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Android二级缓存之物理存储介质上的缓存DiskLruCache
Android DiskLruCache属于物理性质的缓存,相较于LruCache缓存,则DiskLruCache属于Android二级缓存中的最后一级。通常Android缓存分为两级,第一级是内存缓存,第二级是物理缓存也即DiskLruCache。顾名思义,DiskLruCache就是将数据缓存到Android的物理介质如外部存储器存储卡、内部存储器存储卡上。
关于LruCache缓存即内存缓存,我在之前写过一系列文章,详情请见附录文章2,3。本文介绍Android硬件级的缓存策略:DiskLruCache。
DiskLruCache的Android谷歌官方实现代码链接:
DiskLruCache.java Android谷歌官方源代码实现链接:https://android.googlesource.com/platform/libcore/+/jb-mr2-release/luni/src/main/java/libcore/io/DiskLruCache.java
事实上,由于DiskLruCache实现原理和过程透明公开,有不少第三方实现,在github上有一个比较流行的DiskLruCache开源实现版本,其项目主页:https://github.com/JakeWharton/DiskLruCache
本文将基于JakeWharton实现的DiskLruCache开源库为例说明。使用JakeWharton实现的DiskLruCache,需要先将github上的代码下载,下载后,直接复制到自己项目代码java目录下作为自己的源代码直接使用即可。
(1)DiskLruCache的初始化。
public static DiskLruCache open(File directory, int appVersion, int valueCount, long maxSize);
DiskLruCache使用前首先需要从一个静态方法open创建一个DiskLruCache实例。
一个缓存目录directory,缓存目录directory可以用Android系统提供的默认缓存目录,也可以自己指定一个显而易见的目录。
DiskLruCache在open缓存目录时候,如果前后appVersion不同则销魂缓存。
valueCount类似于指明一个数组的长度,通常是1,是1 的话,那么在后面写缓存newOutputStream时候是newOutputStream(0),因为类似数组下标。长度为1的数组,那么数组中只有一个元素且该元素的下标是0。同样,读的时候也是getInputStream(0)。
maxSize意义简单,指定DiskLruCache缓存的大小,总不能让DiskLruCache无限制缓存吧。所以一般要给DiskLruCache指定一个适当的缓存尺寸和限制,一般是10 * 1024 * 1024,10MB。
我写的初始化例子:
private void makeDiskLruCache() { try { File cacheDir = getDiskCacheDir(this, UNIQUENAME); if (!cacheDir.exists()) { Log.d(TAG, "缓存目录不存在,创建之..."); cacheDir.mkdirs(); } else Log.d(TAG, "缓存目录已存在,不需创建."); //第二个参数我选取APP的版本code。DiskLruCache如果发现第二个参数version不同则销毁缓存 //第三个参数为1,在写缓存的流时候,newOutputStream(0),0为索引,类似数组的下标 mDiskLruCache = DiskLruCache.open(cacheDir, getVersionCode(this), 1, DISK_CACHE_MAX_SIZE); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } }
(2)往DiskLruCache写缓存的一般过程。
DiskLruCache的缓存是<K,V>结构。缓存写入DiskLruCache,首先要从DiskLruCache获得一个DiskLruCache.Editor,用DiskLruCache.Editor的editor传递参数key进去,再获得一个OutputStream,拿到这个OutputStream,就可以把DiskLruCache当作一个接收数据的输出流往里面写数据。写完不要忘记commit。一个DiskLruCache写缓存的代码片段:
//把byte字节写入缓存DiskLruCache private void writeToDiskLruCache(String url, byte[] buf) throws Exception { Log.d(TAG, url + " : 开始写入缓存..."); //DiskLruCache缓存需要一个key,我先把url转换成md5字符串, //然后以md5字符串作为key键 String key=urlToKey(url); DiskLruCache.Editor editor = mDiskLruCache.edit(key); OutputStream os = editor.newOutputStream(0); os.write(buf); os.flush(); editor.commit(); mDiskLruCache.flush(); Log.d(TAG, url + " : 写入缓存完成."); }
(3)从DiskLruCache读缓存的一般过程。
直接的以之前写缓存时候的key键从DiskLruCache中读取:DiskLruCache.get(key),获得一个快照DiskLruCache.Snapshot,如果这个DiskLruCache.Snapshot为null,则说明没有缓存,如果有,则说明已经缓存,然后从DiskLruCache.Snapshot组建一个输入流把缓存数据恢复出来即可。读缓存的代码:
//从DiskLruCache中读取缓存 private Bitmap readBitmapFromDiskLruCache(String url) { DiskLruCache.Snapshot snapShot = null; try { //把url转换成一个md5字符串,然后以这个md5字符串作为key String key = urlToKey(url); snapShot = mDiskLruCache.get(key); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } if (snapShot != null) { Log.d(TAG, "发现缓存:" + url); InputStream is = snapShot.getInputStream(0); Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(is); Log.d(TAG, "从缓存中读取Bitmap."); return bitmap; } else return null; }
再写一个完整的简单例子说明。一个ImageView,ImageView需要加载一个网路图片,该图片是我的csdn博客头像。例子中,代码启动后,在为ImageView加载网络图片时候,会首先检查本地DiskLruCache中是否有缓存,如果有则直接使用缓存,如果没有,则重新开启一个线程下载图片资源,图片下载完成后,一方面要设置到ImageView中,同时要把图片数据写入DiskLruCache缓存中。
package zhangphil.app; import android.content.Context; import android.content.pm.PackageInfo; import android.content.pm.PackageManager; import android.graphics.Bitmap; import android.graphics.BitmapFactory; import android.os.Environment; import android.os.Handler; import android.os.Message; import android.support.v7.app.AppCompatActivity; import android.os.Bundle; import android.util.Log; import android.widget.ImageView; import com.jakewharton.disklrucache.DiskLruCache; import java.io.BufferedInputStream; import java.io.ByteArrayOutputStream; import java.io.File; import java.io.InputStream; import java.io.OutputStream; import java.net.HttpURLConnection; import java.net.URL; import java.security.MessageDigest; import java.security.NoSuchAlgorithmException; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; public class MainActivity extends AppCompatActivity { private Handler handler; private ExecutorService pool; // 默认的线程池容量 private int DEFAULT_TASK_NUMBER = 10; private final int WHAT = 0xe001; private String TAG = "zhangphil_tag"; private String UNIQUENAME = "zhangphil_cache"; private DiskLruCache mDiskLruCache = null; //缓存大小 private int DISK_CACHE_MAX_SIZE = 10 * 1024 * 1024; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_main); //初始化DiskLruCache,创建DiskLruCache实例 makeDiskLruCache(); //创建容量为 asyncTaskNumber 的线程池。 pool = Executors.newFixedThreadPool(DEFAULT_TASK_NUMBER); final ImageView image = (ImageView) findViewById(R.id.image); handler = new Handler() { @Override public void handleMessage(Message msg) { switch (msg.what) { case WHAT: image.setImageBitmap((Bitmap) msg.obj); } } }; //一个测试的URL连接,从这个链接下载一个图片加载到ImageView中 String image_url = "http://avatar.csdn.net/9/7/A/1_zhangphil.jpg"; getBitmap(image_url); } private void getBitmap(String url) { //首先从DiskLruCache读取缓存,缓存是否有该url的图片缓存 Bitmap bmp = readBitmapFromDiskLruCache(url); if (bmp == null) { //如果缓存中没有,则创建一个线程下载 Thread t = new DownloadThread(url); //把线程放到线程池中下载 pool.execute(t); } else { //在DiskLruCache中发现缓存,直接复用 sendResult(bmp); } } //从DiskLruCache中读取缓存 private Bitmap readBitmapFromDiskLruCache(String url) { DiskLruCache.Snapshot snapShot = null; try { //把url转换成一个md5字符串,然后以这个md5字符串作为key String key = urlToKey(url); snapShot = mDiskLruCache.get(key); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } if (snapShot != null) { Log.d(TAG, "发现缓存:" + url); InputStream is = snapShot.getInputStream(0); Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(is); Log.d(TAG, "从缓存中读取Bitmap."); return bitmap; } else return null; } //把byte字节写入缓存DiskLruCache private void writeToDiskLruCache(String url, byte[] buf) throws Exception { Log.d(TAG, url + " : 开始写入缓存..."); //DiskLruCache缓存需要一个key,我先把url转换成md5字符串, //然后以md5字符串作为key键 String key=urlToKey(url); DiskLruCache.Editor editor = mDiskLruCache.edit(key); OutputStream os = editor.newOutputStream(0); os.write(buf); os.flush(); editor.commit(); mDiskLruCache.flush(); Log.d(TAG, url + " : 写入缓存完成."); } private void makeDiskLruCache() { try { File cacheDir = getDiskCacheDir(this, UNIQUENAME); if (!cacheDir.exists()) { Log.d(TAG, "缓存目录不存在,创建之..."); cacheDir.mkdirs(); } else Log.d(TAG, "缓存目录已存在,不需创建."); //第二个参数我选取APP的版本code。DiskLruCache如果发现第二个参数version不同则销毁缓存 //第三个参数为1,在写缓存的流时候,newOutputStream(0),0为索引,类似数组的下标 mDiskLruCache = DiskLruCache.open(cacheDir, getVersionCode(this), 1, DISK_CACHE_MAX_SIZE); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } // 开辟一个下载线程 private class DownloadThread extends Thread { private String url; public DownloadThread(String url) { this.url = url; } @Override public void run() { try { byte[] imageBytes = loadRawDataFromURL(url); // 数据下载完毕,把新的bitmap数据写入DiskLruCache缓存 writeToDiskLruCache(url, imageBytes); Bitmap bmp = BitmapFactory.decodeByteArray(imageBytes, 0, imageBytes.length); sendResult(bmp); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } } // 发送消息通知:bitmap已经下载完成。 private void sendResult(Bitmap bitmap) { Message message = handler.obtainMessage(); message.what = WHAT; message.obj = bitmap; handler.sendMessage(message); } //从一个url下载原始数据,本例是一个图片资源。 public byte[] loadRawDataFromURL(String u) throws Exception { Log.d(TAG, "开始下载 " + u); URL url = new URL(u); HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) url.openConnection(); InputStream is = conn.getInputStream(); BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(is); ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream(); final int BUFFER_SIZE = 2048; final int EOF = -1; int c; byte[] buf = new byte[BUFFER_SIZE]; while (true) { c = bis.read(buf); if (c == EOF) break; baos.write(buf, 0, c); } conn.disconnect(); is.close(); byte[] data = baos.toByteArray(); baos.flush(); Log.d(TAG, "下载完成! " + u); return data; } /* * * 当SD卡存在或者SD卡不可被移除的时候,就调用getExternalCacheDir()方法来获取缓存路径, * 否则就调用getCacheDir()方法来获取缓存路径。 * 前者获取到的就是 /sdcard/Android/data/<application package>/cache * 而后者获取到的是 /data/data/<application package>/cache 。 * * */ public File getDiskCacheDir(Context context, String uniqueName) { String cachePath = null; if (Environment.MEDIA_MOUNTED.equals(Environment.getExternalStorageState()) || !Environment.isExternalStorageRemovable()) { cachePath = context.getExternalCacheDir().getPath(); } else { cachePath = context.getCacheDir().getPath(); } File dir = new File(cachePath + File.separator + uniqueName); Log.d(TAG, "缓存目录:" + dir.getAbsolutePath()); return dir; } //版本名 public static String getVersionName(Context context) { return getPackageInfo(context).versionName; } //版本号 public static int getVersionCode(Context context) { return getPackageInfo(context).versionCode; } private static PackageInfo getPackageInfo(Context context) { PackageInfo pi = null; try { PackageManager pm = context.getPackageManager(); pi = pm.getPackageInfo(context.getPackageName(), PackageManager.GET_CONFIGURATIONS); return pi; } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } return pi; } public String urlToKey(String url) { return getMD5(url); } /* * 传入一个字符串String msg,返回Java MD5加密后的16进制的字符串结果。 * 结果形如:c0e84e870874dd37ed0d164c7986f03a */ public static String getMD5(String msg) { MessageDigest md = null; try { md = MessageDigest.getInstance("MD5"); } catch (NoSuchAlgorithmException e) { e.printStackTrace(); } md.reset(); md.update(msg.getBytes()); byte[] bytes = md.digest(); String result = ""; for (byte b : bytes) { // byte转换成16进制 result += String.format("%02x", b); } return result; } }
涉及到Android网络操作和存储设备的读写,不要忘记加相关权限:
<!-- SDCard中创建与删除文件权限 --> <uses-permission android:name="android.permission.MOUNT_UNMOUNT_FILESYSTEMS"/> <!-- 向SDCard写入数据权限 --> <uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE"/> <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET"></uses-permission>
附录文章:
1,《基于Java LinkedList,实现Android大数据缓存策略》链接地址:http://blog.csdn.net/zhangphil/article/details/44116885
2,《使用新式LruCache取代SoftReference缓存图片,Android异步加载图片》链接地址:http://blog.csdn.net/zhangphil/article/details/43667415
3,《使用Android新式LruCache缓存图片,基于线程池异步加载图片》链接地址:http://blog.csdn.net/zhangphil/article/details/44082287
4,《Java MD5(字符串)》链接地址:http://blog.csdn.net/zhangphil/article/details/44152077
5,《从一个URL下载原始数据,基于byte字节》链接地址:http://blog.csdn.net/zhangphil/article/details/43794837
6,《Android获取App版本号和版本名》链接地址:http://blog.csdn.net/zhangphil/article/details/43795099
Android二级缓存之物理存储介质上的缓存DiskLruCache
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原文地址:http://blog.csdn.net/zhangphil/article/details/51888974