLConnection) imageUrl.openConnection();    conn.setConnectTimeout(30000);    conn.setReadTimeout(30000);    conn.setInstanceFollowRedirects(true);    is = conn.getInputStream();    os = new FileOutputStream(file);    copyStream(is, os);//将图片缓存到磁盘中    bitmap = decodeFile(file);    return bitmap;   } catch (Exception ex) {    ex.printStackTrace();    return null;   } finally {    try {     if(os != null) os.close();     if(is != null) is.close();     if(conn != null) conn.disconnect();    } catch (IOException e) { }   }  }  public static Bitmap decodeFile(File f) {   try {    return BitmapFactory.decodeStream(new FileInputStream(f), null, null);   } catch (Exception e) { }    return null;  }  private  static void copyStream(InputStream is, OutputStream os) {   final int buffer_size = 1024;   try {    byte[] bytes = new byte[buffer_size];    for (;;) {     int count = is.read(bytes, 0, buffer_size);     if (count == -1)      break;     os.write(bytes, 0, count);    }   } catch (Exception ex) {    ex.printStackTrace();   }  } }

四、测试应用

组件之间的时序图：

Android批量图片加载经典系列——采用二级缓存、异步加载网络图片

1、编写MainActivity

public class MainActivity extends Activity {   ListView list;  ListViewAdapter adapter;  @Override  public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {   super.onCreate(savedInstanceState);   setContentView(R.layout.main);   list=(ListView)findViewById(R.id.list);   adapter=new ListViewAdapter(this, mStrings);   list.setAdapter(adapter);  }  public void onDestroy(){   list.setAdapter(null);   super.onDestroy();   adapter.destroy();  }   private String[] mStrings={  "http://news.21-sun.com/UserFiles/x_Image/x_20150606083511_0.jpg", "http://news.21-sun.com/UserFiles/x_Image/x_20150606082847_0.jpg", …..}; }

2、编写适配器

public class ListViewAdapter extends BaseAdapter {  private Activity mActivity;  private String[] data;  private static LayoutInflater inflater=null;  private AsyncImageLoader imageLoader;//异步组件  public ListViewAdapter(Activity mActivity, String[] d) {   this.mActivity=mActivity;   data=d;   inflater = (LayoutInflater)mActivity.getSystemService( Context.LAYOUT_INFLATER_SERVICE);   MemoryCache mcache=new MemoryCache();//内存缓存  File sdCard = android.os.Environment.getExternalStorageDirectory();//获得SD卡   File cacheDir = new File(sdCard, "jereh_cache" );//缓存根目录  FileCache fcache=new FileCache(mActivity, cacheDir, "news_img");//文件缓存     imageLoader = new AsyncImageLoader(mActivity, mcache,fcache);  }  public int getCount() {   return data.length;  }  public Object getItem(int position) {   return position;  }  public long getItemId(int position) {   return position;  }  public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {   ViewHolder vh=null;   if(convertView==null){    convertView = inflater.inflate(R.layout.item, null);    vh=new ViewHolder();    vh.tvTitle=(TextView)convertView.findViewById(R.id.text);    vh.ivImg=(ImageView)convertView.findViewById(R.id.image);    convertView.setTag(vh);     }else{    vh=(ViewHolder)convertView.getTag();   }   vh.tvTitle.setText("标题信息测试———— "+position);   vh.ivImg.setTag(data[position]);   //异步加载图片，先从一级缓存、再二级缓存、最后网络获取图片   Bitmap bmp = imageLoader.loadBitmap(vh.ivImg, data[position]);   if(bmp == null) {    vh.ivImg.setImageResource(R.drawable.default_big);   } else {    vh.ivImg.setImageBitmap(bmp);   }   return convertView;  }  private class ViewHolder{   TextView tvTitle;   ImageView ivImg;  }  public void destroy() {   imageLoader.destroy();  } }