Bitmap基本概念及在Android4.4系统上使用BitmapFactory的注意事项

本文首先总结一下Bitmap的相关概念，然后通过一个实际的问题来分析设置BitmapFactory.options的注意事项，以减少不必要的内存占用率，避免发生OOM。


一、 Bitmap的使用trick


尽量不要使用setImageBitmap或setImageResource 或BitmapFactory.decodeResource来设置一张大图， 因为这些函数在完成decode后，最终都是通过java层的createBitmap来完成的， 需要消耗更多内存。因此，改用先通过BitmapFactory.decodeStream方法，创建出一个bitmap，再将其设为ImageView的 source，decodeStream最大的秘密在于其直接调用 JNI >> nativeDecodeAsset() 来完成decode，无需再使用java层的createBitmap，从而节省了java层的空间。  
如果在读取时加上图片的Config参数，可以更有效减少加载的内存，从而有效阻止抛出out of Memory异常.另外，decodeStream直接拿的图片来读取字节码了，不会根据机器的各种分辨率来自动适应，使用了decodeStream之后，需要在hdpi和mdpi，ldpi中配置相应的图片资源， 否则在不同分辨率机器上都是同样大小（像素点数量），显示出来的大小就不对了。    


BitmapFactory.Options.inPreferredConfig 


     * ALPHA_8:数字为8，图形参数应该由一个字节来表示,应该是一种8位的位图 
     * ARGB_4444:4+4+4+4=16，图形的参数应该由两个字节来表示,应该是一种16位的位图. 
     * ARGB_8888:8+8+8+8=32，图形的参数应该由四个字节来表示,应该是一种32位的位图. 
     * RGB_565:5+6+5=16，图形的参数应该由两个字节来表示,应该是一种16位的位图. 
     *  
     * ALPHA_8，ARGB_4444，ARGB_8888都是透明的位图，也就是所字母A代表透明。 
     * ARGB_4444:意味着有四个参数,即A,R,G,B,每一个参数由4bit表示. 
     * ARGB_8888:意味着有四个参数,即A,R,G,B,每一个参数由8bit来表示. 
     * RGB_565:意味着有三个参数,R,G,B,三个参数分别占5bit,6bit,5bit. 
     *  
     *  
     * BitmapFactory.Options.inPurgeable; 
     *  
     * 如果 inPurgeable 设为True的话表示使用BitmapFactory创建的Bitmap 
     * 用于存储Pixel的内存空间在系统内存不足时可以被回收， 
     * 在应用需要再次访问Bitmap的Pixel时（如绘制Bitmap或是调用getPixel）， 
     * 系统会再次调用BitmapFactory decoder重新生成Bitmap的Pixel数组。  
     * 为了能够重新解码图像，bitmap要能够访问存储Bitmap的原始数据。 
     *  
     * 在inPurgeable为false时表示创建的Bitmap的Pixel内存空间不能被回收， 
     * 这样BitmapFactory在不停decodeByteArray创建新的Bitmap对象， 
     * 不同设备的内存不同，因此能够同时创建的Bitmap个数可能有所不同， 
     * 200个bitmap足以使大部分的设备重新OutOfMemory错误。 
     * 当isPurgable设为true时，系统中内存不足时， 
     * 可以回收部分Bitmap占据的内存空间，这时一般不会出现OutOfMemory 错误。 
下面给出一段读取Bitmap的代码：




[java] view plaincopy
public Bitmap readBitmap(Context context, int resId) {    
       BitmapFactory.Options opts = new BitmapFactory.Options();    
       opts.inPreferredConfig = Config.RGB_565;    
       opts.inPurgeable = true;    
       opts.inInputShareable = true;    
       InputStream is = context.getResources().openRawResource(resId);    
       return BitmapFactory.decodeStream(is, null, opts);    
   }   
二、在Android4.4系统上使用BitmapFactory.options的注意事项
前段时间将手机的Android系统升级到4.4之后，发现之前开发的App运行起来非常的卡，严重影响了用户体验。后来发现跟Bitmap.decodeByteArray的底层实现有关。本文将对问题原因进行总结，希望大家写代码时能留意一下，因为这种问题一旦遇到，要花很多时间才能发现原因。
我们的代码能根据屏幕的密度对图片进行缩放，因此我们使用最大的图片资源，这样的话对于任何的手机屏幕，都会对图像进行压缩，不会造成视觉上的问题。图片解码前需要对BitmapFactory.Options进行设置，部分代码如下：




[java] view plaincopy
BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();  
DisplayMetrics displayMetrics = context.getResources.getDisplayMetrics();  
......  
options.inTargetDensity = displayMetrics.densityDpi;  
options.inScaled = true;  
//getBitmapDensity()用于设置图片将要被显示的密度。  
options.inDensity = getBitmapDensity();  
......  
Bitmap bitmap = getBitmapFromPath(loadPath, options);  


options.inTargetDensity表示的是目标Bitmap即将被画到屏幕上的像素密度（每英寸有多少个像素）。这个属性往往会和options.inDensity和options.inScaled一起来觉得目标bitmap是否需要进行缩放。若果这个值为0，则BitmapFactory.decodeResource(Resources, int)和BitmapFactory.decodeResource(Resources, int, android.graphics.BitmapFactory.Options)decodeResourceStream(Resources, TypedValue, InputStream, Rect, BitmapFactory.Options) 将inTargetDensity用DisplayMetrics.densityDpi来设置，其它函数则不会对bitmap进行任何缩放。
options.inDensity表示的是bitmap所使用的像素密度。如果这个值和options.inTargetDensity不一致，则会对图像进行缩放。 如果被设置成0，则 decodeResource(Resources, int), decodeResource(Resources, int, android.graphics.BitmapFactory.Options), 和decodeResourceStream(Resources, TypedValue, InputStream, Rect, BitmapFactory.Options)将用屏幕密度值来设定这个参数，其它函数将不进行缩放。
图片的缩放倍数是根据inTargetDensity/inDensity来计算得到的。
  我们使用的图片是640 * 1136，编码格式ARGB_8888，则大小为 640*1136*4=291K。手机屏幕密度为480，则options.inTargtetDensity为480；inDensity被设置成160. 安照以上的设置，bitmap的大小将被放大9倍，图片编码后的大小应为640*1136*4=26M。我们的App中总共加载了3张这样的图片，故运行起来非常的卡。
 但为何Android4.4之前的版本没有这样的问题，为此我们分析了Bitmap.decodeByteArray()的源码。




[java] view plaincopy
/** 
  * Decode an immutable bitmap from the specified byte array. 
  * 
  * @param data byte array of compressed image data 
  * @param offset offset into imageData for where the decoder should begin 
  *               parsing. 
  * @param length the number of bytes, beginning at offset, to parse 
  * @param opts null-ok; Options that control downsampling and whether the 
  *             image should be completely decoded, or just is size returned. 
  * @return The decoded bitmap, or null if the image data could not be 
  *         decoded, or, if opts is non-null, if opts requested only the 
  *         size be returned (in opts.outWidth and opts.outHeight) 
  */  
 public static Bitmap decodeByteArray(byte[] data, int offset, int length, Options opts) {  
     if ((offset | length) < 0 || data.length < offset + length) {  
         throw new ArrayIndexOutOfBoundsException();  
     }  
  
     Bitmap bm;  
  
     Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_GRAPHICS, "decodeBitmap");  
     try {  
         bm = nativeDecodeByteArray(data, offset, length, opts);  
  
         if (bm == null && opts != null && opts.inBitmap != null) {  
             throw new IllegalArgumentException("Problem decoding into existing bitmap");  
         }  
         setDensityFromOptions(bm, opts);  
     } finally {  
         Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_GRAPHICS);  
     }  
  
     return bm;  
 }  


我们发现，该函数会调用本地函数 nativeDecodeByteArray(byte[] data, int offset, int length, Options opts)来解析图片。
android4.4以前的BitmapFactory.cpp中nativeDecodeByteArray调用doDecode函数时不会根据density进行缩放处理（没有查到所有的4.4以前的所有代码，以4.2为例）：








willscale这个参数决定了它是否能被缩放，由于没有传入scale值到doDecode中，scale一直使用默认值1.0f，所以willScale根据默认值计算将始终为false，即bitmap不会被缩放。


android4.4平台nativeDecodeByteArray对doDecode的调用方式没有改变，但改变了doDecode函数的实现，特别是对willScale的计算方式进行了修改






其中全局变量gOptions_scaledFieldID为java文件中BitmapFactory.Options的inScale变量在native层的id，












因为scale = (float) targetDensity / density;所以缩放倍速由inTargetDensity和inDensity两个值确定。
可知在native层，当scale不等于1.0时会对图片进行缩放，长宽缩放方式如下：












好了，就写到这儿，大家可以查查以前写的代码，如果有根据屏幕密度加载Bitmap的部分，请将App在4.4的系统上跑跑看，观察内存占用的情况。解决上面的问题办法其实也很简单，大家可以想想看。