Android的bitmap和优化

内存管理是个永恒的话题！

1.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。
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。
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。

2.一般来说，优秀的程序员在写完代码之后都会不断的对代码进行重构。重构的好处有很多，其中一点，就是对代码进行优化，提高软件的性能。下面我们就从几个方面来了解Android开发过程中的代码优化。

1）静态变量引起内存泄露
在代码优化的过程中，我们需要对代码中的静态变量特别留意。静态变量是类相关的变量，它的生命周期是从这个类被声明，到这个类彻底被垃圾回收器回收才会被销毁。所以，一般情况下，静态变量从所在的类被使用开始就要一直占用着内存空间，直到程序退出。如果不注意，静态变量引用了占用大量内存的资源，造成垃圾回收器无法对内存进行回收，就可能造成内存的浪费。
先来看一段代码，这段代码定义了一个Activity。
private static Resources mResources;
@Override
protected void onCreate(Bundle state) {
super.onCreate(state);
if (mResources == null) {
mResources = this.getResources();
}
}

这段代码中有一个静态的Resources对象。代码片段mResources = this.getResources()对Resources对象进行了初始化。这时Resources对象拥有了当前Activity对象的引用，Activity又引用了整个页面中所有的对象。如果当前的Activity被重新创建（比如横竖屏切换，默认情况下整个Activity会被重新创建），由于Resources引用了第一次创建的Activity，就会导致第一次创建的Activity不能被垃圾回收器回收，从而导致第一次创建的Activity中的所有对象都不能被回收。这个时候，一部分内存就浪费掉了。

经验分享：
在实际项目中，我们经常会把一些对象的引用加入到集合中，如果这个集合是静态的话，就需要特别注意了。当不需要某对象时，务必及时把它的引用从集合中清理掉。或者可以为集合提供一种更新策略，及时更新整个集合，这样可以保证集合的大小不超过某值，避免内存空间的浪费。

2）使用Application的Context
在Android中，Application Context的生命周期和应用的生命周期一样长，而不是取决于某个Activity的生命周期。如果想保持一个长期生命的对象，并且这个对象需要一个Context，就可以使用Application对象。可以通过调用Context.getApplicationContext()方法或者Activity.getApplication()方法来获得Application对象。
依然拿上面的代码作为例子。可以将代码修改成下面的样子。
private static Resources mResources;
@Override
protected void onCreate(Bundle state) {
super.onCreate(state);
if (mResources == null) {
// mResources = this.getResources();
mResources = this.getApplication().getResources();
}
}
在这里将this.getResources()修改为this.getApplication().getResources()。修改以后，Resources对象拥有的是Application对象的引用。如果Activity被重新创建，第一次创建的Activity就可以被回收了。
3）及时关闭资源
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，如果我们没有关闭它，系统会在回收它时进行关闭，但是这样的效率特别低。如果查询得到的数据量较小时还好，如果Cursor的数据量非常大，特别是如果里面有
Blob信息时，就可能出现内存问题。所以一定要及时关闭Cursor。
下面给出一个通用的使用Cursor的代码片段。
Cursor cursor = null;
try{
cursor = mContext.getContentResolver().query(uri,null,null,null,null);
if (cursor != null) {
cursor.moveToFirst();
// 处理数据
}
} catch (Exception e){
e.printStatckTrace();
} finally {
if (cursor != null){
cursor.close();
}
}

即对异常进行捕获，并且在finally中将cursor关闭。同样的，在使用文件的时候，也要及时关闭。
4）使用Bitmap及时调用recycle()
前面的章节讲过，在不使用Bitmap对象时，需要调用recycle()释放内存，然后将它设置为null。虽然调用recycle()并不能保证立即释放占用的内存，但是可以加速Bitmap的内存的释放。在代码优化的过程中，如果发现某个Activity用到了Bitmap对象，却没有显式的调用recycle()释放内存，则需要分析代码逻辑，增加相关代码，在不再使用Bitmap以后调用recycle()释放内存。

5）对Adapter进行优化
下面以构造ListView的BaseAdapter为例说明如何对Adapter进行优化。
在BaseAdapter类中提供了如下方法：
public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent)

当ListView列表里的每一项显示时，都会调用Adapter的getView方法返回一个View，
来向ListView提供所需要的View对象。
下面是一个完整的getView()方法的代码示例。
public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {
　　ViewHolder holder;
if (convertView == null) {
　　 convertView = mInflater.inflate(R.layout.list_item, null);
　　 holder = new ViewHolder();
　　 holder.text = (TextView) convertView.findViewById(R.id.text);
　　 convertView.setTag(holder);
　　} else {
　　 holder = (ViewHolder) convertView.getTag();
　　}
　　holder.text.setText("line" + position);
　　return convertView;
}

private class ViewHolder {
　　TextView text;
}

当向上滚动ListView时，getView()方法会被反复调用。getView()的第二个参数convertView是被缓存起来的List条目中的View对象。当ListView滑动的时候，getView可能会直接返回旧的convertView。这里使用了convertView和ViewHolder，可以充分利用缓存，避免反复创建View对象和TextView对象。如果ListView的条目只有几个，这种技巧并不能带来多少性能的提升。但是如果条目有几百甚至几千个，使用这种技巧只会创建几个convertView和ViewHolder（取决于当前界面能够显示的条目数），性能的差别就非常非常大了。

6）代码“微优化”
当今时代已经进入了“微时代”。这里的“微优化”指的是代码层面的细节优化，即不改动代码整体结构，不改变程序原有的逻辑。尽管Android使用的是Dalvik虚拟机，但是传统的Java方面的代码优化技巧在Android开发中也都是适用的。
还有其他：
创建新的对象都需要额外的内存空间，要尽量减少创建新的对象。
将类、变量、方法等等的可见性修改为最小。
针对字符串的拼接，使用StringBuffer替代String。
不要在循环当中声明临时变量，不要在循环中捕获异常。
如果对于线程安全没有要求，尽量使用线程不安全的集合对象。
使用集合对象，如果事先知道其大小，则可以在构造方法中设置初始大小。
文件读取操作需要使用缓存类，及时关闭文件。
慎用异常，使用异常会导致性能降低。
如果程序会频繁创建线程，则可以考虑使用线程池。

经验分享：
代码的微优化有很多很多东西可以讲，小到一个变量的声明，大到一段算法。尤其在代码Review的过程中，可能会反复审查代码是否可以优化。不过我认为，代码的微优化是非常耗费时间的，没有必要从头到尾将所有代码都优化一遍。开发者应该根据具体的业务逻辑去专门针对某部分代码做优化。比如应用中可能有一些方法会被反复调用，那么这部分代码就值得专门做优化。其它的代码，需要开发者在写代码过程中去注意。