Android Bitmap 详解

1. Bitmap的理解

Bitmap是Android系统中的图像处理的最重要类之一。用它可以获取图像文件信息，进行图像剪切、旋转、缩放等操作，并可以指定格式保存图像文件。

2. Bitmap的内存分配策略

在Androin3.0之前的版本，Bitmap像素数据存放在Native内存中，而且Nativie内存的释放是不确定的，容易内存溢出而Crash，不使用的图片要调用recycle()进行回收。

从Androin3.0开始，Bitmap像素数据和Bitmap对象一起存放在虚拟机的堆内存中（从源代码上看是多了一个byte[] buffer用来存放数据），也就是我们常说的Java Heap内存。

从Androin8.0开始，Bitmap像素数据存重新回到Native内存中

3. Bitmap的内存占用计算

Bitmap的内存占用大小的计算：

一般情况下的计算

Bitmap占用的内存 = width * height * 一个像素所占的内存
在Android中，考虑各种因素情况下的计算

Bitmap占用的内存 = width * height * nTargetDensity/inDensity * nTargetDensity/inDensity * 一个像素所占的内存

Bitmap的内存占用大小与三个因素有关：

色彩格式，前面我们已经提到，如果是ARGB_8888那么就是一个像素4个字节，如果是RGB_565那就是2个字节
原始文件存放的资源目录（分辨率越小，内存占用越小）
目标屏幕的密度（屏幕的密度越小，内存占用越小）

有关Bitmap的色彩格式：

ARGB_8888的内存消耗是RGB_565的2倍
ARGB_8888格式比RGB_565多了一个透明通道
如果使用RGB_565格式解析ARGB_8888格式的图片(png)，可能会导致图片变绿

4. Bitmap的回收

在Android3.0以前以及Android8.0之后Bitmap的像素数据是存放Native内存中，我们需要回收Native层和Java层的内存。
在Android3.0以后以及Android8.0之前Bitmap的像素数据是存放在Java层的内存中的，我们只要回收堆内存即可。
官方建议我们3.0以后使用recycle方法进行回收，该方法也可以不主动调用，因为垃圾回收器会自动收集不可用的Bitmap对象进行回收。
recycle方法会判断Bitmap在不可用的情况下，将发送指令到垃圾回收器，让其回收native层和Java层的内存，则Bitmap进入dead状态。
recycle方法是不可逆的，如果再次调用getPixels()等方法，则获取不到想要的结果。

5. Bitmap的复用

Android在3.0之后BitmapFactory.Options引入了inBitmap属性，设置该属性之后解码图片时会尝试复用一张已经存在的Bitmap，避免了内存的回收以及重新申请的过程。

Bitmap复用的限制：

声明可被复用的Bitmap必须设置inMutable为true
Android4.4(API 19)之前只有格式为jpg、png，同等宽高（要求苛刻），inSampleSize为1的Bitmap才可以复用
Android4.4(API 19)之前被复用的Bitmap的inPreferredConfig会覆盖待分配内存的Bitmap设置的inPreferredConfig
Android4.4(API 19)之前待加载Bitmap的Options.inSampleSize必须明确指定为1
Android4.4(API 19)之后被复用的Bitmap的内存必须大于需要申请内存的Bitmap的内存

6. Bitmap加载大图与防止OOM

加载大图的时候注意点：

在Android系统中，读取位图Bitmap时，分给虚拟机中的图片的堆栈大小只有8M，如果超出了，就会出现OutOfMemory异常
在加载大图、长图等操作当中，推荐对OutOfMemoryError进行捕获，并且返回一张默认图片
使用采样率（inSampleSize），如果需要显示缩列图，并不需要加载完整的图片数据，只需要按一定的比例加载即可
使用Matrix变形等，比如使用Matrix进行放大，虽然图像大了，但并没有占用更多的内存
推荐使用一些成熟的开源图片加载库，它们帮我们完成了很多工作。比如异步加载、Facebook的Fresco还自己开辟了Native内存用于存储图片，以得到更大的内存空间（兼容性问题）
使用分块解码（BitmapRegionDecoder）、硬解码等方案

获取图片缩略图的模板代码如下（主要分为3个步骤）：

public static Bitmap thumbnail(String path, int width, int height, boolean autoRotate) {

    //1. 获得Bitmap的宽高，但是不加载到内存
    BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
    options.inJustDecodeBounds = true;
    BitmapFactory.decodeFile(path, options);
    int srcWidth = options.outWidth;
    int srcHeight = options.outHeight;

    //2. 计算图片缩放倍数
    int inSampleSize = 1;
    if (srcHeight > height || srcWidth > width) {
        if (srcWidth > srcHeight) {
            inSampleSize = Math.round(srcHeight / height);
        } else {
            inSampleSize = Math.round(srcWidth / width);
        }
    }

    //3. 真正加载图片到内存当中
    options.inJustDecodeBounds = false;
    options.inSampleSize = inSampleSize;
    //ARGB_8888格式的图片，每像素占用 4 Byte，而 RGB565则是 2 Byte
    options.inPreferredConfig = Bitmap.Config.RGB_565;
    options.inPurgeable = true;
    options.inInputShareable = true;
    return BitmapFactory.decodeFile(path, options);
}