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LruCache 图片浏览器内存缓存

LruCache 图片浏览器内存缓存

基于android.util.LruCache实现的图片浏览器内存缓存,主要特点:

  • 容量可控:默认上限8MB,按Bitmap实际占用字节数计量。
  • LRU 淘汰:缓存总量超过上限时,自动移除最久未被访问的图片。
  • 安全回收:被淘汰的图片不直接recycle(),而是由 GC 在无人引用后释放,避免误回收仍显示在ImageView上的图片。
  • 单张限制:支持设置单张图片最大字节数,防止单张大图占满整个缓存。
  • 两级缓存:可配合DiskLruCache实现内存 + 磁盘二级缓存。

完整代码

packagecom.example.imagebrowser.cache;importandroid.graphics.Bitmap;importandroid.util.LruCache;/** * 图片浏览器内存缓存。 * * <p>基于 {@link LruCache} 实现,按 Bitmap 实际字节数计量容量。 * 默认上限 8MB,支持自定义缓存容量和单张图片大小上限。 * 超过容量时按 LRU 策略淘汰旧图,但不主动 {@link Bitmap#recycle()}, * 由 GC 在 Bitmap 无人引用后回收像素内存,防止误回收仍显示在 ImageView 上的图片。</p> */publicclassImageMemoryCache{/** * 缓存容量上限:8MB。 * 单位必须与 sizeOf() 的返回值保持一致(字节),否则容量控制会失准。 */privatestaticfinalintMAX_CACHE_BYTES=8*1024*1024;/** * 动态容量系数:取应用最大可用堆内存的 1/8。 * 默认值 8MB 较小,适合对内存占用敏感;动态值适合大图浏览场景。 */privatestaticfinalintDYNAMIC_MEMORY_FRACTION=8;/** * 单张图片大小上限:默认与缓存容量相同。 * 超过此大小的图片不会存入缓存,避免一张图把整个缓存撑爆。 */privatestaticfinalintMAX_BITMAP_BYTES=MAX_CACHE_BYTES;privatefinalLruCache<String,Bitmap>mLruCache;privatefinalintmMaxBitmapBytes;/** 默认构造:使用固定 8MB 容量,单张上限 8MB。 */publicImageMemoryCache(){this(MAX_CACHE_BYTES,MAX_BITMAP_BYTES);}/** * 指定缓存容量的构造方法。 * 传入字节数即可,例如传入 (int)(Runtime.getRuntime().maxMemory() / 8)。 * 单张图片上限默认与缓存容量相同。 */publicImageMemoryCache(intmaxCacheBytes){this(maxCacheBytes,maxCacheBytes);}/** * 同时指定缓存容量和单张图片上限的构造方法。 * maxBitmapBytes 用于拦截过大的 Bitmap,防止单张图把缓存占满。 */publicImageMemoryCache(intmaxCacheBytes,intmaxBitmapBytes){this.mMaxBitmapBytes=maxBitmapBytes;mLruCache=newLruCache<String,Bitmap>(maxCacheBytes){/** 以 Bitmap 实际占用的字节数作为一条缓存的大小。 */@OverrideprotectedintsizeOf(Stringkey,Bitmapvalue){// 返回单个 Bitmap 占用的字节数,这样 LruCache 才知道当前缓存总大小returnvalue.getByteCount();}/** * 某条缓存被移除时回调。 * 不在内部调用 recycle(),避免被淘汰时图片仍挂在 ImageView 上导致崩溃。 * 移除后 Bitmap 只剩外部引用(如 ImageView),当 ImageView 切换图片后由 GC 回收。 */@OverrideprotectedvoidentryRemoved(booleanevicted,Stringkey,BitmapoldValue,BitmapnewValue){// 安全提示:不要在这里 recycle(),因为无法确定 oldValue 是否还在被显示。// 若确实需要立刻释放 native 内存,请使用引用计数方案(见文末)。}};}/** 存入一张图片。key 建议使用图片唯一标识(如 URL 或文件路径)。 */publicvoidput(Stringkey,Bitmapbitmap){// 防御空指针,避免 null 进入缓存导致后续 get/remove 异常if(key==null||bitmap==null){return;}// 单张图片大小限制:超过上限的不入缓存,避免一张图把缓存撑爆if(bitmap.getByteCount()>mMaxBitmapBytes){return;}mLruCache.put(key,bitmap);}/** 单张图片大小上限(字节)。 */publicintmaxBitmapSizeInBytes(){returnmMaxBitmapBytes;}/** 取出一张图片,命中会将其标记为“最近使用”;未命中返回 null。 */publicBitmapget(Stringkey){if(key==null){returnnull;}Bitmapbitmap=mLruCache.get(key);// 防御:极端情况下取到已被回收的图片,按未命中处理并移除脏数据if(bitmap!=null&&bitmap.isRecycled()){mLruCache.remove(key);returnnull;}returnbitmap;}/** * 主动移除一张图片。此时回调的 evicted 为 false,不在缓存内部回收, * 由调用方确认真无引用后再决定是否 recycle。 */publicBitmapremove(Stringkey){if(key==null){returnnull;}returnmLruCache.remove(key);}/** 清空缓存。通常用于系统内存吃紧(onTrimMemory)或页面销毁时。 */publicvoidclear(){mLruCache.evictAll();}/** 当前缓存占用的字节数。 */publicintsizeInBytes(){returnmLruCache.size();}/** 缓存容量上限(字节)。 */publicintmaxSizeInBytes(){returnmLruCache.maxSize();}/** 命中次数,可用于观察缓存效果。 */publicinthitCount(){returnmLruCache.hitCount();}/** 未命中次数,可用于观察缓存效果。 */publicintmissCount(){returnmLruCache.missCount();}}

在图片浏览器里怎么接

// 使用动态容量:取应用最大堆内存的 1/8 作为缓存上限// 如需固定 8MB,可改用 new ImageMemoryCache()// 第三个参数可限制单张图片大小,例如 4MB,超过则不入缓存privatefinalImageMemoryCachemImageCache=newImageMemoryCache((int)(Runtime.getRuntime().maxMemory()/8),4*1024*1024);privatevoidloadImage(ImageViewiv,Stringurl){// 1) 先查内存缓存Bitmapcached=mImageCache.get(url);if(cached!=null){// 命中:直接设置,避免重复解码和 I/Oiv.setImageBitmap(cached);return;}// 2) 未命中再解码(务必先按显示尺寸 inSampleSize 采样,别把原图塞进来)// 例如 ImageView 为 300×300,原图为 4000×3000,应按 inSampleSize=4 或 8 解码,// 否则单张图可能超过 maxBitmapBytes,put() 直接拒绝入缓存。Bitmapbitmap=decodeSampledBitmap(url,iv.getWidth(),iv.getHeight());if(bitmap!=null){mImageCache.put(url,bitmap);// 3) 存入缓存,超容量自动淘汰旧图iv.setImageBitmap(bitmap);}}@OverridepublicvoidonTrimMemory(intlevel){if(level>=TRIM_MEMORY_MODERATE){// 内存吃紧时整体释放,让系统有更多可用内存;// TRIM_MEMORY_MODERATE 表示系统内存已偏低,可清理非必要缓存mImageCache.clear();}}

单张图片大小限制

新增maxBitmapBytes参数,限制单张图片能进入缓存的最大字节数。超过上限的图片会被put()直接拒绝,防止一张超大图把整个缓存占满,导致其他图片频繁被淘汰。

// 缓存上限 8MB,单张图片超过 4MB 就不入缓存ImageMemoryCachecache=newImageMemoryCache(8*1024*1024,4*1024*1024);

磁盘缓存:DiskLruCache

内存缓存进程杀掉就清空,图片浏览器通常还需要磁盘缓存做二级兜底。流程是:

ImageView 需要图片 ↓ 查内存缓存 → 命中直接显示 ↓ 未命中 查磁盘缓存 → 命中解码后写入内存缓存,再显示 ↓ 未命中 从网络/文件加载 → 解码 → 写入内存缓存 + 磁盘缓存 → 显示

Gradle 依赖

implementation'com.jakewharton:disklrucache:2.0.2'

磁盘缓存封装

packagecom.example.imagebrowser.cache;importandroid.content.Context;importcom.jakewharton.disklrucache.DiskLruCache;importjava.io.File;importjava.io.IOException;importjava.io.InputStream;importjava.io.OutputStream;importjava.security.MessageDigest;importjava.security.NoSuchAlgorithmException;/** * 图片磁盘缓存。 * * <p>保存图片原始字节(如 JPEG/PNG),容量固定 50MB。key 必须是 URL 的文件名安全版本, * 所以内部会对 URL 做 MD5 哈希。</p> */publicclassImageDiskCache{privatestaticfinalintMAX_DISK_CACHE_SIZE=50*1024*1024;// 50MBprivatestaticfinalintVALUE_COUNT=1;privatestaticfinalintAPP_VERSION=1;privatefinalDiskLruCachemDiskLruCache;publicImageDiskCache(Contextcontext)throwsIOException{FilecacheDir=newFile(context.getCacheDir(),"image_disk_cache");mDiskLruCache=DiskLruCache.open(cacheDir,APP_VERSION,VALUE_COUNT,MAX_DISK_CACHE_SIZE);}/** 从磁盘读取图片原始数据。 */publicInputStreamget(Stringkey){try{DiskLruCache.Snapshotsnapshot=mDiskLruCache.get(hashKey(key));if(snapshot!=null){returnsnapshot.getInputStream(0);}}catch(IOExceptione){e.printStackTrace();}returnnull;}/** 把图片原始数据写入磁盘。 */publicvoidput(Stringkey,InputStreaminputStream){Stringhash=hashKey(key);try{DiskLruCache.Editoreditor=mDiskLruCache.edit(hash);if(editor==null){return;}OutputStreamout=editor.newOutputStream(0);byte[]buffer=newbyte[8192];intlen;while((len=inputStream.read(buffer))!=-1){out.write(buffer,0,len);}out.flush();out.close();inputStream.close();editor.commit();}catch(IOExceptione){e.printStackTrace();try{mDiskLruCache.remove(hash);}catch(IOExceptionignored){}}}/** 清空磁盘缓存。 */publicvoidclear(){try{mDiskLruCache.delete();}catch(IOExceptione){e.printStackTrace();}}privateStringhashKey(Stringkey){try{MessageDigestmd=MessageDigest.getInstance("MD5");byte[]digest=md.digest(key.getBytes());StringBuildersb=newStringBuilder();for(byteb:digest){sb.append(String.format("%02x",b));}returnsb.toString();}catch(NoSuchAlgorithmExceptione){returnString.valueOf(key.hashCode());}}}

两级缓存一起用

privatefinalImageMemoryCachemMemoryCache=newImageMemoryCache((int)(Runtime.getRuntime().maxMemory()/8),4*1024*1024);privateImageDiskCachemDiskCache;@OverrideprotectedvoidonCreate(BundlesavedInstanceState){super.onCreate(savedInstanceState);try{mDiskCache=newImageDiskCache(this);}catch(IOExceptione){e.printStackTrace();}}privatevoidloadImage(ImageViewiv,Stringurl){// 1) 内存缓存Bitmapcached=mMemoryCache.get(url);if(cached!=null){iv.setImageBitmap(cached);return;}// 2) 磁盘缓存 → 解码 → 回写内存if(mDiskCache!=null){InputStreamis=mDiskCache.get(url);if(is!=null){Bitmapbitmap=decodeSampledBitmap(is,iv.getWidth(),iv.getHeight());closeQuietly(is);if(bitmap!=null){mMemoryCache.put(url,bitmap);iv.setImageBitmap(bitmap);return;}}}// 3) 从网络或文件加载(示例:异步加载)downloadAndDecode(iv,url);}privatevoiddownloadAndDecode(ImageViewiv,Stringurl){// 请在后台线程执行网络请求newThread(()->{try{InputStreamnetStream=newURL(url).openStream();if(mDiskCache!=null){mDiskCache.put(url,newBufferedInputStream(netStream));netStream=mDiskCache.get(url);}Bitmapbitmap=decodeSampledBitmap(netStream,iv.getWidth(),iv.getHeight());closeQuietly(netStream);if(bitmap!=null){BitmapfinalBitmap=bitmap;iv.post(()->{mMemoryCache.put(url,finalBitmap);iv.setImageBitmap(finalBitmap);});}}catch(IOExceptione){e.printStackTrace();}}).start();}privatevoidcloseQuietly(InputStreamis){if(is!=null){try{is.close();}catch(IOExceptionignored){}}}

磁盘缓存注意点

  • key 要哈希:DiskLruCache的 key 只能包含[a-z0-9_-]{1,64},URL 不能直接当 key,需要 MD5/SHA-1。
  • 存原始字节:磁盘缓存存的是下载下来的原始文件字节,不是解码后的Bitmap,否则体积太大。
  • IO 必须在后台线程:磁盘读写是耗时操作,不要在主线程调用。
  • 生命周期:页面退出时不需要清磁盘缓存,应用卸载或用户手动清理时才会消失。
  • 容量选择:50MB~100MB 是比较常见的值,视应用图片量而定。
  • 配合内存缓存:从磁盘读出后建议再写回内存缓存,避免同一页反复解码。

进阶:引用计数 + 安全回收(可选)

如果你希望“淘汰时立刻回收 native 内存”且又不崩溃,需要确认 Bitmap 真的没人用了。下面是一个简化的引用计数思路:

publicclassRefCountedBitmap{privatefinalBitmapbitmap;privateintrefCount=0;publicRefCountedBitmap(Bitmapbitmap){this.bitmap=bitmap;}/** 被 ImageView 使用时调用。 */publicsynchronizedvoidacquire(){refCount++;}/** ImageView 切换图片时调用。 */publicsynchronizedvoidrelease(){if(--refCount<=0&&!bitmap.isRecycled()){bitmap.recycle();}}publicBitmapgetBitmap(){returnbitmap;}}

缓存里存RefCountedBitmap,加载到ImageView前acquire(),替换/销毁时release()。当缓存淘汰且引用计数归零时再recycle()。这样既能立即释放内存,又不会误回收正在显示的图片。


额外补充

  • 命中率观察:可通过hitCount()和missCount()计算命中率,评估是否需要调整缓存大小或采样策略。
  • key 的选择:建议用图片的 URL 或文件路径作为 key,避免重复图片占用多份缓存。
  • 缓存与列表滚动:在 RecyclerView/ListView 快速滚动时,LRU 会自动保留最近查看的图片,离开屏幕较久的图片会被优先淘汰,符合典型图片浏览场景。
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