简单地Android中图片的三级缓存机制

　我们不能每次加载图片的时候都让用户从网络上下载，这样不仅浪费流量又会影响用户体验，所以Android中引入了图片的缓存这一操作机制。

原理：

　　首先根据图片的网络地址在网络上下载图片，将图片先缓存到内存缓存中，缓存到强引用中 也就是LruCache中。如果强引用中空间不足，就会将较早存储的图片对象驱逐到软引用(softReference)中存储，然后将图片缓存到文件(内部存储外部存储)中；读取图片的时候，先读取内存缓存，判断强引用中是否存在图片，如果强引用中存在，则直接读取，如果强引用中不存在，则判断软引用中是否存在，如果软引用中存在，则将软引用中的图片添加到强引用中并且删除软引用中的数据，如果软引用中不存在，则读取文件存储，如果文件存储不存在，则网络加载。

　　下载： 网络--内存--文件

　　读取： 内存--强引用--软引用--文件--网络

也就是这样的一个过程，下面用一个简单地demo来演示一下图片你的三级缓存，此demo中只有一个界面，界面上一个ImageView用来显示图片，一个按钮用来点击的时候加载图片。布局如下：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    >
    <ImageView
        android:id="@+id/iv_img"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:src="@mipmap/ic_launcher"
        android:layout_centerInParent="true"/>
    <Button
        android:id="@+id/btn_download"
        android:layout_below="@+id/iv_img"
        android:layout_centerHorizontal="true"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="加载图片"/>

</RelativeLayout>

因为要从网络下载数据，还要存储到本地sd卡中，所以不要忘了为程序添加网络访问的权限、网络状态访问的权限和向外部存储设备写内容的权限：

 <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />
 <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_NETWORK_STATE" />
 <uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE" />

接着，创建一个 HttpUtils 工具类用于访问网络，代码如下：

package com.yztc.lx.cashimg;

import android.content.Context;
import android.net.ConnectivityManager;
import android.net.NetworkInfo;

import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.URL;

/**网络访问工具类
* Created by Lx on 2016/8/19.
*/

public class HttpUtils {
/**
* 判断网络连接是否通畅
* @param mContext
* @return
*/
public static boolean isNetConn(Context mContext) {
ConnectivityManager manager = (ConnectivityManager) mContext.getSystemService(Context.CONNECTIVITY_SERVICE);
NetworkInfo info = manager.getActiveNetworkInfo();
if (info != null) {
return info.isConnected();
} else {
return false;
}
}

/**
* 根据path下载网络上的数据
* @param path 路径
* @return 返回下载内容的byte数据形式
*/
public static byte[] getDateFromNet(String path) {
ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
try {
URL url = new URL(path);
HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) url.openConnection();
conn.setRequestMethod("GET");
conn.setConnectTimeout(5000);
conn.setDoInput(true);
conn.connect();
if (conn.getResponseCode()==200) {
InputStream is = conn.getInputStream();
byte b[] = new byte[1024];
int len;
while ((len=is.read(b))!=-1) {
baos.write(b, 0, len);
}
return baos.toByteArray();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
return baos.toByteArray();
}

}

还有操作外部存储的工具类：

package com.yztc.lx.cashimg;

import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.BitmapFactory;
import android.os.Environment;

import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

/**
 * Created by Lx on 2016/8/20.
 */

public class ExternalStorageUtils {
    /**
     * 将传递过来的图片byte数组存储到sd卡中
     * @param imgName  图片的名字
     * @param buff  byte数组
     * @return  返回是否存储成功
     */
    public static boolean storeToSDRoot(String imgName, byte buff[]) {
        boolean b = false;
        String basePath = Environment.getExternalStorageDirectory().getAbsolutePath();
        File file = new File(basePath, imgName);
        try {
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);
            fos.write(buff);
            fos.close();
            b = true;
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return b;
    }

    /**
     * 从本地内存中根据图片名字获取图片
     * @param imgName  图片名字
     * @return  返回图片的Bitmap格式
     */
    public static Bitmap getImgFromSDRoot(String imgName) {
        Bitmap bitmap = null;
        String basePath = Environment.getExternalStorageDirectory().getAbsolutePath();
        File file = new File(basePath, imgName);
        try {
            FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
            ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
            byte b[] = new byte[1024];
            int len;
            while ((len = fis.read(b)) != -1) {
                baos.write(b, 0, len);
            }
            byte buff[] = baos.toByteArray();
            if (buff != null && buff.length != 0) {
                bitmap = BitmapFactory.decodeByteArray(buff, 0, buff.length);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return bitmap;
    }


}

本例中将图片默认存在了sd卡根目录中。

　　然后是最主要的主函数了：

package com.yztc.lx.cashimg;

import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.BitmapFactory;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.Message;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.util.Log;
import android.util.LruCache;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.ImageView;
import android.widget.Toast;

import java.lang.ref.SoftReference;
import java.util.LinkedHashMap;

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener {

    private Button btn_download;
    private ImageView iv_img;
    private MyLruCache myLruCache;
    private LinkedHashMap<String, SoftReference<Bitmap>> cashMap = new LinkedHashMap<>();
    private static final String TAG = "MainActivity";
    private String imgPath = "http://www.3dmgame.com/UploadFiles/201212/Medium_20121217143424221.jpg";
    private Handler handler = new Handler() {
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            Bitmap bitmap = (Bitmap) msg.obj;
            iv_img.setImageBitmap(bitmap);
            Toast.makeText(MainActivity.this, "从网络上下载图片", Toast.LENGTH_SHORT).show();
        }
    };

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        initView();
        int totalMemory = (int) Runtime.getRuntime().maxMemory();
        int size = totalMemory / 8;
        myLruCache = new MyLruCache(size);
        btn_download.setOnClickListener(this);
    }

    private void initView() {
        btn_download = (Button) findViewById(R.id.btn_download);
        iv_img = (ImageView) findViewById(R.id.iv_img);
    }

    @Override
    public void onClick(View v) {
        Bitmap b = getImgCache();
        if (b != null) {
            iv_img.setImageBitmap(b);
        } else {
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    if (HttpUtils.isNetConn(MainActivity.this)) {
                        byte b[] = HttpUtils.getDateFromNet(imgPath);
                        if (b != null && b.length != 0) {
                            Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeByteArray(b, 0, b.length);
                            Message msg = Message.obtain();
                            msg.obj = bitmap;
                            handler.sendMessage(msg);
                            myLruCache.put(imgPath, bitmap);
                            Log.d(TAG, "run: " + "缓存到强引用中成功");
                            boolean bl = ExternalStorageUtils.storeToSDRoot("haha.jpg", b);
                            if (bl) {
                                Log.d(TAG, "run: " + "缓存到本地内存成功");
                            } else {
                                Log.d(TAG, "run: " + "缓存到本地内存失败");
                            }
                        } else {
                            Toast.makeText(MainActivity.this, "下载失败！", Toast.LENGTH_SHORT).show();
                        }

                    } else {
                        Toast.makeText(MainActivity.this, "请检查你的网络！", Toast.LENGTH_SHORT).show();
                    }
                }
            }).start();
        }
    }

    /**
     * 从缓存中获取图片
     *
     * @return 返回获取到的Bitmap
     */
    public Bitmap getImgCache() {
        Bitmap bitmap = myLruCache.get(imgPath);
        if (bitmap != null) {
            Log.d(TAG, "getImgCache: " + "从LruCache获取图片");
        } else {
            SoftReference<Bitmap> sr = cashMap.get(imgPath);
            if (sr != null) {
                bitmap = sr.get();
                myLruCache.put(imgPath, bitmap);
                cashMap.remove(imgPath);
                Log.d(TAG, "getImgCache: " + "从软引用获取图片");
            } else {
                bitmap = ExternalStorageUtils.getImgFromSDRoot("haha.jpg");
                Log.d(TAG, "getImgCache: " + "从外部存储获取图片");
            }
        }
        return bitmap;
    }

    /**
     * 自定义一个方法继承系统的LruCache方法
     */
    public class MyLruCache extends LruCache<String, Bitmap> {

        /**
         * 必须重写的构造函数，定义强引用缓存区的大小
         * @param maxSize for caches that do not override {@link #sizeOf}, this is
         *                the maximum number of entries in the cache. For all other caches,
         *                this is the maximum sum of the sizes of the entries in this cache.
         */
        public MyLruCache(int maxSize) {
            super(maxSize);
        }

        //返回每个图片的大小
        @Override
        protected int sizeOf(String key, Bitmap value) {
            //获取当前变量每行的字节数和行高度（基本是固定写法，记不住给我背！）
            return value.getRowBytes() * value.getHeight();
        }

        /**
         * 当LruCache中的数据被驱逐或是移除时回调的函数
         *
         * @param evicted  当LruCache中的数据被驱逐用来给新的value倒出空间的时候变化
         * @param key  用来标示对象的键，一般put的时候传入图片的url地址
         * @param oldValue 之前存储的旧的对象
         * @param newValue 存储的新的对象
         */
        @Override
        protected void entryRemoved(boolean evicted, String key, Bitmap oldValue, Bitmap newValue) {
            if (evicted) {
                /**
                 * 将旧的值存到软引用中，因为强引用中可能有多个值被驱逐，
                 * 所以创建一个LinkedHashMap<String, SoftReference<Bitmap>>来存储软引用
                 * 基本也是固定写法
                 */
                SoftReference<Bitmap> softReference = new SoftReference<Bitmap>(oldValue);
                cashMap.put(key, softReference);
            }
        }
    }
}

基本的思路都在代码注释中写的很详细了，主要就是要自定义一个类，来继承系统的LruCache，实现其中的两个主要的方法sizeOf()和entryRemoved()，还有就是必须重写它的构造函数。