Android使用缓存机制实现文件下载及异步请求图片加三级缓存

首先给大家介绍Android使用缓存机制实现文件下载

在下载文件或者在线浏览文件时，或者为了保证文件下载的正确性，需要使用缓存机制，常使用SoftReference来实现。

SoftReference的特点是它的一个实例保存对一个Java对象的软引用，该软引用的存在不妨碍垃圾收集线程对该Java对象的回收。也就是说，一旦SoftReference保存了对一个Java对象的软引用后，在垃圾线程对这个Java对象回收前，SoftReference类所提供的get()方法返回Java对象的强引用。另外，一旦垃圾线程回收该Java对象之后，get()方法将返回null。软引用可以和一个引用队列（ReferenceQueue）联合使用，如果软引用所引用的对象被垃圾回收器回收，Java虚拟机就会把这个软引用加入到与之关联的引用队列中。

一般的缓存策略是：

一级内存缓存、二级文件缓存（数据库也算作文件缓存）、三级网络数据

一、网络下载的缓存策略

关于网络下载文件（图片、音频、视频）的基本策略：

1.不要直接下载到目标文件，应使用temp文件作中转，以确保文件的正确性与完整性，流程如下：

a)以网络目标文件名 A 生成唯一的本地目标文件名 B

b)以本地目标文件名 B 生成唯一的本地临时文件名 T

c)下载文件到 T 中

d)下载完毕，校验文件 T 的正确性与完整性

e)若不正确或不完整则 delete 文件 T，并返回 false

f)校验完毕后，将文件 T 重命名 或 复制到 B 文件

g)最后的清理现场，删除临时文件 T，成功后，返回 true

2.尽力提供文件正确性与完整性的校验：

a)正确性：比如 MD5/Hash Code 比对、文件格式的比对。
b)完整性：比如 文件大小是否一致、图片的数据是否正确（图片文件头中提供了相关信息）

3.考虑对于下载到本地的文件是否需要再做二次加工，可以思考以下情况：

a)比如网络源始图片的大小为800*600，而我们需要作为缩略图的大小为160*145，所以考虑对下载后的文件进行裁剪，再保存，对于源始文件则直接删除。

二、文件缓存策略：

1.需要唯一的缓存文件的对应I/O key，一般可以使用 hashcode。

2.若是同一个文件，以不同的时间，可以考虑，先清本地缓存，再下载新的缓存到本地。

3.同一文件也可以加上时间戳后，再生成唯一hashcode。

4.生成文件缓时，也许需要作以下全面的考虑：

a)sdcard是否已经没有空间（这个需求是存在的，但几乎没有人会考虑到，一旦发生，必crash）。

b)缓存的清理策略。每日、每周定时清理？到达一个阀值后，自动清理？（若无清理策略，把垃圾数据一直当个宝一相存着，

是很SB的）。

c)缓存真正需要的数据。不要觉外存是无限的，所以就可以什么都存，要知道，多则繁，繁则乱。曾经有一同事，每天存几百MB的用户数据（所有用户的性别、 age、联系方式等等），而PM需要的只是一个每日数户的活跃数据报表，于是最后改为缓存每天的用户分析报表数据即可（才10几KB）。

d)给缓存文件加密。最简单就是去掉文件的扩展名，这也算加密，当然，你可以把服务端文件加密，然后在内存中解密。这就看项目的需求而定，我的经验也不足，一般就是改改扩展名之类的。

下面给大家介绍Android 异步请求图片加三级缓存

使用xUtils等框架是很方便,但今天要用代码实现bitmapUtils 的功能,很简单,

1 AsyncTask请求一张图片

####AsyncTask
#####AsyncTask是线程池+handler的封装 第一个泛型: 传参的参数类型类型(和doInBackground一致) 第二个泛型:
#####更新进度的参数类型(和onProgressUpdate一致) 第三个泛型: 返回结果的参数类型(和onPostExecute一致,
#####和doInBackground返回类型一致)

看AsyncTask源码:

public abstract class AsyncTask<Params, Progress, Result> {
private static final String LOG_TAG = "AsyncTask";
private static final int CORE_POOL_SIZE = 5;
private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = 128;
private static final int KEEP_ALIVE = 1;
private static final ThreadFactory sThreadFactory = new ThreadFactory() {
private final AtomicInteger mCount = new AtomicInteger(1);
public Thread newThread(Runnable r) {
return new Thread(r, "AsyncTask #" + mCount.getAndIncrement());
}
};

核心线程5 最大线程128 这是AsyncTask的线程池 然后通过handler发送消息 , 它内部实例化了一个静态的自定义类 InternalHandler，这个类是继承自 Handler 的，在这个自定义类中绑定了一个叫做 AsyncTaskResult 的对象，每次子线程需要通知主线程，就调用 sendToTarget 发送消息给 handler自己。然后在 handler 的 handleMessage 中 AsyncTaskResult 根据消息的类型不同（例如 MESSAGE_POST_PROGRESS 会更新进度条，MESSAGE_POST_CANCEL 取消任务）而做不同的操作，值得一提的是，这些操作都是在UI线程进行的，意味着，从子线程一旦需要和 UI 线程交互，内部自动调用了 handler 对象把消息放在了主线程了。

private static final InternalHandler sHandler = new InternalHandler(); mFuture = new FutureTask<Result>(mWorker) {
@Override
protected void More ...done() {
Message message;
Result result = null;
try {
result = get();
} catch (InterruptedException e) {
android.util.Log.w(LOG_TAG, e);
} catch (ExecutionException e) {
throw new RuntimeException("An error occured while executing doInBackground()",
e.getCause());
} catch (CancellationException e) {
message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_CANCEL,
new AsyncTaskResult<Result>(AsyncTask.this, (Result[]) null));
message.sendToTarget();
return;
} catch (Throwable t) {
throw new RuntimeException("An error occured while executing "
+ "doInBackground()", t);
}
message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT,
new AsyncTaskResult<Result>(AsyncTask.this, result));
message.sendToTarget();
}
};
private static class InternalHandler extends Handler {
@SuppressWarnings({"unchecked", "RawUseOfParameterizedType"})
@Override
public void More ...handleMessage(Message msg) {
AsyncTaskResult result = (AsyncTaskResult) msg.obj;
switch (msg.what) {
case MESSAGE_POST_RESULT:
// There is only one result
result.mTask.finish(result.mData[0]);
break;
case MESSAGE_POST_PROGRESS:
result.mTask.onProgressUpdate(result.mData);
break;
case MESSAGE_POST_CANCEL:
result.mTask.onCancelled();
break;
}
}
}

下面看代码 第一步我们先请求一张图片 并解析 注释写的很详细了.

NetCacheUtils.java

import java.io.InputStream;
import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.URL;
import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.BitmapFactory;
import android.os.AsyncTask;
import android.widget.ImageView;
/**
* 网络缓存
*
* @author Ace
* @date 2016-02-18
*/
public class NetCacheUtils {
private LocalCacheUtils mLocalUtils;
private MemoryCacheUtils mMemoryUtils;
public NetCacheUtils(LocalCacheUtils localUtils,
MemoryCacheUtils memoryUtils) {
mLocalUtils = localUtils;
mMemoryUtils = memoryUtils;
}
public void getBitmapFromNet(ImageView imageView, String url) {
BitmapTask task = new BitmapTask();
task.execute(imageView, url);
}
/**
* AsyncTask是线程池+handler的封装 第一个泛型: 传参的参数类型类型(和doInBackground一致) 第二个泛型:
* 更新进度的参数类型(和onProgressUpdate一致) 第三个泛型: 返回结果的参数类型(和onPostExecute一致,
* 和doInBackground返回类型一致)
*/
class BitmapTask extends AsyncTask<Object, Integer, Bitmap> {
private ImageView mImageView;
private String url;
// 主线程运行, 预加载
@Override
protected void onPreExecute() {
super.onPreExecute();
}
// 子线程运行, 异步加载逻辑在此方法中处理
@Override
protected Bitmap doInBackground(Object... params) {
mImageView = (ImageView) params[0];
url = (String) params[1];
mImageView.setTag(url);// 将imageView和url绑定在一起
// publishProgress(values)//通知进度
// 下载图片
return download(url);
}
// 主线程运行, 更新进度
@Override
protected void onProgressUpdate(Integer... values) {
super.onProgressUpdate(values);
}
// 主线程运行, 更新主界面
@Override
protected void onPostExecute(Bitmap result) {
if (result != null) {
// 判断当前图片是否就是imageView要的图片, 防止listview重用导致的图片错乱的情况出现
String bindUrl = (String) mImageView.getTag();
if (bindUrl.equals(url)) {
// 给imageView设置图片
mImageView.setImageBitmap(result);
// 将图片保存在本地
mLocalUtils.setBitmapToLocal(result, url);
// 将图片保存在内存
mMemoryUtils.setBitmapToMemory(url, result);
}
}
}
}
/**
* 下载图片
*
* @param url
*/
public Bitmap download(String url) {
HttpURLConnection conn = null;
try {
conn = (HttpURLConnection) (new URL(url).openConnection());
conn.setConnectTimeout(5000);
conn.setReadTimeout(5000);
conn.setRequestMethod("GET");
conn.connect();
int responseCode = conn.getResponseCode();
if (responseCode == 200) {
InputStream in = conn.getInputStream();
// 将流转化为bitmap对象
Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(in);
return bitmap;
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if (conn != null) {
conn.disconnect();
}
}
return null;
}
}

MemoryCacheUtils.java 用到了LruCache 很简单我简单翻译下文档:

* A cache that holds strong references to a limited number of values. Each time
* a value is accessed, it is moved to the head of a queue. When a value is
* added to a full cache, the value at the end of that queue is evicted and may
* become eligible for garbage collection.
* Cache保存一个强引用来限制内容数量，每当Item被访问的时候，此Item就会移动到队列的头部。
* 当cache已满的时候加入新的item时，在队列尾部的item会被回收。
* <p>If your cached values hold resources that need to be explicitly released,
* override {@link #entryRemoved}.
* 如果你cache的某个值需要明确释放，重写entryRemoved()

* <p>By default, the cache size is measured in the number of entries. Override
* {@link #sizeOf} to size the cache in different units. For example, this cache
* is limited to 4MiB of bitmaps: 默认cache大小是测量的item的数量，重写sizeof计算不同item的
* 大小。
 {@code
 * int cacheSize = 4 * 1024 * 1024; // 4MiB
 * LruCache<String, Bitmap> bitmapCache = new LruCache<String, Bitmap>(cacheSize) {
 * protected int sizeOf(String key, Bitmap value) {
 * return value.getByteCount();
 * }
 * }}
-------------------------------------------------------------------
<p>This class is thread-safe. Perform multiple cache operations atomically by
* synchronizing on the cache: <pre> {@code
* synchronized (cache) {
* if (cache.get(key) == null) {
* cache.put(key, value);
* }
* }}</pre>
* 他是线程安全的,自动地执行多个缓存操作并且加锁
-------------------------
<p>This class does not allow null to be used as a key or value. A return
* value of null from {@link #get}, {@link #put} or {@link #remove} is
* unambiguous: the key was not in the cache.
* 不允许key或者value为null
* 当get（），put（），remove（）返回值为null时，key相应的项不在cache中

最重要的大概就是以上几点: 使用很简单来看代码

import android.graphics.Bitmap;
import android.support.v4.util.LruCache;
/**
* 内存缓存工具类
*
* @author Ace
* @date 2016-02-19
*/
public class MemoryCacheUtils {

// Android 2.3 (API Level
// 9)开始，垃圾回收器会更倾向于回收持有软引用或弱引用的对象，这让软引用和弱引用变得不再可靠,建议用LruCache,它是强引用
private LruCache<String, Bitmap> mCache;
public MemoryCacheUtils() {
int maxMemory = (int) Runtime.getRuntime().maxMemory();// 获取虚拟机分配的最大内存
// 16M
// LRU 最近最少使用, 通过控制内存不要超过最大值(由开发者指定), 来解决内存溢出,就像上面翻译的所说 如果cache满了会清理最近最少使用的缓存对象
mCache = new LruCache<String, Bitmap>(maxMemory / 8) {
@Override
protected int sizeOf(String key, Bitmap value) {
// 计算一个bitmap的大小
int size = value.getRowBytes() * value.getHeight();// 每一行的字节数乘以高度
return size;
}
};
}
public Bitmap getBitmapFromMemory(String url) {
return mCache.get(url);
}
public void setBitmapToMemory(String url, Bitmap bitmap) {
mCache.put(url, bitmap);
}
}

最后一级缓存 本地缓存 把网络下载的图片 文件名以MD5的形式保存到内存卡的制定目录

/**
* 本地缓存工具类
*
* @author Ace
* @date 2016-02-19
*/
public class LocalCacheUtils {
// 图片缓存的文件夹
public static final String DIR_PATH = Environment
.getExternalStorageDirectory().getAbsolutePath()
+ "/ace_bitmap_cache";
public Bitmap getBitmapFromLocal(String url) {
try {
File file = new File(DIR_PATH, MD5Encoder.encode(url));
if (file.exists()) {
Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(new FileInputStream(
file));
return bitmap;
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
public void setBitmapToLocal(Bitmap bitmap, String url) {
File dirFile = new File(DIR_PATH);
// 创建文件夹 文件夹不存在或者它不是文件夹 则创建一个文件夹.mkdirs,mkdir的区别在于假如文件夹有好几层路径的话,前者会创建缺失的父目录 后者不会创建这些父目录
if (!dirFile.exists() || !dirFile.isDirectory()) {
dirFile.mkdirs();
}
try {
File file = new File(DIR_PATH, MD5Encoder.encode(url));
// 将图片压缩保存在本地,参1:压缩格式;参2:压缩质量(0-100);参3:输出流
bitmap.compress(CompressFormat.JPEG, 100,
new FileOutputStream(file));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

MD5Encoder

import java.security.MessageDigest;
public class MD5Encoder {
public static String encode(String string) throws Exception {
byte[] hash = MessageDigest.getInstance("MD5").digest(string.getBytes("UTF-8"));
StringBuilder hex = new StringBuilder(hash.length * 2);
for (byte b : hash) {
if ((b & 0xFF) < 0x10) {
hex.append("0");
}
hex.append(Integer.toHexString(b & 0xFF));
}
return hex.toString();
}
}

最后新建一个工具类来使用我们上面的三个缓存工具类

/**
* 三级缓存工具类
*
* @author Ace
* @date 2016-02-19
*/
public class MyBitmapUtils {
// 网络缓存工具类
private NetCacheUtils mNetUtils;
// 本地缓存工具类
private LocalCacheUtils mLocalUtils;
// 内存缓存工具类
private MemoryCacheUtils mMemoryUtils;
public MyBitmapUtils() {
mMemoryUtils = new MemoryCacheUtils();
mLocalUtils = new LocalCacheUtils();
mNetUtils = new NetCacheUtils(mLocalUtils, mMemoryUtils);
}
public void display(ImageView imageView, String url) {
// 设置默认加载图片
imageView.setImageResource(R.drawable.news_pic_default);
// 先从内存缓存加载
Bitmap bitmap = mMemoryUtils.getBitmapFromMemory(url);
if (bitmap != null) {
imageView.setImageBitmap(bitmap);
System.out.println("从内存读取图片啦...");
return;
}
// 再从本地缓存加载
bitmap = mLocalUtils.getBitmapFromLocal(url);
if (bitmap != null) {
imageView.setImageBitmap(bitmap);
System.out.println("从本地读取图片啦...");
// 给内存设置图片
mMemoryUtils.setBitmapToMemory(url, bitmap);
return;
}
// 从网络缓存加载
mNetUtils.getBitmapFromNet(imageView, url);
}
}

以上所述给大家介绍了Android 异步请求图片加三级缓存的相关知识，希望对大家有所帮助。