Android开发优化之——对Bitmap的内存优化

在Android应用里，最耗费内存的就是图片资源。而且在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。所以，对于图片的内存优化，是Android应用开发中比较重要的内容。

1) 要及时回收Bitmap的内存

Bitmap类有一个方法recycle()，从方法名可以看出意思是回收。这里就有疑问了，Android系统有自己的垃圾回收机制，可以不定期的回收掉不使用的内存空间，当然也包括Bitmap的空间。那为什么还需要这个方法呢？

Bitmap类的构造方法都是私有的，所以开发者不能直接new出一个Bitmap对象，只能通过BitmapFactory类的各种静态方法来实例化一个Bitmap。仔细查看BitmapFactory的源代码可以看到，生成Bitmap对象最终都是通过JNI调用方式实现的。所以，加载Bitmap到内存里以后，是包含两部分内存区域的。简单的说，一部分是Java部分的，一部分是C部分的。这个Bitmap对象是由Java部分分配的，不用的时候系统就会自动回收了，但是那个对应的C可用的内存区域，虚拟机是不能直接回收的，这个只能调用底层的功能释放。所以需要调用recycle()方法来释放C部分的内存。从Bitmap类的源代码也可以看到，recycle()方法里也的确是调用了JNI方法了的。

那如果不调用recycle()，是否就一定存在内存泄露呢？也不是的。Android的每个应用都运行在独立的进程里，有着独立的内存，如果整个进程被应用本身或者系统杀死了，内存也就都被释放掉了，当然也包括C部分的内存。

Android对于进程的管理是非常复杂的。简单的说，Android系统的进程分为几个级别，系统会在内存不足的情况下杀死一些低优先级的进程，以提供给其它进程充足的内存空间。在实际项目开发过程中，有的开发者会在退出程序的时候使用Process.killProcess(Process.myPid())的方式将自己的进程杀死，但是有的应用仅仅会使用调用Activity.finish()方法的方式关闭掉所有的Activity。

经验分享： Android手机的用户，根据习惯不同，可能会有两种方式退出整个应用程序：一种是按Home键直接退到桌面；另一种是从应用程序的退出按钮或者按Back键退出程序。那么从系统的角度来说，这两种方式有什么区别呢？按Home键，应用程序并没有被关闭，而是成为了后台应用程序。按Back键，一般来说，应用程序关闭了，但是进程并没有被杀死，而是成为了空进程（程序本身对退出做了特殊处理的不考虑在内）。 Android系统已经做了大量进程管理的工作，这些已经可以满足用户的需求。个人建议，应用程序在退出应用的时候不需要手动杀死自己所在的进程。对于应用程序本身的进程管理，交给Android系统来处理就可以了。应用程序需要做的，是尽量做好程序本身的内存管理工作。

一般来说，如果能够获得Bitmap对象的引用，就需要及时的调用Bitmap的recycle()方法来释放Bitmap占用的内存空间，而不要等Android系统来进行释放。

下面是释放Bitmap的示例代码片段。

// 先判断是否已经回收 if(bitmap != null && !bitmap.isRecycled()){ // 回收并且置为null bitmap.recycle(); bitmap = null; } System.gc();

从上面的代码可以看到，bitmap.recycle()方法用于回收该Bitmap所占用的内存，接着将bitmap置空，最后使用System.gc()调用一下系统的垃圾回收器进行回收，可以通知垃圾回收器尽快进行回收。这里需要注意的是，调用System.gc()并不能保证立即开始进行回收过程，而只是为了加快回收的到来。

如何调用recycle()方法进行回收已经了解了，那什么时候释放Bitmap的内存比较合适呢？一般来说，如果代码已经不再需要使用Bitmap对象了，就可以释放了。释放内存以后，就不能再使用该Bitmap对象了，如果再次使用，就会抛出异常。所以一定要保证不再使用的时候释放。比如，如果是在某个Activity中使用Bitmap，就可以在Activity的onStop()或者onDestroy()方法中进行回收。

2) 捕获异常

因为Bitmap是吃内存大户，为了避免应用在分配Bitmap内存的时候出现OutOfMemory异常以后Crash掉，需要特别注意实例化Bitmap部分的代码。通常，在实例化Bitmap的代码中，一定要对OutOfMemory异常进行捕获。

以下是代码示例。

Bitmap bitmap = null; try { // 实例化Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile(path); } catch (OutOfMemoryError e) { // } if (bitmap == null) { // 如果实例化失败 返回默认的Bitmap对象 return defaultBitmapMap; }

这里对初始化Bitmap对象过程中可能发生的OutOfMemory异常进行了捕获。如果发生了OutOfMemory异常，应用不会崩溃，而是得到了一个默认的Bitmap图。

经验分享： 很多开发者会习惯性的在代码中直接捕获Exception。但是对于OutOfMemoryError来说，这样做是捕获不到的。因为OutOfMemoryError是一种Error，而不是Exception。在此仅仅做一下提醒，避免写错代码而捕获不到OutOfMemoryError。

3) 缓存通用的Bitmap对象

有时候，可能需要在一个Activity里多次用到同一张图片。比如一个Activity会展示一些用户的头像列表，而如果用户没有设置头像的话，则会显示一个默认头像，而这个头像是位于应用程序本身的资源文件中的。

如果有类似上面的场景，就可以对同一Bitmap进行缓存。如果不进行缓存，尽管看到的是同一张图片文件，但是使用BitmapFactory类的方法来实例化出来的Bitmap，是不同的Bitmap对象。缓存可以避免新建多个Bitmap对象，避免内存的浪费。

经验分享： Web开发者对于缓存技术是很熟悉的。其实在Android应用开发过程中，也会经常使用缓存的技术。这里所说的缓存有两个级别，一个是硬盘缓存，一个是内存缓存。比如说，在开发网络应用过程中，可以将一些从网络上获取的数据保存到SD卡中，下次直接从SD卡读取，而不从网络中读取，从而节省网络流量。这种方式就是硬盘缓存。再比如，应用程序经常会使用同一对象，也可以放到内存中缓存起来，需要的时候直接从内存中读取。这种方式就是内存缓存。

4) 压缩图片

如果图片像素过大，使用BitmapFactory类的方法实例化Bitmap的过程中，需要大于8M的内存空间，就必定会发生OutOfMemory异常。这个时候该如何处理呢？如果有这种情况，则可以将图片缩小，以减少载入图片过程中的内存的使用，避免异常发生。

使用BitmapFactory.Options设置inSampleSize就可以缩小图片。属性值inSampleSize表示缩略图大小为原始图片大小的几分之一。即如果这个值为2，则取出的缩略图的宽和高都是原始图片的1/2，图片的大小就为原始大小的1/4。

如果知道图片的像素过大，就可以对其进行缩小。那么如何才知道图片过大呢？

使用BitmapFactory.Options设置inJustDecodeBounds为true后，再使用decodeFile()等方法，并不会真正的分配空间，即解码出来的Bitmap为null，但是可计算出原始图片的宽度和高度，即options.outWidth和options.outHeight。通过这两个值，就可以知道图片是否过大了。

BitmapFactory.Options opts = new BitmapFactory.Options(); // 设置inJustDecodeBounds为true opts.inJustDecodeBounds = true; // 使用decodeFile方法得到图片的宽和高 BitmapFactory.decodeFile(path, opts); // 打印出图片的宽和高 Log.d("example", opts.outWidth + "," + opts.outHeight);

在实际项目中，可以利用上面的代码，先获取图片真实的宽度和高度，然后判断是否需要跑缩小。如果不需要缩小，设置inSampleSize的值为1。如果需要缩小，则动态计算并设置inSampleSize的值，对图片进行缩小。需要注意的是，在下次使用BitmapFactory的decodeFile()等方法实例化Bitmap对象前，别忘记将opts.inJustDecodeBound设置回false。否则获取的bitmap对象还是null。

经验分享： 如果程序的图片的来源都是程序包中的资源，或者是自己服务器上的图片，图片的大小是开发者可以调整的，那么一般来说，就只需要注意使用的图片不要过大，并且注意代码的质量，及时回收Bitmap对象，就能避免OutOfMemory异常的发生。 如果程序的图片来自外界，这个时候就特别需要注意OutOfMemory的发生。一个是如果载入的图片比较大，就需要先缩小；另一个是一定要捕获异常，避免程序Crash。

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android因其系统的特殊性,安装的软件默认都安装到内存中,所以随着用户安装的软件越来越多,可供运行的程序使用的内存越来越小,这就要求我们在开发android程序时,尽可能的少占用内存。根据我个人的开发经验总结了如下几点优化内存的方法:

创建或其他方式获得的对象如不再使用,则主动将其置为null。

尽量在程序中少使用对图片的放大或缩小或翻转.在对图片进行操作时占用的内存可能比图片本身要大一些。

尽可能的将一些静态的对象(尤其是集合对象),放于SQLite数据库中。并且对这些数据的搜索匹配尽可能使用sql语句进行。

一些连接资源在不使用使应该释放,如数据库连接文件输入输出流等。应该避免在特殊的情况下不释放(如异常或其他情况)

一些长周期的对像引用了短周期的对象,但是这些短周期的对象可能只在很小的范围内使用。所以在查内存中也应该清除这一隐患。

一个对象被多个对象引用,但是只释放了一处,也可能会导致这个对像不会被释放。

一、 Android的内存机制

Android的程序由Java语言编写，所以Android的内存管理与Java的内存管理相似。程序员通过new为对象分配内存，所有对象在java堆内分配空间；然而对象的释放是由垃圾回收器来完成的。C／C++中的内存机制是“谁污染，谁治理”，java的就比较人性化了，给我们请了一个专门的清洁工（GC）。

那么GC怎么能够确认某一个对象是不是已经被废弃了呢？Java采用了有向图的原理。Java将引用关系考虑为图的有向边，有向边从引用者指向引用对象。线程对象可以作为有向图的起始顶点，该图就是从起始顶点开始的一棵树，根顶点可以到达的对象都是有效对象，GC不会回收这些对象。如果某个对象 (连通子图)与这个根顶点不可达(注意，该图为有向图)，那么我们认为这个(这些)对象不再被引用，可以被GC回收。

二、Android的内存溢出

Android的内存溢出是如何发生的?

Android的虚拟机是基于寄存器的Dalvik，它的最大堆大小一般是16M，有的机器为24M。因此我们所能利用的内存空间是有限的。如果我们的内存占用超过了一定的水平就会出现OutOfMemory的错误。

为什么会出现内存不够用的情况呢？我想原因主要有两个：

由于我们程序的失误，长期保持某些资源（如Context）的引用，造成内存泄露，资源造成得不到释放。
保存了多个耗用内存过大的对象（如Bitmap），造成内存超出限制。

三、万恶的static

static是Java中的一个关键字，当用它来修饰成员变量时，那么该变量就属于该类，而不是该类的实例。所以用static修饰的变量，它的生命周期是很长的，如果用它来引用一些资源耗费过多的实例（Context的情况最多），这时就要谨慎对待了。

public class ClassName {

private static Context mContext;

//省略

}

以上的代码是很危险的，如果将Activity赋值到么mContext的话。那么即使该Activity已经onDestroy，但是由于仍有对象保存它的引用，因此该Activity依然不会被释放。

我们举Android文档中的一个例子。

private static Drawable sBackground;

@Override

protected void onCreate(Bundle state) {

super.onCreate(state);

TextView label = new TextView(this);

label.setText("Leaks are bad");

if (sBackground == null) {

sBackground = getDrawable(R.drawable.large_bitmap);

}

label.setBackgroundDrawable(sBackground);

setContentView(label);

}

sBackground, 是一个静态的变量，但是我们发现，我们并没有显式的保存Contex的引用，但是，当Drawable与View连接之后，Drawable就将View设置为一个回调，由于View中是包含Context的引用的，所以，实际上我们依然保存了Context的引用。这个引用链如下：

Drawable->TextView->Context

所以，最终该Context也没有得到释放，发生了内存泄露。

如何才能有效的避免这种引用的发生呢？

第一，应该尽量避免static成员变量引用资源耗费过多的实例，比如Context。

第二、Context尽量使用Application Context，因为Application的Context的生命周期比较长，引用它不会出现内存泄露的问题。

第三、使用WeakReference代替强引用。比如可以使用WeakReference<Context> mContextRef;

该部分的详细内容也可以参考Android文档中Article部分。

四、都是线程惹的祸

线程也是造成内存泄露的一个重要的源头。线程产生内存泄露的主要原因在于线程生命周期的不可控。我们来考虑下面一段代码。

public class MyActivity extends Activity {

@Override

public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

super.onCreate(savedInstanceState);

setContentView(R.layout.main);

new MyThread().start();

}

private class MyThread extends Thread{

@Override

public void run() {

super.run();

//do somthing

}

}

}

这段代码很平常也很简单，是我们经常使用的形式。我们思考一个问题：假设MyThread的run函数是一个很费时的操作，当我们开启该线程后，将设备的横屏变为了竖屏，一般情况下当屏幕转换时会重新创建Activity，按照我们的想法，老的Activity应该会被销毁才对，然而事实上并非如此。

由于我们的线程是Activity的内部类，所以MyThread中保存了Activity的一个引用，当MyThread的run函数没有结束时，MyThread是不会被销毁的，因此它所引用的老的Activity也不会被销毁，因此就出现了内存泄露的问题。





有些人喜欢用Android提供的AsyncTask，但事实上AsyncTask的问题更加严重，Thread只有在run函数不结束时才出现这种内存泄露问题，然而AsyncTask内部的实现机制是运用了ThreadPoolExcutor,该类产生的Thread对象的生命周期是不确定的，是应用程序无法控制的，因此如果AsyncTask作为Activity的内部类，就更容易出现内存泄露的问题。

这种线程导致的内存泄露问题应该如何解决呢？

第一、将线程的内部类，改为静态内部类。

第二、在线程内部采用弱引用保存Context引用。

解决的模型如下：

public abstract class WeakAsyncTask<Params, Progress, Result, WeakTarget> extends

AsyncTask<Params, Progress, Result> {

protected WeakReference<WeakTarget> mTarget;

public WeakAsyncTask(WeakTarget target) {

mTarget = new WeakReference<WeakTarget>(target);

}

@Override

protected final void onPreExecute() {

final WeakTarget target = mTarget.get();

if (target != null) {

this.onPreExecute(target);

}

}

@Override

protected final Result doInBackground(Params... params) {

final WeakTarget target = mTarget.get();

if (target != null) {

return this.doInBackground(target, params);

} else {

return null;

}

}

@Override

protected final void onPostExecute(Result result) {

final WeakTarget target = mTarget.get();

if (target != null) {

this.onPostExecute(target, result);

}

}

protected void onPreExecute(WeakTarget target) {

// No default action

}

protected abstract Result doInBackground(WeakTarget target, Params... params);

protected void onPostExecute(WeakTarget target, Result result) {

// No default action

}

}

事实上，线程的问题并不仅仅在于内存泄露，还会带来一些灾难性的问题。由于本文讨论的是内存问题，所以在此不做讨论。

由于51cto不让我一次传完，说我的字数太多了，所以分开传了。

五、超级大胖子Bitmap

可以说出现OutOfMemory问题的绝大多数人，都是因为Bitmap的问题。因为Bitmap占用的内存实在是太多了，它是一个“超级大胖子”，特别是分辨率大的图片，如果要显示多张那问题就更显著了。

如何解决Bitmap带给我们的内存问题？

第一、及时的销毁。

虽然，系统能够确认Bitmap分配的内存最终会被销毁，但是由于它占用的内存过多，所以很可能会超过java堆的限制。因此，在用完Bitmap时，要及时的recycle掉。recycle并不能确定立即就会将Bitmap释放掉，但是会给虚拟机一个暗示：“该图片可以释放了”。

第二、设置一定的采样率。

有时候，我们要显示的区域很小，没有必要将整个图片都加载出来，而只需要记载一个缩小过的图片，这时候可以设置一定的采样率，那么就可以大大减小占用的内存。如下面的代码：

private ImageView preview;

BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();

options.inSampleSize = 2;//图片宽高都为原来的二分之一，即图片为原来的四分之一

Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(cr.openInputStream(uri), null, options);

preview.setImageBitmap(bitmap);

第三、巧妙的运用软引用（SoftRefrence）

有些时候，我们使用Bitmap后没有保留对它的引用，因此就无法调用Recycle函数。这时候巧妙的运用软引用，可以使Bitmap在内存快不足时得到有效的释放。如下例：

private class MyAdapter extends BaseAdapter {

private ArrayList<SoftReference<Bitmap>> mBitmapRefs = new ArrayList<SoftReference<Bitmap>>();

private ArrayList<Value> mValues;

private Context mContext;

private LayoutInflater mInflater;

MyAdapter(Context context, ArrayList<Value> values) {

mContext = context;

mValues = values;

mInflater = (LayoutInflater) context.getSystemService(Context.LAYOUT_INFLATER_SERVICE);

}

public int getCount() {

return mValues.size();

}

public Object getItem(int i) {

return mValues.get(i);

}

public long getItemId(int i) {

return i;

}

public View getView(int i, View view, ViewGroup viewGroup) {

View newView = null;

if(view != null) {

newView = view;

} else {

newView =(View)mInflater.inflate(R.layout.image_view, false);

}

Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile(mValues.get(i).fileName);

mBitmapRefs.add(new SoftReference<Bitmap>(bitmap)); //此处加入ArrayList

((ImageView)newView).setImageBitmap(bitmap);

return newView;

}

}

六、行踪诡异的Cursor

Cursor是Android查询数据后得到的一个管理数据集合的类，正常情况下，如果查询得到的数据量较小时不会有内存问题，而且虚拟机能够保证Cusor最终会被释放掉。

然而如果Cursor的数据量特表大，特别是如果里面有Blob信息时，应该保证Cursor占用的内存被及时的释放掉，而不是等待GC来处理。并且Android明显是倾向于编程者手动的将Cursor close掉，因为在源代码中我们发现，如果等到垃圾回收器来回收时，会给用户以错误提示。

所以我们使用Cursor的方式一般如下：

Cursor cursor = null;

try {

cursor = mContext.getContentResolver().query(uri,null, null,null,null);

if(cursor != null) {

cursor.moveToFirst();

//do something

}

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

} finally {

if (cursor != null) {

cursor.close();

}

}

有一种情况下，我们不能直接将Cursor关闭掉，这就是在CursorAdapter中应用的情况，但是注意，CursorAdapter在Acivity结束时并没有自动的将Cursor关闭掉，因此，你需要在onDestroy函数中，手动关闭。

@Override

protected void onDestroy() {

if (mAdapter != null && mAdapter.getCurosr() != null) {

mAdapter.getCursor().close();

}

super.onDestroy();

}

CursorAdapter中的changeCursor函数，会将原来的Cursor释放掉，并替换为新的Cursor，所以你不用担心原来的Cursor没有被关闭。

你可能会想到使用Activity的managedQuery来生成Cursor，这样Cursor就会与Acitivity的生命周期一致了，多么完美的解决方法！然而事实上managedQuery也有很大的局限性。

managedQuery生成的Cursor必须确保不会被替换，因为可能很多程序事实上查询条件都是不确定的，因此我们经常会用新查询的Cursor来替换掉原先的Cursor。因此这种方法适用范围也是很小。

七、其它要说的。

其实，要减小内存的使用，其实还有很多方法和要求。比如不要使用整张整张的图，尽量使用9path图片。Adapter要使用convertView等等，好多细节都可以节省内存。这些都需要我们去挖掘，谁叫Android的内存不给力来着。