详解Android 教你打造高效的图片加载框架

1、概述

优秀的图片加载框架不要太多，什么UIL , Volley ,Picasso,Imageloader等等。但是作为一名合格的程序猿，必须懂其中的实现原理，于是乎，今天我就带大家一起来设计一个加载网络、本地的图片框架。有人可能会说，自己写会不会很渣，运行效率，内存溢出神马的。放心，我们拿demo说话，拼得就是速度，奏事这么任性。

关于加载本地图片，当然了，我手机图片比较少，7000来张：

1、首先肯定不能内存溢出，但是尼玛现在像素那么高，怎么才能保证呢？我相信利用LruCache统一管理你的图片是个不二的选择，所有的图片从LruCache里面取，保证所有的图片的内存不会超过预设的空间。

2、加载速度要刚刚的，我一用力，滑动到3000张的位置，你要是还在从第一张给我加载，尼玛，你以为我打dota呢。所以我们需要引入加载策略，我们不能FIFO，我们选择LIFO，当前呈现给用户的，最新加载；当前未呈现的，选择加载。

3、使用方便。一般图片都会使用GridView作为控件，在getView里面进行图片加载，当然了为了不错乱，可能还需要用户去自己setTag，自己写回调设置图片。当然了，我们不需要这么麻烦，一句话ioadImage(imageview,path）即可，剩下的请交给我们的图片加载框架处理。

做到以上几点，关于本地的图片加载应该就木有什么问题了。

关于加载网络图片，其实原理差不多，就多了个是否启用硬盘缓存的选项，如果启用了，加载时，先从内存中查找，然后从硬盘上找，最后去网络下载。下载完成后，别忘了写入硬盘，加入内存缓存。如果没有启用，那么就直接从网络压缩获取，加入内存即可。

2、效果图

终于扯完了，接下来，简单看个效果图，关于加载本地图片的效果图：可以从Android 超高仿微信图片选择器 图片该这么加载这篇博客中下载Demo运行。

下面演示一个网络加载图片的例子:

80多张从网络加载的图片，可以看到我直接拖到最后，基本是呈现在用户眼前的最先加载，要是从第一张到80多，估计也是醉了。

此外：图片来自老郭的博客，感谢！！！ps:如果你觉得图片不劲爆，Day Day Up找老郭去。

3、完全解析

1、关于图片的压缩

不管是从网络还是本地的图片，加载都需要进行压缩，然后显示：

用户要你压缩显示，会给我们什么？一个imageview，一个path，我们的职责就是压缩完成后显示上去。

1、本地图片的压缩

a、获得imageview想要显示的大小

想要压缩，我们第一步应该是获得imageview想要显示的大小，没大小肯定没办法压缩？

那么如何获得imageview想要显示的大小呢？

 
  public static ImageSize getImageViewSize(ImageView imageView) 
  { 
    ImageSize imageSize = new ImageSize(); 
    DisplayMetrics displayMetrics = imageView.getContext().getResources() 
        .getDisplayMetrics(); 
    LayoutParams lp = imageView.getLayoutParams(); 
    int width = imageView.getWidth();// 获取imageview的实际宽度 
    if (width <= 0) 
    { 
      width = lp.width;// 获取imageview在layout中声明的宽度 
    } 
    if (width <= 0) 
    { 
      // width = imageView.getMaxWidth();// 检查最大值 
      width = getImageViewFieldValue(imageView, "mMaxWidth"); 
    } 
    if (width <= 0) 
    { 
      width = displayMetrics.widthPixels; 
    } 
    int height = imageView.getHeight();// 获取imageview的实际高度 
    if (height <= 0) 
    { 
      height = lp.height;// 获取imageview在layout中声明的宽度 
    } 
    if (height <= 0) 
    { 
      height = getImageViewFieldValue(imageView, "mMaxHeight");// 检查最大值 
    } 
    if (height <= 0) 
    { 
      height = displayMetrics.heightPixels; 
    } 
    imageSize.width = width; 
    imageSize.height = height; 
    return imageSize; 
  } 
  public static class ImageSize 
  { 
    int width; 
    int height; 
  } 

可以看到，我们拿到imageview以后：

首先企图通过getWidth获取显示的宽；有些时候，这个getWidth返回的是0；

那么我们再去看看它有没有在布局文件中书写宽；

如果布局文件中也没有精确值，那么我们再去看看它有没有设置最大值；

如果最大值也没设置，那么我们只有拿出我们的终极方案，使用我们的屏幕宽度；

总之，不能让它任性，我们一定要拿到一个合适的显示值。

可以看到这里或者最大宽度，我们用的反射，而不是getMaxWidth()；维萨呢，因为getMaxWidth竟然要api 16，我也是醉了；为了兼容性，我们采用反射的方案。反射的代码就不贴了。

b、设置合适的inSampleSize

我们获得想要显示的大小，为了什么，还不是为了和图片的真正的宽高做比较，拿到一个合适的inSampleSize，去对图片进行压缩么。

那么首先应该是拿到图片的宽和高：

// 获得图片的宽和高，并不把图片加载到内存中 
    BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options(); 
    options.inJustDecodeBounds = true; 
    BitmapFactory.decodeFile(path, options); 

这三行就成功获取图片真正的宽和高了，存在我们的options里面；
然后我们就可以happy的去计算inSampleSize了：

 
  public static int caculateInSampleSize(Options options, int reqWidth, 
      int reqHeight) 
  { 
    int width = options.outWidth; 
    int height = options.outHeight; 
    int inSampleSize = 1; 
    if (width > reqWidth || height > reqHeight) 
    { 
      int widthRadio = Math.round(width * 1.0f / reqWidth); 
      int heightRadio = Math.round(height * 1.0f / reqHeight); 
      inSampleSize = Math.max(widthRadio, heightRadio); 
    } 
    return inSampleSize; 
  } 

options里面存了实际的宽和高；reqWidth和reqHeight就是我们之前得到的想要显示的大小；经过比较，得到一个合适的inSampleSize;
有了inSampleSize:

options.inSampleSize = ImageSizeUtil.caculateInSampleSize(options, 
        width, height); 
    // 使用获得到的InSampleSize再次解析图片 
    options.inJustDecodeBounds = false; 
    Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile(path, options); 
    return bitmap; 

经过这几行，就完成图片的压缩了。

上述是本地图片的压缩，那么如果是网络图片呢？

2、网络图片的压缩

a、直接下载存到sd卡，然后采用本地的压缩方案。这种方式当前是在硬盘缓存开启的情况下，如果没有开启呢？

b、使用BitmapFactory.decodeStream(is, null, opts);

 
  public static Bitmap downloadImgByUrl(String urlStr, ImageView imageview) 
  { 
    FileOutputStream fos = null; 
    InputStream is = null; 
    try 
    { 
      URL url = new URL(urlStr); 
      HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) url.openConnection(); 
      is = new BufferedInputStream(conn.getInputStream()); 
      is.mark(is.available()); 
      Options opts = new Options(); 
      opts.inJustDecodeBounds = true; 
      Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(is, null, opts); 
      //获取imageview想要显示的宽和高 
      ImageSize imageViewSize = ImageSizeUtil.getImageViewSize(imageview); 
      opts.inSampleSize = ImageSizeUtil.caculateInSampleSize(opts, 
          imageViewSize.width, imageViewSize.height); 
      opts.inJustDecodeBounds = false; 
      is.reset(); 
      bitmap = BitmapFactory.decodeStream(is, null, opts); 
      conn.disconnect(); 
      return bitmap; 
    } catch (Exception e) 
    { 
      e.printStackTrace(); 
    } finally 
    { 
      try 
      { 
        if (is != null) 
          is.close(); 
      } catch (IOException e) 
      { 
      } 
      try 
      { 
        if (fos != null) 
          fos.close(); 
      } catch (IOException e) 
      { 
      } 
    } 
    return null; 
  } 

基本和本地压缩差不多，也是两次取样，当然需要注意一点，我们的is进行了包装，以便可以进行reset()；直接返回的is是不能使用两次的。

到此，图片压缩说完了。

2、图片加载框架的架构

我们的图片压缩加载完了，那么就应该放入我们的LruCache，然后设置到我们的ImageView上。

好了，接下来我们来说说我们的这个框架的架构；

1、单例，包含一个LruCache用于管理我们的图片；

2、任务队列，我们每来一次加载图片的请求，我们会封装成Task存入我们的TaskQueue;

3、包含一个后台线程，这个线程在第一次初始化实例的时候启动，然后会一直在后台运行；任务呢？还记得我们有个任务队列么，有队列存任务，得有人干活呀；所以，当每来一次加载图片请求的时候，我们同时发一个消息到后台线程，后台线程去使用线程池去TaskQueue去取一个任务执行；

4、调度策略；3中说了，后台线程去TaskQueue去取一个任务，这个任务不是随便取的，有策略可以选择，一个是FIFO，一个是LIFO，我倾向于后者。

好了，基本就这些结构，接下来看我们具体的实现。

3、具体的实现

1、构造方法

public static ImageLoader getInstance(int threadCount, Type type) 
  { 
    if (mInstance == null) 
    { 
      synchronized (ImageLoader.class) 
      { 
        if (mInstance == null) 
        { 
          mInstance = new ImageLoader(threadCount, type); 
        } 
      } 
    } 
    return mInstance; 
  } 

这个就不用说了，重点看我们的构造方法

 
public class ImageLoader 
{ 
  private static ImageLoader mInstance; 
   
  private LruCache<String, Bitmap> mLruCache; 
   
  private ExecutorService mThreadPool; 
  private static final int DEAFULT_THREAD_COUNT = 1; 
   
  private Type mType = Type.LIFO; 
   
  private LinkedList<Runnable> mTaskQueue; 
   
  private Thread mPoolThread; 
  private Handler mPoolThreadHandler; 
   
  private Handler mUIHandler; 
  private Semaphore mSemaphorePoolThreadHandler = new Semaphore(0); 
  private Semaphore mSemaphoreThreadPool; 
  private boolean isDiskCacheEnable = true; 
  private static final String TAG = "ImageLoader"; 
  public enum Type 
  { 
    FIFO, LIFO; 
  } 
  private ImageLoader(int threadCount, Type type) 
  { 
    init(threadCount, type); 
  } 
   
  private void init(int threadCount, Type type) 
  { 
    initBackThread(); 
    // 获取我们应用的最大可用内存 
    int maxMemory = (int) Runtime.getRuntime().maxMemory(); 
    int cacheMemory = maxMemory / 8; 
    mLruCache = new LruCache<String, Bitmap>(cacheMemory) 
    { 
      @Override 
      protected int sizeOf(String key, Bitmap value) 
      { 
        return value.getRowBytes() * value.getHeight(); 
      } 
    }; 
    // 创建线程池 
    mThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(threadCount); 
    mTaskQueue = new LinkedList<Runnable>(); 
    mType = type; 
    mSemaphoreThreadPool = new Semaphore(threadCount); 
  } 
   
  private void initBackThread() 
  { 
    // 后台轮询线程 
    mPoolThread = new Thread() 
    { 
      @Override 
      public void run() 
      { 
        Looper.prepare(); 
        mPoolThreadHandler = new Handler() 
        { 
          @Override 
          public void handleMessage(Message msg) 
          { 
            // 线程池去取出一个任务进行执行 
            mThreadPool.execute(getTask()); 
            try 
            { 
              mSemaphoreThreadPool.acquire(); 
            } catch (InterruptedException e) 
            { 
            } 
          } 
        }; 
        // 释放一个信号量 
        mSemaphorePoolThreadHandler.release(); 
        Looper.loop(); 
      }; 
    }; 
    mPoolThread.start(); 
  } 

在贴构造的时候，顺便贴出所有的成员变量；

在构造中我们调用init，init中可以设置后台加载图片线程数量和加载策略；init中首先初始化后台线程initBackThread(),可以看到这个后台线程，实际上是个Looper最终在那不断的loop，我们还初始化了一个mPoolThreadHandler用于发送消息到此线程；

接下来就是初始化mLruCache  ， mThreadPool ，mTaskQueue 等；

2、loadImage

构造完成以后，当然是使用了，用户调用loadImage传入(final String path, final ImageView imageView,final boolean isFromNet)就可以完成本地或者网络图片的加载。

 
  public void loadImage(final String path, final ImageView imageView, 
      final boolean isFromNet) 
  { 
    imageView.setTag(path); 
    if (mUIHandler == null) 
    { 
      mUIHandler = new Handler() 
      { 
        public void handleMessage(Message msg) 
        { 
          // 获取得到图片，为imageview回调设置图片 
          ImgBeanHolder holder = (ImgBeanHolder) msg.obj; 
          Bitmap bm = holder.bitmap; 
          ImageView imageview = holder.imageView; 
          String path = holder.path; 
          // 将path与getTag存储路径进行比较 
          if (imageview.getTag().toString().equals(path)) 
          { 
            imageview.setImageBitmap(bm); 
          } 
        }; 
      }; 
    } 
    // 根据path在缓存中获取bitmap 
    Bitmap bm = getBitmapFromLruCache(path); 
    if (bm != null) 
    { 
      refreashBitmap(path, imageView, bm); 
    } else 
    { 
      addTask(buildTask(path, imageView, isFromNet)); 
    } 
  } 

首先我们为imageview.setTag；然后初始化一个mUIHandler，不用猜，这个mUIHandler用户更新我们的imageview，因为这个方法肯定是主线程调用的。

然后调用：getBitmapFromLruCache(path);根据path在缓存中获取bitmap；如果找到那么直接去设置我们的图片；

private void refreashBitmap(final String path, final ImageView imageView, 
      Bitmap bm) 
  { 
    Message message = Message.obtain(); 
    ImgBeanHolder holder = new ImgBeanHolder(); 
    holder.bitmap = bm; 
    holder.path = path; 
    holder.imageView = imageView; 
    message.obj = holder; 
    mUIHandler.sendMessage(message); 
  } 

可以看到，如果找到图片，则直接使用UIHandler去发送一个消息，当然了携带了一些必要的参数，然后UIHandler的handleMessage中完成图片的设置；

handleMessage中拿到path,bitmap,imageview；记得必须要：

// 将path与getTag存储路径进行比较
   if (imageview.getTag().toString().equals(path))
   {
   imageview.setImageBitmap(bm);
   }

否则会造成图片混乱。

如果没找到，则通过buildTask去新建一个任务，在addTask到任务队列。

buildTask就比较复杂了，因为还涉及到本地和网络，所以我们先看addTask代码：

private synchronized void addTask(Runnable runnable) 
  { 
    mTaskQueue.add(runnable); 
    // if(mPoolThreadHandler==null)wait(); 
    try 
    { 
      if (mPoolThreadHandler == null) 
        mSemaphorePoolThreadHandler.acquire(); 
    } catch (InterruptedException e) 
    { 
    } 
    mPoolThreadHandler.sendEmptyMessage(0x110); 
  } 

很简单，就是runnable加入TaskQueue，与此同时使用mPoolThreadHandler（这个handler还记得么，用于和我们后台线程交互。）去发送一个消息给后台线程，叫它去取出一个任务执行；具体代码：

mPoolThreadHandler = new Handler() 
        { 
          @Override 
          public void handleMessage(Message msg) 
          { 
            // 线程池去取出一个任务进行执行 
            mThreadPool.execute(getTask()); 

直接使用mThreadPool线程池，然后使用getTask去取一个任务。

 
  private Runnable getTask() 
  { 
    if (mType == Type.FIFO) 
    { 
      return mTaskQueue.removeFirst(); 
    } else if (mType == Type.LIFO) 
    { 
      return mTaskQueue.removeLast(); 
    } 
    return null; 
  } 

getTask代码也比较简单，就是根据Type从任务队列头或者尾进行取任务。

现在你会不会好奇，任务里面到底什么代码？其实我们也就剩最后一段代码了buildTask

 
  private Runnable buildTask(final String path, final ImageView imageView, 
      final boolean isFromNet) 
  { 
    return new Runnable() 
    { 
      @Override 
      public void run() 
      { 
        Bitmap bm = null; 
        if (isFromNet) 
        { 
          File file = getDiskCacheDir(imageView.getContext(), 
              md5(path)); 
          if (file.exists())// 如果在缓存文件中发现 
          { 
            Log.e(TAG, "find image :" + path + " in disk cache ."); 
            bm = loadImageFromLocal(file.getAbsolutePath(), 
                imageView); 
          } else 
          { 
            if (isDiskCacheEnable)// 检测是否开启硬盘缓存 
            { 
              boolean downloadState = DownloadImgUtils 
                  .downloadImgByUrl(path, file); 
              if (downloadState)// 如果下载成功 
              { 
                Log.e(TAG, 
                    "download image :" + path 
                        + " to disk cache . path is " 
                        + file.getAbsolutePath()); 
                bm = loadImageFromLocal(file.getAbsolutePath(), 
                    imageView); 
              } 
            } else 
            // 直接从网络加载 
            { 
              Log.e(TAG, "load image :" + path + " to memory."); 
              bm = DownloadImgUtils.downloadImgByUrl(path, 
                  imageView); 
            } 
          } 
        } else 
        { 
          bm = loadImageFromLocal(path, imageView); 
        } 
        // 3、把图片加入到缓存 
        addBitmapToLruCache(path, bm); 
        refreashBitmap(path, imageView, bm); 
        mSemaphoreThreadPool.release(); 
      } 
    }; 
  } 
  private Bitmap loadImageFromLocal(final String path, 
      final ImageView imageView) 
  { 
    Bitmap bm; 
    // 加载图片 
    // 图片的压缩 
    // 1、获得图片需要显示的大小 
    ImageSize imageSize = ImageSizeUtil.getImageViewSize(imageView); 
    // 2、压缩图片 
    bm = decodeSampledBitmapFromPath(path, imageSize.width, 
        imageSize.height); 
    return bm; 
  } 

我们新建任务，说明在内存中没有找到缓存的bitmap；我们的任务就是去根据path加载压缩后的bitmap返回即可，然后加入LruCache，设置回调显示。

首先我们判断是否是网络任务？

如果是，首先去硬盘缓存中找一下，（硬盘中文件名为：根据path生成的md5为名称）。

如果硬盘缓存中没有，那么去判断是否开启了硬盘缓存：

开启了的话：下载图片，使用loadImageFromLocal本地加载图片的方式进行加载（压缩的代码前面已经详细说过）；

如果没有开启：则直接从网络获取（压缩获取的代码，前面详细说过）；

如果不是网络图片：直接loadImageFromLocal本地加载图片的方式进行加载

经过上面，就获得了bitmap；然后加入addBitmapToLruCache，refreashBitmap回调显示图片。

 
  protected void addBitmapToLruCache(String path, Bitmap bm) 
  { 
    if (getBitmapFromLruCache(path) == null) 
    { 
      if (bm != null) 
        mLruCache.put(path, bm); 
    } 
  } 

到此，我们所有的代码就分析完成了；

缓存的图片位置：在SD卡的Android/data/项目packageName/cache中：

不过有些地方需要注意：就是在代码中，你会看到一些信号量的身影：

第一个：mSemaphorePoolThreadHandler = new Semaphore(0); 用于控制我们的mPoolThreadHandler的初始化完成，我们在使用mPoolThreadHandler会进行判空，如果为null，会通过mSemaphorePoolThreadHandler.acquire()进行阻塞；当mPoolThreadHandler初始化结束，我们会调用.release();解除阻塞。

第二个：mSemaphoreThreadPool = new Semaphore(threadCount);这个信号量的数量和我们加载图片的线程个数一致；每取一个任务去执行，我们会让信号量减一；每完成一个任务，会让信号量+1，再去取任务；目的是什么呢？为什么当我们的任务到来时，如果此时在没有空闲线程，任务则一直添加到TaskQueue中，当线程完成任务，可以根据策略去TaskQueue中去取任务，只有这样，我们的LIFO才有意义。

到此，我们的图片加载框架就结束了，你可以尝试下加载本地，或者去加载网络大量的图片，拼一拼加载速度~~~

4、MainActivity

现在是使用的时刻~~

我在MainActivity中，我使用了Fragment，下面我贴下Fragment和布局文件的代码，具体的，大家自己看代码：

package com.example.demo_zhy_18_networkimageloader; 
import android.content.Context; 
import android.os.Bundle; 
import android.support.v4.app.Fragment; 
import android.util.Log; 
import android.view.LayoutInflater; 
import android.view.View; 
import android.view.ViewGroup; 
import android.widget.ArrayAdapter; 
import android.widget.GridView; 
import android.widget.ImageView; 
import com.zhy.utils.ImageLoader; 
import com.zhy.utils.ImageLoader.Type; 
import com.zhy.utils.Images; 
public class ListImgsFragment extends Fragment 
{ 
  private GridView mGridView; 
  private String[] mUrlStrs = Images.imageThumbUrls; 
  private ImageLoader mImageLoader; 
  @Override 
  public void onCreate(Bundle savedInstanceState) 
  { 
    super.onCreate(savedInstanceState); 
    mImageLoader = ImageLoader.getInstance(3, Type.LIFO); 
  } 
  @Override 
  public View onCreateView(LayoutInflater inflater, ViewGroup container, 
      Bundle savedInstanceState) 
  { 
    View view = inflater.inflate(R.layout.fragment_list_imgs, container, 
        false); 
    mGridView = (GridView) view.findViewById(R.id.id_gridview); 
    setUpAdapter(); 
    return view; 
  } 
  private void setUpAdapter() 
  { 
    if (getActivity() == null || mGridView == null) 
      return; 
    if (mUrlStrs != null) 
    { 
      mGridView.setAdapter(new ListImgitemAdaper(getActivity(), 0, 
          mUrlStrs)); 
    } else 
    { 
      mGridView.setAdapter(null); 
    } 
  } 
  private class ListImgItemAdaper extends ArrayAdapter<String> 
  { 
    public ListImgItemAdaper(Context context, int resource, String[] datas) 
    { 
      super(getActivity(), 0, datas); 
      Log.e("TAG", "ListImgItemAdaper"); 
    } 
    @Override 
    public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) 
    { 
      if (convertView == null) 
      { 
        convertView = getActivity().getLayoutInflater().inflate( 
            R.layout.item_fragment_list_imgs, parent, false); 
      } 
      ImageView imageview = (ImageView) convertView 
          .findViewById(R.id.id_img); 
      imageview.setImageResource(R.drawable.pictures_no); 
      mImageLoader.loadImage(getItem(position), imageview, true); 
      return convertView; 
    } 
  } 
} 

可以看到我们在getView中，使用mImageLoader.loadImage一行即完成了图片的加载。

fragment_list_imgs.xml

<GridView xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" 
  xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools" 
  android:id="@+id/id_gridview" 
  android:layout_width="match_parent" 
  android:layout_height="match_parent" 
  android:horizontalSpacing="3Dp" 
  android:verticalSpacing="3dp" 
  android:numColumns="3" 
  > 
</GridView> 
item_fragment_list_imgs.xml
<ImageView xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" 
  xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools" 
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  android:scaleType="centerCrop" > 
</ImageView> 

好了，到此结束~~~有任何bug或者意见欢迎留言~

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