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一、简介

现在的Android应用程序中，不可避免的都会使用到图片，如果每次加载图片的时候都要从网络重新拉取，这样不但很耗费用户的流量，而且图片加载的也会很慢，用户体验很不好。所以一个应用的图片缓存策略是很重要的。通常情况下，Android应用程序中图片的缓存策略采用“内存-本地-网络”三级缓存策略，首先应用程序访问网络拉取图片，分别将加载的图片保存在本地SD卡中和内存中，当程序再一次需要加载图片的时候，先判断内存中是否有缓存，有则直接从内存中拉取，否则查看本地SD卡中是否有缓存，SD卡中如果存在缓存，则图片从SD卡中拉取，否则从网络加载图片。依据这三级缓存机制，可以让我们的应用程序在加载图片的时候做到游刃有余，有效的避免内存溢出。

PS：当然现在处理网络图片的时候，一般人都会选择XUtils中的BitmapUtil，它已经将网络缓存处理的相当好了，使用起来非常方便--本人就一直在用。仿照BitMapUtil的实现思路，定制一个自己的图片加载工具，来理解一下三级缓存的策略，希望对自己会有一个提升。

二、网络缓存

网络拉取图片严格来讲不能称之为缓存，实质上就是下载url对应的图片，我们这里姑且把它看作是缓存的一种。仿照BitmapUtil中的display方法，我自己定制的CustomBitmapUtils也定义这个方法，根据传入的url，将图片设置到ivPic控件上。

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1. public void display(ImageView ivPic, String url) {  
2.   
3. }  

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1. <pre name="code" class="java">/** 
2.  * 网络缓存的工具类 
3.  *  
4.  * @author ZHY 
5.  *  
6.  */  
7. public class NetCacheUtils {  
8.   
9.     private LocalCacheUtils localCacheUtils;  
10.     private MemoryCacheUtils memoryCacheUtils;  
11.   
12.     public NetCacheUtils() {  
13.         localCacheUtils = new LocalCacheUtils();  
14.         memoryCacheUtils = new MemoryCacheUtils();  
15.     }  
16.   
17.     /** 
18.      * 从网络下载图片 
19.      *  
20.      * @param ivPic 
21.      * @param url 
22.      */  
23.     public void getBitmapFromNet(ImageView ivPic, String url) {  
24.         // 访问网络的操作一定要在子线程中进行，采用异步任务实现  
25.         MyAsyncTask task = new MyAsyncTask();  
26.         task.execute(ivPic, url);  
27.   
28.     }  
29.   
30.     /** 
31.      * 第一个泛型--异步任务执行的时候，通过execute传过来的参数； 第二个泛型--更新进度； 第三个泛型--异步任务执行以后返回的结果 
32.      *  
33.      * @author ZHY 
34.      *  
35.      */  
36.     private class MyAsyncTask extends AsyncTask<Object, Void, Bitmap> {  
37.   
38.         private ImageView ivPic;  
39.         private String url;  
40.   
41.         // 耗时任务执行之前 --主线程  
42.         @Override  
43.         protected void onPreExecute() {  
44.             super.onPreExecute();  
45.         }  
46.   
47.         // 后台执行的任务  
48.         @Override  
49.         protected Bitmap doInBackground(Object... params) {  
50.             // 执行异步任务的时候，将URL传过来  
51.             ivPic = (ImageView) params[0];  
52.             url = (String) params[1];  
53.             Bitmap bitmap = downloadBitmap(url);  
54.             // 为了保证ImageView控件和URL一一对应，给ImageView设定一个标记  
55.             ivPic.setTag(url);// 关联ivPic和URL  
56.   
57.             return bitmap;  
58.         }  
59.   
60.         // 更新进度 --主线程  
61.         @Override  
62.         protected void onProgressUpdate(Void... values) {  
63.             super.onProgressUpdate(values);  
64.         }  
65.   
66.         // 耗时任务执行之后--主线程  
67.         @Override  
68.         protected void onPostExecute(Bitmap result) {  
69.             String mCurrentUrl = (String) ivPic.getTag();  
70.             if (url.equals(mCurrentUrl)) {  
71.                 ivPic.setImageBitmap(result);  
72.                 System.out.println("从网络获取图片");  
73.                 // 从网络加载完之后，将图片保存到本地SD卡一份，保存到内存中一份  
74.                 localCacheUtils.setBitmap2Local(url, result);  
75.                 // 从网络加载完之后，将图片保存到本地SD卡一份，保存到内存中一份  
76.                 memoryCacheUtils.setBitmap2Memory(url, result);  
77.   
78.             }  
79.         }  
80.     }  
81.   
82.     /** 
83.      * 下载网络图片 
84.      *  
85.      * @param url 
86.      * @return 
87.      */  
88.     private Bitmap downloadBitmap(String url) {  
89.         HttpURLConnection conn = null;  
90.         try {  
91.             URL mURL = new URL(url);  
92.             // 打开HttpURLConnection连接  
93.             conn = (HttpURLConnection) mURL.openConnection();  
94.             // 设置参数  
95.             conn.setConnectTimeout(5000);  
96.             conn.setReadTimeout(5000);  
97.             conn.setRequestMethod("GET");  
98.             // 开启连接  
99.             conn.connect();  
100.   
101.             // 获得响应码  
102.             int code = conn.getResponseCode();  
103.             if (code == 200) {  
104.                 // 相应成功,获得网络返回来的输入流  
105.                 InputStream is = conn.getInputStream();  
106.   
107.                 // 图片的输入流获取成功之后，设置图片的压缩参数,将图片进行压缩  
108.                 BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();  
109.                 options.inSampleSize = 2;// 将图片的宽高都压缩为原来的一半,在开发中此参数需要根据图片展示的大小来确定,否则可能展示的不正常  
110.                 options.inPreferredConfig = Bitmap.Config.RGB_565;// 这个压缩的最小  
111.   
112.                 // Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(is);  
113.                 Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(is, null, options);// 经过压缩的图片  
114.   
115.                 return bitmap;  
116.             }  
117.   
118.         } catch (Exception e) {  
119.             e.printStackTrace();  
120.         } finally {  
121.             // 断开连接  
122.             conn.disconnect();  
123.         }  
124.   
125.         return null;  
126.     }  
127. }  

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1. </pre><p></p><pre>  

三、本地缓存

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1. /** 
2.  * 本地缓存 
3.  *  
4.  * @author ZHY 
5.  *  
6.  */  
7. public class LocalCacheUtils {  
8.     /** 
9.      * 文件保存的路径 
10.      */  
11.     public static final String FILE_PATH = Environment  
12.             .getExternalStorageDirectory().getAbsolutePath() + "/cache/pics";  
13.   
14.     /** 
15.      * 从本地SD卡获取网络图片，key是url的MD5值 
16.      *  
17.      * @param url 
18.      * @return 
19.      */  
20.     public Bitmap getBitmapFromLocal(String url) {  
21.         try {  
22.             String fileName = MD5Encoder.encode(url);  
23.             File file = new File(FILE_PATH, fileName);  
24.             if (file.exists()) {  
25.                 Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(new FileInputStream(  
26.                         file));  
27.                 return bitmap;  
28.             }  
29.   
30.         } catch (Exception e) {  
31.             e.printStackTrace();  
32.         }  
33.   
34.         return null;  
35.   
36.     }  
37.   
38.     /** 
39.      * 向本地SD卡写网络图片 
40.      *  
41.      * @param url 
42.      * @param bitmap 
43.      */  
44.     public void setBitmap2Local(String url, Bitmap bitmap) {  
45.         try {  
46.             // 文件的名字  
47.             String fileName = MD5Encoder.encode(url);  
48.             // 创建文件流，指向该路径，文件名叫做fileName  
49.             File file = new File(FILE_PATH, fileName);  
50.             // file其实是图片，它的父级File是文件夹，判断一下文件夹是否存在，如果不存在，创建文件夹  
51.             File fileParent = file.getParentFile();  
52.             if (!fileParent.exists()) {  
53.                 // 文件夹不存在  
54.                 fileParent.mkdirs();// 创建文件夹  
55.             }  
56.             // 将图片保存到本地  
57.             bitmap.compress(CompressFormat.JPEG, 100,  
58.                     new FileOutputStream(file));  
59.   
60.         } catch (Exception e) {  
61.             e.printStackTrace();  
62.         }  
63.     }  
64.   
65. }  

四、内存缓存

内存缓存说白了就是在内存中保存一份图片集合，首先会想到HashMap这种键值对的形式来进行保存，以url作为key,bitmap作为value。但是在Java中这种默认的new对象的方式是强引用，JVM在进行垃圾回收的时候是不会回收强引用的，所以如果加载的图片过多的话，map会越来越大，很容易出现OOM异常。在Android2.3之前，还可以通过软引用或者弱引用来解决，但是Android2.3之后，Google官方便不再推荐软引用了，Google推荐我们使用LruCache。

在过去，我们经常会使用一种非常流行的内存缓存技术的实现，即软引用或弱引用 (SoftReference or WeakReference)。但是现在已经不再推荐使用这种方式了，因为从 Android 2.3 (API Level 9)开始，垃圾回收器会更倾向于回收持有软引用或弱引用的对象，这让软引用和弱引用变得不再可靠。另外，Android 3.0 (API Level 11)中，图片的数据会存储在本地的内存当中，因而无法用一种可预见的方式将其释放，这就有潜在的风险造成应用程序的内存溢出并崩溃。

为了能够选择一个合适的缓存大小给LruCache, 有以下多个因素应该放入考虑范围内，例如：

• 你的设备可以为每个应用程序分配多大的内存？Android默认是16M。

• 设备屏幕上一次最多能显示多少张图片？有多少图片需要进行预加载，因为有可能很快也会显示在屏幕上？

• 你的设备的屏幕大小和分辨率分别是多少？一个超高分辨率的设备（例如 Galaxy Nexus) 比起一个较低分辨率的设备（例如 Nexus S），在持有相同数量图片的时候，需要更大的缓存空间。

• 图片的尺寸和大小，还有每张图片会占据多少内存空间。

• 图片被访问的频率有多高？会不会有一些图片的访问频率比其它图片要高？如果有的话，你也许应该让一些图片常驻在内存当中，或者使用多个LruCache 对象来区分不同组的图片。

• 你能维持好数量和质量之间的平衡吗？有些时候，存储多个低像素的图片，而在后台去开线程加载高像素的图片会更加的有效。

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1. /** 
2.  * 内存缓存 
3.  *  
4.  * @author ZHY 
5.  *  
6.  */  
7. public class MemoryCacheUtils {  
8.     /* 
9.      * 由于map默认是强引用，所有在JVM进行垃圾回收的时候不会回收map的引用 
10.      */  
11.     // private HashMap<String, Bitmap> map = new HashMap<String, Bitmap>();  
12.     // 软引用的实例,在内存不够时，垃圾回收器会优先考虑回收  
13.     // private HashMap<String, SoftReference<Bitmap>> mSoftReferenceMap = new  
14.     // HashMap<String, SoftReference<Bitmap>>();  
15.     // LruCache  
16.     private LruCache<String, Bitmap> lruCache;  
17.   
18.     public MemoryCacheUtils() {  
19.         // lruCache最大允许内存一般为Android系统分给每个应用程序内存大小（默认Android系统给每个应用程序分配16兆内存）的八分之一（推荐）  
20.         // 获得当前应用程序运行的内存大小  
21.         long mCurrentMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory();  
22.         int maxSize = (int) (mCurrentMemory / 8);  
23.         // 给LruCache设置最大的内存  
24.         lruCache = new LruCache<String, Bitmap>(maxSize) {  
25.             @Override  
26.             protected int sizeOf(String key, Bitmap value) {  
27.                 // 获取每张图片所占内存的大小  
28.                 // 计算方法是：图片显示的宽度的像素点乘以高度的像素点  
29.                 int byteCount = value.getRowBytes() * value.getHeight();// 获取图片占用内存大小  
30.                 return byteCount;  
31.             }  
32.         };  
33.     }  
34.   
35.     /** 
36.      * 从内存中读取Bitmap 
37.      *  
38.      * @param url 
39.      * @return 
40.      */  
41.     public Bitmap getBitmapFromMemory(String url) {  
42.   
43.         // Bitmap bitmap = map.get(url);  
44.         // SoftReference<Bitmap> softReference = mSoftReferenceMap.get(url);  
45.         // Bitmap bitmap = softReference.get();  
46.         // 软引用在Android2.3以后就不推荐使用了，Google推荐使用lruCache  
47.         // LRU--least recently use  
48.         // 最近最少使用,将内存控制在一定的大小内，超过这个内存大小，就会优先释放最近最少使用的那些东东  
49.         Bitmap bitmap = lruCache.get(url);  
50.         return bitmap;  
51.   
52.     }  
53.   
54.     /** 
55.      * 将图片保存到内存中 
56.      *  
57.      * @param url 
58.      * @param bitmap 
59.      */  
60.     public void setBitmap2Memory(String url, Bitmap bitmap) {  
61.         // 向内存中设置，key,value的形式，首先想到HashMap  
62.         // map.put(url, bitmap);  
63.         // 保存软引用到map中  
64.         // SoftReference<Bitmap> mSoftReference = new  
65.         // SoftReference<Bitmap>(bitmap);  
66.         // mSoftReferenceMap.put(url, mSoftReference);  
67.         lruCache.put(url, bitmap);  
68.     }  
69.   
70. }  

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1. /** 
2.  * 自定义的加载图片的工具类，类似于Xutils中的BitmapUtil，在实际使用中，一般使用BitmapUtil，为了理解三级缓存， 
3.  * 这里模拟BitmapUtil自定义了CustomBitmapUtil 
4.  *  
5.  * @author ZHY 
6.  *  
7.  */  
8. public class CustomBitmapUtils {  
9.   
10.     private Bitmap bitmap;  
11.   
12.     private NetCacheUtils netCacheUtils;  
13.     private LocalCacheUtils localCacheUtils;  
14.     private MemoryCacheUtils memoryCacheUtils;  
15.   
16.     public CustomBitmapUtils() {  
17.         netCacheUtils = new NetCacheUtils();  
18.         localCacheUtils = new LocalCacheUtils();  
19.         memoryCacheUtils = new MemoryCacheUtils();  
20.     }  
21.   
22.     /** 
23.      * 加载图片，将当前URL对应的图片显示到ivPic的控件上 
24.      *  
25.      * @param ivPic 
26.      *            ImageView控件 
27.      * @param url 
28.      *            图片的地址 
29.      */  
30.     public void display(ImageView ivPic, String url) {  
31.         // 设置默认显示的图片  
32.         ivPic.setImageResource(R.drawable.ic_launcher);  
33.   
34.         // 1、内存缓存  
35.         bitmap = memoryCacheUtils.getBitmapFromMemory(url);  
36.         if (bitmap != null) {  
37.             ivPic.setImageBitmap(bitmap);  
38.             System.out.println("从内存缓存中加载图片");  
39.             return;  
40.         }  
41.         // 2、本地磁盘缓存  
42.         bitmap = localCacheUtils.getBitmapFromLocal(url);  
43.         if (bitmap != null) {  
44.             ivPic.setImageBitmap(bitmap);  
45.             System.out.println("从本地SD卡加载的图片");  
46.             memoryCacheUtils.setBitmap2Memory(url, bitmap);// 将图片保存到内存  
47.             return;  
48.         }  
49.         // 3、网络缓存  
50.         netCacheUtils.getBitmapFromNet(ivPic, url);  
51.         /* 
52.          * 从网络获取图片之后，将图片保存到手机SD卡中，在进行图片展示的时候，优先从SD卡中读取缓存,key是图片的URL的MD5值， 
53.          * value是保存的图片bitmap 
54.          */  
55.     }  
56.   
57. }  

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1. /** 
2.  * Android中三级缓存--网络缓存-本地缓存-内存缓存 
3.  *  
4.  * @author ZHY 
5.  *  
6.  */  
7. public class MainActivity extends Activity {  
8.   
9.     private ListView list;  
10.     private Button btn;  
11.     private CustomBitmapUtils utils;  
12.   
13.     private static final String BASE_URL = "http://192.168.0.148:8080/pics";  
14.     // 初始化一些网络图片  
15.     String[] urls = { BASE_URL + "/1.jpg", BASE_URL + "/2.jpg",  
16.             BASE_URL + "/3.jpg", BASE_URL + "/4.jpg", BASE_URL + "/5.jpg",  
17.             BASE_URL + "/6.jpg", BASE_URL + "/7.jpg", BASE_URL + "/8.jpg",  
18.             BASE_URL + "/9.jpg", BASE_URL + "/10.jpg", BASE_URL + "/11.jpg",  
19.             BASE_URL + "/12.jpg", BASE_URL + "/13.jpg", BASE_URL + "/14.jpg",  
20.             BASE_URL + "/15.jpg", BASE_URL + "/16.jpg", BASE_URL + "/17.jpg",  
21.             BASE_URL + "/18.jpg", BASE_URL + "/19.jpg", BASE_URL + "/20.jpg",  
22.             BASE_URL + "/21.jpg", BASE_URL + "/22.jpg", BASE_URL + "/23.jpg",  
23.             BASE_URL + "/24.jpg", BASE_URL + "/25.jpg", BASE_URL + "/26.jpg",  
24.             BASE_URL + "/27.jpg", BASE_URL + "/28.jpg", BASE_URL + "/29.jpg",  
25.             BASE_URL + "/30.jpg" };  
26.   
27.     @Override  
28.     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
29.         super.onCreate(savedInstanceState);  
30.         setContentView(R.layout.activity_main);  
31.         list = (ListView) findViewById(R.id.list);  
32.         btn = (Button) findViewById(R.id.btn_load);  
33.         utils = new CustomBitmapUtils();  
34.   
35.         // 加载网络图片  
36.         btn.setOnClickListener(new OnClickListener() {  
37.             @Override  
38.             public void onClick(View v) {  
39.                 MyAdapter adapter = new MyAdapter();  
40.                 list.setAdapter(adapter);  
41.             }  
42.         });  
43.     }  
44.   
45.     class MyAdapter extends BaseAdapter {  
46.   
47.         @Override  
48.         public int getCount() {  
49.             return urls.length;  
50.         }  
51.   
52.         @Override  
53.         public String getItem(int position) {  
54.             return urls[position];  
55.         }  
56.   
57.         @Override  
58.         public long getItemId(int position) {  
59.             return position;  
60.         }  
61.   
62.         @Override  
63.         public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {  
64.             ViewHolder holder;  
65.             if (convertView == null) {  
66.                 convertView = View.inflate(MainActivity.this,  
67.                         R.layout.item_list, null);  
68.                 holder = new ViewHolder();  
69.                 holder.ivPic = (ImageView) convertView.findViewById(R.id.iv);  
70.                 convertView.setTag(holder);  
71.             } else {  
72.                 holder = (ViewHolder) convertView.getTag();  
73.             }  
74.             utils.display(holder.ivPic, urls[position]);  
75.             return convertView;  
76.         }  
77.   
78.         class ViewHolder {  
79.             ImageView ivPic;  
80.         }  
81.     }  
82. }  

程序第一次运行，日志打印如下

之后将图片缓存在SD卡中，从本地加载图片

然后将图片缓存到内存，从内存加载图片

OK，到目前为止，Android中图片的三级缓存原理就都介绍完了，我自己本人受益匪浅，希望能够帮助到需要的朋友。

Android开发中图片的三级缓存策略

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