Android缓存学习入门

本文主要包括以下内容

  1. 利用LruCache实现内存缓存
  2. 利用DiskLruCache实现磁盘缓存
  3. LruCache与DiskLruCache结合实例
  4. 利用了缓存机制的瀑布流实例

内存缓存的实现

public class PhotoWallAdapter extends ArrayAdapter<String> implements OnScrollListener {/*** 记录所有正在下载或等待下载的任务。*/private Set<BitmapWorkerTask> taskCollection;/*** 图片缓存技术的核心类，用于缓存所有下载好的图片，在程序内存达到设定值时会将最少最近使用的图片移除掉。*/private LruCache<String, Bitmap> mMemoryCache;/*** GridView的实例*/private GridView mPhotoWall;/*** 第一张可见图片的下标*/private int mFirstVisibleItem;/*** 一屏有多少张图片可见*/private int mVisibleItemCount;/*** 记录是否刚打开程序，用于解决进入程序不滚动屏幕，不会下载图片的问题。*/private boolean isFirstEnter = true;public PhotoWallAdapter(Context context, int textViewResourceId, String[] objects,GridView photoWall) {super(context, textViewResourceId, objects);mPhotoWall = photoWall;taskCollection = new HashSet<BitmapWorkerTask>();// 获取应用程序最大可用内存int maxMemory = (int) Runtime.getRuntime().maxMemory();int cacheSize = maxMemory / 8;// 设置图片缓存大小为程序最大可用内存的1/8mMemoryCache = new LruCache<String, Bitmap>(cacheSize) {@Overrideprotected int sizeOf(String key, Bitmap bitmap) {return bitmap.getByteCount();}};mPhotoWall.setOnScrollListener(this);}@Overridepublic View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {final String url = getItem(position);View view;if (convertView == null) {view = LayoutInflater.from(getContext()).inflate(R.layout.photo_layout, null);} else {view = convertView;}final ImageView photo = (ImageView) view.findViewById(R.id.photo);// 给ImageView设置一个Tag，保证异步加载图片时不会乱序photo.setTag(url);setImageView(url, photo);return view;}/*** 给ImageView设置图片。首先从LruCache中取出图片的缓存，设置到ImageView上。如果LruCache中没有该图片的缓存，* 就给ImageView设置一张默认图片。* * @param imageUrl*            图片的URL地址，用于作为LruCache的键。* @param imageView*            用于显示图片的控件。*/private void setImageView(String imageUrl, ImageView imageView) {Bitmap bitmap = getBitmapFromMemoryCache(imageUrl);if (bitmap != null) {imageView.setImageBitmap(bitmap);} else {imageView.setImageResource(R.drawable.empty_photo);}}/*** 将一张图片存储到LruCache中。* * @param key*            LruCache的键，这里传入图片的URL地址。* @param bitmap*            LruCache的键，这里传入从网络上下载的Bitmap对象。*/public void addBitmapToMemoryCache(String key, Bitmap bitmap) {if (getBitmapFromMemoryCache(key) == null) {mMemoryCache.put(key, bitmap);}}/*** 从LruCache中获取一张图片，如果不存在就返回null。* * @param key*            LruCache的键，这里传入图片的URL地址。* @return 对应传入键的Bitmap对象，或者null。*/public Bitmap getBitmapFromMemoryCache(String key) {return mMemoryCache.get(key);}@Overridepublic void onScrollStateChanged(AbsListView view, int scrollState) {// 仅当GridView静止时才去下载图片，GridView滑动时取消所有正在下载的任务if (scrollState == SCROLL_STATE_IDLE) {loadBitmaps(mFirstVisibleItem, mVisibleItemCount);} else {cancelAllTasks();}}@Overridepublic void onScroll(AbsListView view, int firstVisibleItem, int visibleItemCount,int totalItemCount) {mFirstVisibleItem = firstVisibleItem;mVisibleItemCount = visibleItemCount;// 下载的任务应该由onScrollStateChanged里调用，但首次进入程序时onScrollStateChanged并不会调用，// 因此在这里为首次进入程序开启下载任务。if (isFirstEnter && visibleItemCount > 0) {loadBitmaps(firstVisibleItem, visibleItemCount);isFirstEnter = false;}}/*** 加载Bitmap对象。此方法会在LruCache中检查所有屏幕中可见的ImageView的Bitmap对象，* 如果发现任何一个ImageView的Bitmap对象不在缓存中，就会开启异步线程去下载图片。* * @param firstVisibleItem*            第一个可见的ImageView的下标* @param visibleItemCount*            屏幕中总共可见的元素数*/private void loadBitmaps(int firstVisibleItem, int visibleItemCount) {try {for (int i = firstVisibleItem; i < firstVisibleItem + visibleItemCount; i++) {String imageUrl = Images.imageThumbUrls[i];Bitmap bitmap = getBitmapFromMemoryCache(imageUrl);if (bitmap == null) {BitmapWorkerTask task = new BitmapWorkerTask();taskCollection.add(task);task.execute(imageUrl);} else {ImageView imageView = (ImageView) mPhotoWall.findViewWithTag(imageUrl);if (imageView != null && bitmap != null) {imageView.setImageBitmap(bitmap);}}}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}/*** 取消所有正在下载或等待下载的任务。*/public void cancelAllTasks() {if (taskCollection != null) {for (BitmapWorkerTask task : taskCollection) {task.cancel(false);}}}/*** 异步下载图片的任务。* * @author guolin*/class BitmapWorkerTask extends AsyncTask<String, Void, Bitmap> {/*** 图片的URL地址*/private String imageUrl;@Overrideprotected Bitmap doInBackground(String... params) {imageUrl = params[0];// 在后台开始下载图片Bitmap bitmap = downloadBitmap(params[0]);if (bitmap != null) {// 图片下载完成后缓存到LrcCache中addBitmapToMemoryCache(params[0], bitmap);}return bitmap;}@Overrideprotected void onPostExecute(Bitmap bitmap) {super.onPostExecute(bitmap);// 根据Tag找到相应的ImageView控件，将下载好的图片显示出来。ImageView imageView = (ImageView) mPhotoWall.findViewWithTag(imageUrl);if (imageView != null && bitmap != null) {imageView.setImageBitmap(bitmap);}taskCollection.remove(this);}/*** 建立HTTP请求，并获取Bitmap对象。* * @param imageUrl*            图片的URL地址* @return 解析后的Bitmap对象*/private Bitmap downloadBitmap(String imageUrl) {Bitmap bitmap = null;HttpURLConnection con = null;try {URL url = new URL(imageUrl);con = (HttpURLConnection) url.openConnection();con.setConnectTimeout(5 * 1000);con.setReadTimeout(10 * 1000);bitmap = BitmapFactory.decodeStream(con.getInputStream());} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {if (con != null) {con.disconnect();}}return bitmap;}}}

PhotoWallAdapter是整个照片墙程序中最关键的一个类了，这里我来重点给大家讲解一下。首先在PhotoWallAdapter的构造函数中，我们初始化了LruCache类，并设置了最大缓存容量为程序最大可用内存的1/8，接下来又为GridView注册了一个滚动监听器。然后在getView()方法中，我们为每个ImageView设置了一个唯一的Tag，这个Tag的作用是为了后面能够准确地找回这个ImageView，不然异步加载图片会出现乱序的情况。之后调用了setImageView()方法为ImageView设置一张图片，这个方法首先会从LruCache缓存中查找是否已经缓存了这张图片，如果成功找到则将缓存中的图片显示在ImageView上，否则就显示一张默认的空图片。
看了半天，那到底是在哪里下载图片的呢？这是在GridView的滚动监听器中进行的，在onScrollStateChanged()方法中，我们对GridView的滚动状态进行了判断，如果当前GridView是静止的，则调用loadBitmaps()方法去下载图片，如果GridView正在滚动，则取消掉所有下载任务，这样可以保证GridView滚动的流畅性。在loadBitmaps()方法中，我们为屏幕上所有可见的GridView子元素开启了一个线程去执行下载任务，下载成功后将图片存储到LruCache当中，然后通过Tag找到相应的ImageView控件，把下载好的图片显示出来。
由于我们使用了LruCache来缓存图片，所以不需要担心内存溢出的情况，当LruCache中存储图片的总大小达到容量上限的时候，会自动把最近最少使用的图片从缓存中移除。

硬盘缓存实现

主要包括以下几步

1、 下载DiskLruCache的源码。下载好了源码之后，只需要在项目中新建一个libcore.io包，然后将DiskLruCache.java文件复制到这个包中即可。

2、 打开缓存 

DiskLruCache mDiskLruCache = null;
try {File cacheDir = getDiskCacheDir(context, "bitmap");if (!cacheDir.exists()) {cacheDir.mkdirs();}mDiskLruCache = DiskLruCache.open(cacheDir, getAppVersion(context), 1, 10 * 1024 * 1024);
} catch (IOException e) {e.printStackTrace();
}

3、写入缓存 

new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {try {String imageUrl = "https://img-my.csdn.net/uploads/201309/01/1378037235_7476.jpg";String key = hashKeyForDisk(imageUrl);DiskLruCache.Editor editor = mDiskLruCache.edit(key);if (editor != null) {OutputStream outputStream = editor.newOutputStream(0);if (downloadUrlToStream(imageUrl, outputStream)) {editor.commit();} else {editor.abort();}}mDiskLruCache.flush();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}).start();private boolean downloadUrlToStream(String urlString, OutputStream outputStream) {HttpURLConnection urlConnection = null;BufferedOutputStream out = null;BufferedInputStream in = null;try {final URL url = new URL(urlString);urlConnection = (HttpURLConnection) url.openConnection();in = new BufferedInputStream(urlConnection.getInputStream(), 8 * 1024);out = new BufferedOutputStream(outputStream, 8 * 1024);int b;while ((b = in.read()) != -1) {out.write(b);}return true;} catch (final IOException e) {e.printStackTrace();} finally {if (urlConnection != null) {urlConnection.disconnect();}try {if (out != null) {out.close();}if (in != null) {in.close();}} catch (final IOException e) {e.printStackTrace();}}return false;
}

4、读取缓存

try {String imageUrl = "https://img-my.csdn.net/uploads/201309/01/1378037235_7476.jpg";String key = hashKeyForDisk(imageUrl);DiskLruCache.Snapshot snapShot = mDiskLruCache.get(key);if (snapShot != null) {InputStream is = snapShot.getInputStream(0);Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(is);mImage.setImageBitmap(bitmap);}
} catch (IOException e) {e.printStackTrace();
}
  1. 移除缓存
try {String imageUrl = "https://img-my.csdn.net/uploads/201309/01/1378037235_7476.jpg";  String key = hashKeyForDisk(imageUrl);  mDiskLruCache.remove(key);
} catch (IOException e) {e.printStackTrace();
}

LruCache与DiskLruCache结合实例

public class PhotoWallAdapter extends ArrayAdapter<String> {/*** 记录所有正在下载或等待下载的任务。*/private Set<BitmapWorkerTask> taskCollection;/*** 图片缓存技术的核心类，用于缓存所有下载好的图片，在程序内存达到设定值时会将最少最近使用的图片移除掉。*/private LruCache<String, Bitmap> mMemoryCache;/*** 图片硬盘缓存核心类。*/private DiskLruCache mDiskLruCache;/*** GridView的实例*/private GridView mPhotoWall;/*** 记录每个子项的高度。*/private int mItemHeight = 0;public PhotoWallAdapter(Context context, int textViewResourceId, String[] objects,GridView photoWall) {super(context, textViewResourceId, objects);mPhotoWall = photoWall;taskCollection = new HashSet<BitmapWorkerTask>();// 获取应用程序最大可用内存int maxMemory = (int) Runtime.getRuntime().maxMemory();int cacheSize = maxMemory / 8;// 设置图片缓存大小为程序最大可用内存的1/8mMemoryCache = new LruCache<String, Bitmap>(cacheSize) {@Overrideprotected int sizeOf(String key, Bitmap bitmap) {return bitmap.getByteCount();}};try {// 获取图片缓存路径File cacheDir = getDiskCacheDir(context, "thumb");if (!cacheDir.exists()) {cacheDir.mkdirs();}// 创建DiskLruCache实例，初始化缓存数据mDiskLruCache = DiskLruCache.open(cacheDir, getAppVersion(context), 1, 10 * 1024 * 1024);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}@Overridepublic View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {final String url = getItem(position);View view;if (convertView == null) {view = LayoutInflater.from(getContext()).inflate(R.layout.photo_layout, null);} else {view = convertView;}final ImageView imageView = (ImageView) view.findViewById(R.id.photo);if (imageView.getLayoutParams().height != mItemHeight) {imageView.getLayoutParams().height = mItemHeight;}// 给ImageView设置一个Tag，保证异步加载图片时不会乱序imageView.setTag(url);imageView.setImageResource(R.drawable.empty_photo);loadBitmaps(imageView, url);return view;}/*** 将一张图片存储到LruCache中。* * @param key*            LruCache的键，这里传入图片的URL地址。* @param bitmap*            LruCache的键，这里传入从网络上下载的Bitmap对象。*/public void addBitmapToMemoryCache(String key, Bitmap bitmap) {if (getBitmapFromMemoryCache(key) == null) {mMemoryCache.put(key, bitmap);}}/*** 从LruCache中获取一张图片，如果不存在就返回null。* * @param key*            LruCache的键，这里传入图片的URL地址。* @return 对应传入键的Bitmap对象，或者null。*/public Bitmap getBitmapFromMemoryCache(String key) {return mMemoryCache.get(key);}/*** 加载Bitmap对象。此方法会在LruCache中检查所有屏幕中可见的ImageView的Bitmap对象，* 如果发现任何一个ImageView的Bitmap对象不在缓存中，就会开启异步线程去下载图片。*/public void loadBitmaps(ImageView imageView, String imageUrl) {try {Bitmap bitmap = getBitmapFromMemoryCache(imageUrl);if (bitmap == null) {BitmapWorkerTask task = new BitmapWorkerTask();taskCollection.add(task);task.execute(imageUrl);} else {if (imageView != null && bitmap != null) {imageView.setImageBitmap(bitmap);}}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}/*** 取消所有正在下载或等待下载的任务。*/public void cancelAllTasks() {if (taskCollection != null) {for (BitmapWorkerTask task : taskCollection) {task.cancel(false);}}}/*** 根据传入的uniqueName获取硬盘缓存的路径地址。*/public File getDiskCacheDir(Context context, String uniqueName) {String cachePath;if (Environment.MEDIA_MOUNTED.equals(Environment.getExternalStorageState())|| !Environment.isExternalStorageRemovable()) {cachePath = context.getExternalCacheDir().getPath();} else {cachePath = context.getCacheDir().getPath();}return new File(cachePath + File.separator + uniqueName);}/*** 获取当前应用程序的版本号。*/public int getAppVersion(Context context) {try {PackageInfo info = context.getPackageManager().getPackageInfo(context.getPackageName(),0);return info.versionCode;} catch (NameNotFoundException e) {e.printStackTrace();}return 1;}/*** 设置item子项的高度。*/public void setItemHeight(int height) {if (height == mItemHeight) {return;}mItemHeight = height;notifyDataSetChanged();}/*** 使用MD5算法对传入的key进行加密并返回。*/public String hashKeyForDisk(String key) {String cacheKey;try {final MessageDigest mDigest = MessageDigest.getInstance("MD5");mDigest.update(key.getBytes());cacheKey = bytesToHexString(mDigest.digest());} catch (NoSuchAlgorithmException e) {cacheKey = String.valueOf(key.hashCode());}return cacheKey;}/*** 将缓存记录同步到journal文件中。*/public void fluchCache() {if (mDiskLruCache != null) {try {mDiskLruCache.flush();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}private String bytesToHexString(byte[] bytes) {StringBuilder sb = new StringBuilder();for (int i = 0; i < bytes.length; i++) {String hex = Integer.toHexString(0xFF & bytes[i]);if (hex.length() == 1) {sb.append('0');}sb.append(hex);}return sb.toString();}/*** 异步下载图片的任务。* * @author guolin*/class BitmapWorkerTask extends AsyncTask<String, Void, Bitmap> {/*** 图片的URL地址*/private String imageUrl;@Overrideprotected Bitmap doInBackground(String... params) {imageUrl = params[0];FileDescriptor fileDescriptor = null;FileInputStream fileInputStream = null;Snapshot snapShot = null;try {// 生成图片URL对应的keyfinal String key = hashKeyForDisk(imageUrl);// 查找key对应的缓存snapShot = mDiskLruCache.get(key);if (snapShot == null) {// 如果没有找到对应的缓存，则准备从网络上请求数据，并写入缓存DiskLruCache.Editor editor = mDiskLruCache.edit(key);if (editor != null) {OutputStream outputStream = editor.newOutputStream(0);if (downloadUrlToStream(imageUrl, outputStream)) {editor.commit();} else {editor.abort();}}// 缓存被写入后，再次查找key对应的缓存snapShot = mDiskLruCache.get(key);}if (snapShot != null) {fileInputStream = (FileInputStream) snapShot.getInputStream(0);fileDescriptor = fileInputStream.getFD();}// 将缓存数据解析成Bitmap对象Bitmap bitmap = null;if (fileDescriptor != null) {bitmap = BitmapFactory.decodeFileDescriptor(fileDescriptor);}if (bitmap != null) {// 将Bitmap对象添加到内存缓存当中addBitmapToMemoryCache(params[0], bitmap);}return bitmap;} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {if (fileDescriptor == null && fileInputStream != null) {try {fileInputStream.close();} catch (IOException e) {}}}return null;}@Overrideprotected void onPostExecute(Bitmap bitmap) {super.onPostExecute(bitmap);// 根据Tag找到相应的ImageView控件，将下载好的图片显示出来。ImageView imageView = (ImageView) mPhotoWall.findViewWithTag(imageUrl);if (imageView != null && bitmap != null) {imageView.setImageBitmap(bitmap);}taskCollection.remove(this);}/*** 建立HTTP请求，并获取Bitmap对象。* * @param imageUrl*            图片的URL地址* @return 解析后的Bitmap对象*/private boolean downloadUrlToStream(String urlString, OutputStream outputStream) {HttpURLConnection urlConnection = null;BufferedOutputStream out = null;BufferedInputStream in = null;try {final URL url = new URL(urlString);urlConnection = (HttpURLConnection) url.openConnection();in = new BufferedInputStream(urlConnection.getInputStream(), 8 * 1024);out = new BufferedOutputStream(outputStream, 8 * 1024);int b;while ((b = in.read()) != -1) {out.write(b);}return true;} catch (final IOException e) {e.printStackTrace();} finally {if (urlConnection != null) {urlConnection.disconnect();}try {if (out != null) {out.close();}if (in != null) {in.close();}} catch (final IOException e) {e.printStackTrace();}}return false;}}}

代码有点长，我们一点点进行分析。首先在PhotoWallAdapter的构造函数中，我们初始化了LruCache类，并设置了内存缓存容量为程序最大可用内存的1/8，紧接着调用了DiskLruCache的open()方法来创建实例，并设置了硬盘缓存容量为10M，这样我们就把LruCache和DiskLruCache的初始化工作完成了。
接着在getView()方法中，我们为每个ImageView设置了一个唯一的Tag，这个Tag的作用是为了后面能够准确地找回这个ImageView，不然异步加载图片会出现乱序的情况。然后在getView()方法的最后调用了loadBitmaps()方法，加载图片的具体逻辑也就是在这里执行的了。

进入到loadBitmaps()方法中可以看到，实现是调用了getBitmapFromMemoryCache()方法来从内存中获取缓存，如果获取到了则直接调用ImageView的setImageBitmap()方法将图片显示到界面上。如果内存中没有获取到，则开启一个BitmapWorkerTask任务来去异步加载图片。
那么在BitmapWorkerTask的doInBackground()方法中，我们就灵活运用了上篇文章中学习的DiskLruCache的各种用法。首先根据图片的URL生成对应的MD5 key，然后调用DiskLruCache的get()方法来获取硬盘缓存，如果没有获取到的话则从网络上请求图片并写入硬盘缓存，接着将Bitmap对象解析出来并添加到内存缓存当中，最后将这个Bitmap对象显示到界面上，这样一个完整的流程就执行完了。
那么我们再来分析一下上述流程，每次加载图片的时候都优先去内存缓存当中读取，当读取不到的时候则回去硬盘缓存中读取，而如果硬盘缓存仍然读取不到的话，就从网络上请求原始数据。不管是从硬盘缓存还是从网络获取，读取到了数据之后都应该添加到内存缓存当中，这样的话我们下次再去读取图片的时候就能迅速从内存当中读取到，而如果该图片从内存中被移除了的话，那就重复再执行一遍上述流程就可以了。
这样我们就把LruCache和DiskLruCache完美结合到一起了。

效果如下

瀑布流效果

源码下载

内存缓存

内存与硬盘结合

瀑布流

参考链接

Android照片墙应用实现，再多的图片也不怕崩溃 - 郭霖的专栏 - 博客频道 - CSDN.NET

Android DiskLruCache完全解析，硬盘缓存的最佳方案 - 郭霖的专栏 - 博客频道 - CSDN.NET

Android照片墙完整版，完美结合LruCache和DiskLruCache - 郭霖的专栏 - 博客频道 - CSDN.NET

Android瀑布流照片墙实现，体验不规则排列的美感 - 郭霖的专栏 - 博客频道 - CSDN.NET

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