Android内存优化之图片优化

一般来说,图片是APP占用内存高的主要原因,所以优化图片的内存占用是避免OOM的根本手段。对于图片占用的内存,我们可能总有这样的误区:图片本身所占的存储空间越小,占用的内存越小。所以认为只要将图片进行压缩,就相当于减小了内存占用。其实这是不对的,图片占用的存储空间的大小与所占的内存大小没有直接关系。

既然与内存没有关系,那压缩图片有什么意义呢?对于APK而言,压缩图片是为了减小APK的体积,而对于需要网络请求的图片,压缩则是为了更快的网络响应。

所以优化之前需要清楚2个基本原则:

  • 图片占用内存的大小与图片本身的大小没有直接关系;
  • WebP格式的图片虽然小,但占用的内存和其他格式无差别;

图片占用内存的大小

memorySize ≈ width * height * 每个像素需要的字节数

优化策略

既然需要的内存公式已得到,那优化就显而易见了,无非就是减小的这三个参数的值,具体的策略如下:

这里我们将图片分为2种情况来探讨:

drawable中的图片

单独探讨这种情况,是因为Android系统会对drawable中的图片进行缩放,缩放系数与设置的屏幕分辨率和drawable所表示的分辨率有关,具体的公式如下:

scale = 设备分辨率 / 资源目录分辨率  如:1080x1920的图片显示xhdpi中的图片,scale = 480 / 320 = 1.5

所以此时图片占用的内存大小为:

memorySize ≈ (width * scale) * (height * scale) * 每个像素需要的字节数
           ≈ width * height * scale ^ 2 * 每个像素需要的字节数

具体的缩放过程可参考Android中Bitmap内存优化

这里我们只探讨一下scale系数的影响因素:设备分辨率和资源目录分辨率。至于其他的可变因子会在另一种情况中介绍。设备分辨率我们没法改变,所以影响因素只有资源目录分辨率,也就是说,同一张图片,放在不同的drawable中,占用的内存大小不同。从公式可看出,使用同一个设备时,drawable表示的分辨率越高,则图片占用的内存越小,反之越大。所以,在做图片的兼容性时,如果只想使用一张图片,则应使用3倍甚至4倍的图片(3倍是主流机型,但在4倍手机上会被放大,图片可能失真),这样在低分辨率的手机上,不仅显示清晰,而且系统会自动进行缩放,从而确保占用较小的内存。

同样是存放图片的位置,为什么mipmap不在这种情况的考虑范围之内呢?因为mipmap是Android系统为了避免Launcher Icon变形而添加的资源目录,也就是说,mipmap中的图片不会被缩放。所以Google也不推荐将除Launcher Icon之外的图片放在mipmap目录中。

其他位置的图片

其他位置的图片包括mipmap, asset, 本地图片,网络图片等。这些位置的图片都有一个共同点——不会被缩放。所以只需要考虑如何改变图片分辨率和每个像素需要的字节数即可。

本地图片

本地图片通常都是通过Android提供的BitmapFactory来加载的, 这里看几个常用的API:

// 根据路径加载
public static Bitmap decodeFile(String pathName, Options opts);
// 加载drawable或mipmap中的图片
public static Bitmap decodeResource(Resources res, int id, Options opts)
// 根据字节流加载
public static Bitmap decodeByteArray(byte[] data, int offset, int length)
// 根据IO流加载
public static Bitmap decodeStream(InputStream is, Rect outPadding, Options opts)

图片的优化可通过Options参数来实现(Options的介绍可参考从fresco 看图片优化):

方式一:inSampleSize

inSampleSize可理解为图片的缩小比例,若inSampleSize小于1,则当做1处理。设置inSampleSize后,图片的宽度和高度将变成原来的1/inSampleSize, 其占用的内存空间将是原来的1/(inSampleSize ^ 2)。但是具体如何取值呢,可通过以下代码来获取:

BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
options.inJustDecodeBounds = true;
BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.image, options);
options.inSampleSize = getSampleSize(options, 100, 100);
options.inJustDecodeBounds = false;
Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.abc, options);
imageView.setImageBitmap(bitmap);

public static int getSampleSize(BitmapFactory.Options options, int viewWidth, int viewHeight) {
    if (viewWidth == 0 || viewHeight == 0 || options == null) {
        return 1;
    }
    int widthScale = options.outWidth / viewWidth;
    int heightScale = options.outHeight / viewHeight;
    Log.i("out", "width==" + widthScale + " heightScale==" + heightScale);
    return widthScale >= heightScale ? heightScale : widthScale;
}

方式二:inDensity

inDensity相当于上面说的资源目录分辨率,前面说了,这里考虑的情况,图片不会被缩放,其原因就是inDensity和设备分辨率的取值是一致的,因为inDensity=设备分辨率,所以scale=1, 如果将inDensity设置为大于设备分辨率的值,那么图片就会被缩小。例如,当前的手机1dp=2px, 即2X屏幕,此时的inDensity为320, 如果将inDensity修改为480, scale=320f/480f=2/3, 那么图片所占用的内存将变成原来的4/9。

方式三:inPreferredConfig

inPreferredConfig的取值为Bitmap.Config类型(这里只考虑以下几种情况),它是一个枚举类型,用来设置每个像素需要的字节数:

ALPHA_8:占1个字节
RGB_565:占2个字节
ARGB_4444:占2个字节,已废弃,不推荐使用
ARGB_8888:32位真彩色,带透明度,占4个字节

显示图片时默认都是ARGB_8888,所以我们可通过inPreferredConfig的值进行内存优化。但实际上inPreferredConfig的取值对内存的影响并不是简单的Bitmap.Config.ALPHA_8占1个字节,ARGB_4444和RGB_565占2个字节,ARGB_8888占4个字节,而是与具体的图片格式有关:

  • inPreferredConfig对jpeg和gif格式的图片无作用,无论inPreferredConfig的值取什么,jpeg格式的图片每个像素始终占用4个字节,而gif格式的图片始终站1个字节;
  • 对于webp格式的图片,inPreferredConfig取值为RGB_565的时候,每个像素占用2个字节,其余的取值每个像素仍然占4个字节;
  • 对于png格式的图片,需要分png8, png24, png32三种情况来说。png8格式的图片每个像素占用的字节数随inPreferredConfig的取值而变化,取值为ARGB_ALPHA时占用一个字节,取值为RGB_565时占用2个字节,取值为ARGB_4444或ARGB_8888时占用4个字节。png24格式的图片,当inPreferredConfig的取值为RGB_565时,每个像素占用2个字节,取其他的值(ARGB_ALPHA, ARGB_4444和ARGB_8888)每个像素都占用4个字节。而对于png32格式的图片,inPreferredConfig的取值(ARGB_ALPHA, RGB_565, ARGB_4444或ARGB_8888)对每个像素占用的字节数无影响。

所以,如果通过inPreferredConfig来优化图片的内存占用,就需要webp或png24格式的图片,png24与png32相比,也就是不支持透明度而已,对于大多数图片来说,两者没有明显的差别。当然,作为一种新的图片格式,web可认为是一种不错的选择。

注意:
9patch图虽然在使用时会根据View的尺寸进行放大,但其像素仍然不变,可视为普通图片来处理;

网络图片

网络图片通常我们都是使用开源库进行加载(这里顺便推荐一个好用的图片加载库ImageSet), inPreferredConfig的值通常可在初始化时进行配置,至于缩放,可让后台进行实现。即:根据图片的请求参数返回合适的尺寸。最大也只需要控件的大小即可,再大也没意义,不仅浪费流量,还占用内存。如果你的APP中有很多图片,那么可对图片的宽高根据设备的内存情况进行适当的缩小:

// 根据内存大小设置缩放系数
public static float getDefaultScale() {
    float scale = 1.0f;
    int totalMemorySize = AndroidPlatformUtil.getTotalMemorySize();
    if (totalMemorySize >= 4) {
        scale = 1.0f;
    } else if (totalMemorySize >= 2 && totalMemorySize < 4) {
        scale = 0.8f;
    } else {
        scale = 0.6f;
    }

    return scale;
}

// 获取设备的内存大小,返回值单位为G
public static int getTotalMemorySize(){
    String path = "/proc/meminfo";
    String firstLine = null;
    FileReader fileReader = null;
    BufferedReader bufferedReader = null;
    try{
        fileReader = new FileReader(path);
        bufferedReader = new BufferedReader(fileReader,8192);
        firstLine = bufferedReader.readLine().split("\\s+")[1];
    } catch (Exception e){
        e.printStackTrace();
    } finally {
        try {
            if (bufferedReader != null) {
                bufferedReader.close();
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace(System.out);
        }

        try {
            if (fileReader != null) {
                fileReader.close();
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace(System.out);
        }
    }

    if(TextUtils.isEmpty(firstLine)){
        return (int)Math.ceil((new Float(Float.valueOf(firstLine) / (1024 * 1024)).doubleValue()));
    }

    return 0;
}

总结

对于一个多图片的APP来说,图片所占内存的优化是一项必不可少的工作。总的来说,其优化也就是通过缩放和指定Bitmap.Config的值来实现的,只是不同位置,不同格式的图片有所差异而已。

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