Listview的使用与优化(中)

上篇文章简单地介绍了listview的使用和优化，都是一些常见的优化技巧。但是listview优化还有一些重要的问题，那就是图片加载，异步加载的优化，因为图片占用内存较大，listview在滑动过程中很容易产生OOM的现象，下面我来给大家解释一下图片异步加载的优化思路。

总的来说有一下几个优化思路：

1，对Imageview使用setTag()方法来解决图片错位问题，这个Tag中设置的是图片的url，然后在加载的时候取得这个url和要加载那position中的url对比，如果不相同就加载，相同就是复用以前的就不加载了

2，对于要加载的图片资源，先在内存缓存中找(原始的方法是使用SoftRefrence,最新的方法是使用android提供的Lrucache)，如果找不到，则在本地缓存(可以使用DiskLrucache类)中找(也就是读取原先下载过的本地图片)，还找不到，就开启异步线程去下载图片，下载以后，保存在本地，内存缓存也保留一份引用

3，在异步线程中，先测量需要的图片大小，按比例缩放

4，使用一个Map保存异步线程的引用，key->value为url->AsyncTask,这样可以避免已经开启了线程去加载图片，但是还没有加载完时，又重复开启线程去加载图片的情况

5，在快速滑动的时候不加载图片，暂停所有图片加载线程，一旦停下来，结束不可见图片的加载线程，继续可见图片的加载线程

下面都是我摘取的网上的一些例子，我分别介绍它们来说明上述的优化思路

第一个例子：

public class MemoryCache {

	private static final String TAG = "MemoryCache";
	// 放入缓存时是个同步操作
	// LinkedHashMap构造方法的最后一个参数true代表这个map里的元素将按照最近使用次数由少到多排列，即LRU
	// 这样的好处是如果要将缓存中的元素替换，则先遍历出最近最少使用的元素来替换以提高效率
	private Map<String, Bitmap> cache = Collections
			.synchronizedMap(new LinkedHashMap<String, Bitmap>(10, 1.5f, true));
	// 缓存中图片所占用的字节，初始0，将通过此变量严格控制缓存所占用的堆内存
	private long size = 0;// current allocated size
	// 缓存只能占用的最大堆内存
	private long limit = 1000000;// max memory in bytes

	public MemoryCache() {
		// use 25% of available heap size
		setLimit(Runtime.getRuntime().maxMemory() / 4);
	}

	public void setLimit(long new_limit) {
		limit = new_limit;
		Log.i(TAG, "MemoryCache will use up to " + limit / 1024. / 1024. + "MB");
	}

	public Bitmap get(String id) {
		try {
			if (!cache.containsKey(id))
				return null;
			return cache.get(id);
		} catch (NullPointerException ex) {
			return null;
		}
	}

	public void put(String id, Bitmap bitmap) {
		try {
			if (cache.containsKey(id))
				size -= getSizeInBytes(cache.get(id));
			cache.put(id, bitmap);
			size += getSizeInBytes(bitmap);
			checkSize();
		} catch (Throwable th) {
			th.printStackTrace();
		}
	}

	/**
	 * 严格控制堆内存，如果超过将首先替换最近最少使用的那个图片缓存
	 *
	 */
	private void checkSize() {
		Log.i(TAG, "cache size=" + size + " length=" + cache.size());
		if (size > limit) {
			// 先遍历最近最少使用的元素
			Iterator<Entry<String, Bitmap>> iter = cache.entrySet().iterator();
			while (iter.hasNext()) {
				Entry<String, Bitmap> entry = iter.next();
				size -= getSizeInBytes(entry.getValue());
				iter.remove();
				if (size <= limit)
					break;
			}
			Log.i(TAG, "Clean cache. New size " + cache.size());
		}
	}

	public void clear() {
		cache.clear();
	}

	/**
	 * 图片占用的内存
	 *
	 * @param bitmap
	 * @return
	 */
	long getSizeInBytes(Bitmap bitmap) {
		if (bitmap == null)
			return 0;
		return bitmap.getRowBytes() * bitmap.getHeight();
	}
}

也可以使用SoftReference，代码会简单很多，但是我推荐上面的方法。

public class MemoryCache {

	private Map<String, SoftReference<Bitmap>> cache = Collections
			.synchronizedMap(new HashMap<String, SoftReference<Bitmap>>());

	public Bitmap get(String id) {
		if (!cache.containsKey(id))
			return null;
		SoftReference<Bitmap> ref = cache.get(id);
		return ref.get();
	}

	public void put(String id, Bitmap bitmap) {
		cache.put(id, new SoftReference<Bitmap>(bitmap));
	}

	public void clear() {
		cache.clear();
	}

}

下面是文件缓存类的代码FileCache.java:

public class FileCache {

	private File cacheDir;

	public FileCache(Context context) {
		// 如果有SD卡则在SD卡中建一个LazyList的目录存放缓存的图片
		// 没有SD卡就放在系统的缓存目录中
		if (android.os.Environment.getExternalStorageState().equals(
				android.os.Environment.MEDIA_MOUNTED))
			cacheDir = new File(
					android.os.Environment.getExternalStorageDirectory(),
					"LazyList");
		else
			cacheDir = context.getCacheDir();
		if (!cacheDir.exists())
			cacheDir.mkdirs();
	}

	public File getFile(String url) {
		// 将url的hashCode作为缓存的文件名
		String filename = String.valueOf(url.hashCode());
		// Another possible solution
		// String filename = URLEncoder.encode(url);
		File f = new File(cacheDir, filename);
		return f;

	}

	public void clear() {
		File[] files = cacheDir.listFiles();
		if (files == null)
			return;
		for (File f : files)
			f.delete();
	}

}

最后最重要的加载图片的类，ImageLoader.java:

public class ImageLoader {

	MemoryCache memoryCache = new MemoryCache();
	FileCache fileCache;
	private Map<ImageView, String> imageViews = Collections
			.synchronizedMap(new WeakHashMap<ImageView, String>());
	// 线程池
	ExecutorService executorService;

	public ImageLoader(Context context) {
		fileCache = new FileCache(context);
		executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);
	}

	// 当进入listview时默认的图片，可换成你自己的默认图片
	final int stub_id = R.drawable.stub;

	// 最主要的方法
	public void DisplayImage(String url, ImageView imageView) {
		imageViews.put(imageView, url);
		// 先从内存缓存中查找

		Bitmap bitmap = memoryCache.get(url);
		if (bitmap != null)
			imageView.setImageBitmap(bitmap);
		else {
			// 若没有的话则开启新线程加载图片
			queuePhoto(url, imageView);
			imageView.setImageResource(stub_id);
		}
	}

	private void queuePhoto(String url, ImageView imageView) {
		PhotoToLoad p = new PhotoToLoad(url, imageView);
		executorService.submit(new PhotosLoader(p));
	}

	private Bitmap getBitmap(String url) {
		File f = fileCache.getFile(url);

		// 先从文件缓存中查找是否有
		Bitmap b = decodeFile(f);
		if (b != null)
			return b;

		// 最后从指定的url中下载图片
		try {
			Bitmap bitmap = null;
			URL imageUrl = new URL(url);
			HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) imageUrl
					.openConnection();
			conn.setConnectTimeout(30000);
			conn.setReadTimeout(30000);
			conn.setInstanceFollowRedirects(true);
			InputStream is = conn.getInputStream();
			OutputStream os = new FileOutputStream(f);
			CopyStream(is, os);
			os.close();
			bitmap = decodeFile(f);
			return bitmap;
		} catch (Exception ex) {
			ex.printStackTrace();
			return null;
		}
	}

	// decode这个图片并且按比例缩放以减少内存消耗，虚拟机对每张图片的缓存大小也是有限制的
	private Bitmap decodeFile(File f) {
		try {
			// decode image size
			BitmapFactory.Options o = new BitmapFactory.Options();
			o.inJustDecodeBounds = true;
			BitmapFactory.decodeStream(new FileInputStream(f), null, o);

			// Find the correct scale value. It should be the power of 2.
			final int REQUIRED_SIZE = 70;
			int width_tmp = o.outWidth, height_tmp = o.outHeight;
			int scale = 1;
			while (true) {
				if (width_tmp / 2 < REQUIRED_SIZE
						|| height_tmp / 2 < REQUIRED_SIZE)
					break;
				width_tmp /= 2;
				height_tmp /= 2;
				scale *= 2;
			}

			// decode with inSampleSize
			BitmapFactory.Options o2 = new BitmapFactory.Options();
			o2.inSampleSize = scale;
			return BitmapFactory.decodeStream(new FileInputStream(f), null, o2);
		} catch (FileNotFoundException e) {
		}
		return null;
	}

	// Task for the queue
	private class PhotoToLoad {
		public String url;
		public ImageView imageView;

		public PhotoToLoad(String u, ImageView i) {
			url = u;
			imageView = i;
		}
	}

	class PhotosLoader implements Runnable {
		PhotoToLoad photoToLoad;

		PhotosLoader(PhotoToLoad photoToLoad) {
			this.photoToLoad = photoToLoad;
		}

		@Override
		public void run() {
			if (imageViewReused(photoToLoad))
				return;
			Bitmap bmp = getBitmap(photoToLoad.url);
			memoryCache.put(photoToLoad.url, bmp);
			if (imageViewReused(photoToLoad))
				return;
			BitmapDisplayer bd = new BitmapDisplayer(bmp, photoToLoad);
			// 更新的操作放在UI线程中
			Activity a = (Activity) photoToLoad.imageView.getContext();
			a.runOnUiThread(bd);
		}
	}

	/**
	 * 防止图片错位
	 *
	 * @param photoToLoad
	 * @return
	 */
	boolean imageViewReused(PhotoToLoad photoToLoad) {
		String tag = imageViews.get(photoToLoad.imageView);
		if (tag == null || !tag.equals(photoToLoad.url))
			return true;
		return false;
	}

	// 用于在UI线程中更新界面
	class BitmapDisplayer implements Runnable {
		Bitmap bitmap;
		PhotoToLoad photoToLoad;

		public BitmapDisplayer(Bitmap b, PhotoToLoad p) {
			bitmap = b;
			photoToLoad = p;
		}

		public void run() {
			if (imageViewReused(photoToLoad))
				return;
			if (bitmap != null)
				photoToLoad.imageView.setImageBitmap(bitmap);
			else
				photoToLoad.imageView.setImageResource(stub_id);
		}
	}

	public void clearCache() {
		memoryCache.clear();
		fileCache.clear();
	}

	public static void CopyStream(InputStream is, OutputStream os) {
		final int buffer_size = 1024;
		try {
			byte[] bytes = new byte[buffer_size];
			for (;;) {
				int count = is.read(bytes, 0, buffer_size);
				if (count == -1)
					break;
				os.write(bytes, 0, count);
			}
		} catch (Exception ex) {
		}
	}
}

上面代码的思路是这样的，首先是一个MemoryCache类，用来缓存图片应用到内存。这个类包含一个Collectiosn.synchronizedMap(new LinkedHashMap<String,Bitmap>(10,1.5f,true))对象，这个对象就是用来保存url和对应的bitmap的，也就是缓存，最后一个参数设置为true的原因，是代表这个map里的元素将按照最近使用次数由少到多排列，即LRU。这样的好处是如果要将缓存中的元素替换，则先遍历出最近最少使用的元素来替换以提高效率 。

另外设置一个缓存的最大值limit,和一个初始值size=0。每次添加图片缓存，Size就增加相应大小，如果增加以后大小超过limit，就遍历LinkedHashMap清楚使用次数最少的缓存，同时减小size值，直到size<limit。

作者还举了一个使用SoftReference的例子，这样做的好处是android会自动替我们回收适当的bitmap缓存。

接下来是文件缓存，如果有SD卡则在SD卡中建一个LazyList的目录存放缓存的图片，没有SD卡就放在系统的缓存目录中，将url的hashCode作为缓存的文件名。这个类只是根据url名创建并返回了一个File类，没有真正的缓存图片，图片缓存在ImageLoader类中，不过这个类要获取FileCache返回的File来做FileOutputStream的目的地.

最后是负责的ImageLoader，这个类有一个线程池，用于管理下载线程。另外有一个WeakHashMap<ImageView, String>用于保存imageview引用和记录Tag，用于图片更新。它先检查缓存，没有则开启一个线程去下载，下载以后图片保存到缓存（内存，文件），然后缩放图像比例，返回一个合适大小的bitmap，最后开启一个线程去跟新UI（方式是imagview.getContext()获取对应的context,然后context调用runOnUIThread()方法）。

另外，在下载线程开启前，图片下载完成后，跟新UI前，都通过WeakHashMap<ImageView, String>获取下载图片的Tag与对应要设置图片imageview的tag比较，防止图片错位。

上述代码完成了基本的优化思路，甚至使用了一个自己定义的缓存类MemoryCache，使管理变得更加清晰，同时有文件缓存，也通过imagview->url的方式避免了图片错位，还开启了异步线程下载图片，但是又开启了一个UI线程去跟新UI。

缺点是开启了UI线程去更新UI，浪费了资源，其实这个可以使用定义一个回调接口实现。另外也没有考虑到重复开启下载线程的问题。

第二个例子：

先贴上主方法的代码：

package cn.wangmeng.test;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.lang.ref.SoftReference;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
import java.util.HashMap;

import android.graphics.drawable.Drawable;
import android.os.Handler;
import android.os.Message;

public class AsyncImageLoader {

	 private HashMap<String, SoftReference<Drawable>> imageCache;

	     public AsyncImageLoader() {
	    	 imageCache = new HashMap<String, SoftReference<Drawable>>();
	     }

	     public Drawable loadDrawable(final String imageUrl, final ImageCallback imageCallback) {
	         if (imageCache.containsKey(imageUrl)) {
	             SoftReference<Drawable> softReference = imageCache.get(imageUrl);
	             Drawable drawable = softReference.get();
	             if (drawable != null) {
	                 return drawable;
	             }
	         }
	         final Handler handler = new Handler() {
	             public void handleMessage(Message message) {
	                 imageCallback.imageLoaded((Drawable) message.obj, imageUrl);
	             }
	         };
	         new Thread() {
	             @Override
	             public void run() {
	                 Drawable drawable = loadImageFromUrl(imageUrl);
	                 imageCache.put(imageUrl, new SoftReference<Drawable>(drawable));
	                 Message message = handler.obtainMessage(0, drawable);
	                 handler.sendMessage(message);
	             }
	         }.start();
	         return null;
	     }

		public static Drawable loadImageFromUrl(String url) {
			URL m;
			InputStream i = null;
			try {
				m = new URL(url);
				i = (InputStream) m.getContent();
			} catch (MalformedURLException e1) {
				e1.printStackTrace();
			} catch (IOException e) {
				e.printStackTrace();
			}
			Drawable d = Drawable.createFromStream(i, "src");
			return d;
		}

	     public interface ImageCallback {
	         public void imageLoaded(Drawable imageDrawable, String imageUrl);
	     }

}

以上代码是实现异步获取图片的主方法，SoftReference是软引用，是为了更好的为了系统回收变量，重复的URL直接返回已有的资源，实现回调函数，让数据成功后，更新到UI线程。

几个辅助类文件：

package cn.wangmeng.test;

public class ImageAndText {
	    private String imageUrl;
	    private String text;

	    public ImageAndText(String imageUrl, String text) {
	        this.imageUrl = imageUrl;
	        this.text = text;
	    }
	    public String getImageUrl() {
	        return imageUrl;
	    }
	    public String getText() {
	        return text;
	    }
}

package cn.wangmeng.test;

import android.view.View;
import android.widget.ImageView;
import android.widget.TextView;

public class ViewCache {

	    private View baseView;
	    private TextView textView;
	    private ImageView imageView;

	    public ViewCache(View baseView) {
	        this.baseView = baseView;
	    }

	    public TextView getTextView() {
	        if (textView == null) {
	            textView = (TextView) baseView.findViewById(R.id.text);
	        }
	        return textView;
	    }

	    public ImageView getImageView() {
	        if (imageView == null) {
	            imageView = (ImageView) baseView.findViewById(R.id.image);
	        }
	        return imageView;
	    }

}

ViewCache是辅助获取adapter的子元素布局

package cn.wangmeng.test;

import java.util.List;

import cn.wangmeng.test.AsyncImageLoader.ImageCallback;

import android.app.Activity;
import android.graphics.drawable.Drawable;
import android.view.LayoutInflater;
import android.view.View;
import android.view.ViewGroup;
import android.widget.ArrayAdapter;
import android.widget.ImageView;
import android.widget.ListView;
import android.widget.TextView;

public class ImageAndTextListAdapter extends ArrayAdapter<ImageAndText> {

	    private ListView listView;
	    private AsyncImageLoader asyncImageLoader;

	    public ImageAndTextListAdapter(Activity activity, List<ImageAndText> imageAndTexts, ListView listView) {
	        super(activity, 0, imageAndTexts);
	        this.listView = listView;
	        asyncImageLoader = new AsyncImageLoader();
	    }

	    public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {
	        Activity activity = (Activity) getContext();

	        // Inflate the views from XML
	        View rowView = convertView;
	        ViewCache viewCache;
	        if (rowView == null) {
	            LayoutInflater inflater = activity.getLayoutInflater();
	            rowView = inflater.inflate(R.layout.image_and_text_row, null);
	            viewCache = new ViewCache(rowView);
	            rowView.setTag(viewCache);
	        } else {
	            viewCache = (ViewCache) rowView.getTag();
	        }
	        ImageAndText imageAndText = getItem(position);

	        // Load the image and set it on the ImageView
	        String imageUrl = imageAndText.getImageUrl();
	        ImageView imageView = viewCache.getImageView();
	        imageView.setTag(imageUrl);
	        Drawable cachedImage = asyncImageLoader.loadDrawable(imageUrl, new ImageCallback() {
	            public void imageLoaded(Drawable imageDrawable, String imageUrl) {
	                ImageView imageViewByTag = (ImageView) listView.findViewWithTag(imageUrl);
	                if (imageViewByTag != null) {
	                    imageViewByTag.setImageDrawable(imageDrawable);
	                }
	            }
	        });
			if (cachedImage == null) {
				imageView.setImageResource(R.drawable.default_image);
			}else{
				imageView.setImageDrawable(cachedImage);
			}
	        // Set the text on the TextView
	        TextView textView = viewCache.getTextView();
	        textView.setText(imageAndText.getText());

	        return rowView;
	    }

}

上述代码的思路是这样的：AsyncImageLoader类里面，使用了一个HashMap<String, SoftReference<Drawable>>用来缓存，然后有一个异步下载线程，还有一个方法内部的handler，线程下载完成后，会发消息给handler，然后handler调用回调接口imageCallback的imageLoaded()方法，这个方法是在adapter里面实现的，所以也就是在主线程跟新UI了。

而ViewCache类的作用其实就是ViewHolder，ImageAndText是一个bean类。

在adapter中，使用mageView.setTag(imageUrl)为imageview提供一个唯一标识Url,所以先图片下载完成以后，imageCallback的imageLoaded()方法中，就可以调用listview的findViewWithTag(imageUrl)来找到对应的imageview,从而不用担心错误的问题，这个方法比较巧妙。

缺点是没有实现文件缓存，另外也没有解决出现多个线程下载同一张图片的问题。