Android | Bitmap解析

Android中Bitmap是对图像的一种抽象。通过他可以对相应的图像进行剪裁，旋转，压缩，缩放等操作。这里循序渐进的一步步了解Bitmap的相关内容。
先了解Bitmap相关的API，然后根据API进一步了解内部的实现。

1.生成Bitmap--BitmapFactory

android.graphics.Bitmap.java

/**
 * Private constructor that must received an already allocated native bitmap
 * int (pointer).
 */
// called from JNI Bitmap类中只有一个构造器。而且还不能直接调，必须通过JNI去构造
Bitmap(long nativeBitmap, byte[] buffer, int width, int height, int density,
        boolean isMutable, boolean requestPremultiplied,
        byte[] ninePatchChunk, NinePatch.InsetStruct ninePatchInsets) {
    ...
}

Bitmap类中只有一个构造器。而且还不能直接调，必须通过JNI去构造。源码中已经写的很清楚。所以一定有JNI的方式产生Bitmap对象。这就是BitmapFactory的功能--生成Bitmap

android.graphics.BitmapFactory.java

/**
* Creates Bitmap objects from various sources, including files, streams,
* and byte-arrays.
 */
public class BitmapFactory {
    ...
}

通过这个类可以看到所有的方法都是静态方法。而且支持从文件，流，字节数组等各种资源中获取Bitmap对象。

Android加载bitmap显示黑 android.graphics.bitmap_移动开发

从结构图可以看出生成Bitmap的方式有四大类：
decodeFile 从文件系统加载
decodeResource 以R.drawable.xxx的形式从本地资源中加载
decodeStream 从输入流加载
decodeByteArray 从字节数组中加载

其中decodeFile和decodeResource间接调用decodeStream方法。而且返回Bitmap使用前要判空，在不存在的情况下会返回null.

每一种decodeXXX方法最后都有一个Options对象。这个对象的作用就是在decode解压到内存之前的一些可选项。利用这些可选项可以优化内存，以及展示的效果等。

Options是BitmapFactory的静态内部类

Android加载bitmap显示黑 android.graphics.bitmap_加载_02

常用的配置有：

inPreferredConfig | 指定位图编码格式 可选项在Bitmap.Config中，缺省值是ARGB_8888。

inJustDecodeBounds | true 返回的Bitmap将是null,但是Options的outAbc中解出了图像的基本信息

inSampleSize | 采样率,设置缩放比例.采样率就是抽取像素点组成位图，采样率同时作用于宽和高。

比如inSampleSize为2，采样后的图片的宽高均为原始图片宽高的1/2，这时像素=原始图片的1/4,占用内存=原始图片的1/4;

inSampleSize的取值应该总为2的整数倍，否则会向下取整，取一个最接近2的整数倍，比如inSampleSize=3时，系统会取inSampleSize=2
假设一张10241024，模式为ARGB_8888的图片,inSampleSize=2，原始占用内存大小是4MB，采样后的图片占用内存大小就是(1024/2) (1024/2 )* 4 = 1MB

备注：

ALPHA_8：每个像素占用1byte内存。
ARGB_4444:每个像素占用2byte内存
ARGB_8888:每个像素占用4byte内存（默认为改格式）
RGB_565:每个像素占用2byte内存

所以默认一张1024*1024像素的位图是4MB的，如果硬生生加载进内存会占用很大一块。很容易造成OOM！因此就需要Options去提前配置一下。

2.Bitmap方法对自身的变换

Bitmap可以和Matrix结合实现图像的剪切、旋转、缩放等操作，最终调用到的createXXXBitmapXXX方法有下面几个：

Android加载bitmap显示黑 android.graphics.bitmap_java_03

他们最终都会调用native方法：

native methods

private static native Bitmap nativeCreate(int[] colors, int offset,
                                          int stride, int width, int height,
                                          int nativeConfig, boolean mutable);

可见他们的变换本质都是一样的。只是调用的方式不同

用源Bitmap通过变换生成新的Bitmap的方法：

public static Bitmap createBitmap(Bitmap source, int x, int y, intwidth, int height,  
            Matrix m, boolean filter) //最终的实现，后两种只是对第一种方法的封 ,
//设置Matrix的Rotate（通过setRotate()）或者Scale（通过setScale()），传入第一个方法，可实现旋转或缩放。

public static Bitmap createBitmap(Bitmap source, int x, int y, intwidth, int height)
//可以从源Bitmap中指定区域(x,y, width, height)中挖出一块来实现剪切  

public static Bitmap createScaledBitmap(Bitmap src, int dstWidth,  
            int dstHeight,boolean filter)  
//可以把源Bitmap缩放为dstWidth x dstHeight的Bitmap

用于压缩到流的方法：

public boolean compress(CompressFormat format, int quality, OutputStream stream)
//format指定压缩的格式：
    一共三种
    JPEG    (0),
    PNG     (1),
    WEBP    (2);
//quality指定压缩品质0-100可输入。0是最差，100是无损。PNG格式压缩会忽略这个选项
//stream 压缩输出的流在这里取出，接下去可以对流进行操作

public Bitmap copy(Config config, boolean isMutable)
//这个方法主要用于复制出一个全新的位图。Config指定新位图格式ALPHA_8, RGB_565, ARGB_4444, ARGB_8888，
//isMutable, true表示产生的位图无法更改

3.使用Bitmap需要注意的问题

1.最常见的问题OOM

及时释放内存

if (!bmp.isRecycle()) {
    bmp.recycle();   //回收图片所占的内存
    bitmap = null;
    system.gc();  //提醒系统及时回收    
}

recycle()并不保证立即释放占用的内存，但是可以加速内存的释放。
释放内存以后，就不能再使用该Bitmap对象了，否则会抛异常。所以一定要保证不再使用再释放。比如，如果是在某个Activity中使用Bitmap，建议在Activity的onStop()或者onDestroy()中进行回收。

内存中混存通用Bitmap避免多次加载。
比如默认图片可以只加载一次然后一个界面内多处使用。

2.图片压缩

inSampleSize压缩是尺寸压缩，compress方法是质量压缩。

compress方法在保持像素的前提下改变图片的位深及透明度等，来达到压缩图片的目的，经过它压缩的图片文件存储大小会改变，但导入成bitmap后占内存大小不变，宽高也不会改变。