你了解图片加载的过程吗？
Carson带你学习Android
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· 2021-05-12
前言
本文将从源码深入剖析 「图片加载」 的过程。
❝为方便读者理解，源码已作简化处理。
❞
图片资源加载过程
首先我们看下加载图片资源的入口方法：BitmapFactory.decodeResource()
// BitmapFactory.decodeResource()
public static Bitmap decodeResource(Resources res, int id) {
return decodeResource(res, id, null);
}
public static Bitmap decodeResource(Resources res, int id, Options opts) {
// 步骤1：匹配资源 id，打开InputStream
final TypedValue value = new TypedValue();
InputStream is = res.openRawResource(id, value);
// 步骤2：解码资源，返回 Bitmap
return decodeResourceStream(res, value, is, null, opts);
}
所以，图片资源加载主要分为两步，具体如下图：
步骤1：匹配资源 ID
作用
从资源 id（一个 int 值）定位到具体某一个文件夹下的资源，即「获得 InputStream和TypedValue（即带有文件夹对应的 densityDpi）」。
源码解析
// 步骤说明
public static Bitmap decodeResource(Resources res, int id, Options opts) {
// 步骤1：匹配资源 id，打开InputStream -> 关注1
final TypedValue value = new TypedValue();
InputStream is = res.openRawResource(id, value);
// 步骤2：解码资源，返回 Bitmap
return decodeResourceStream(res, value, is, null, opts);
}
/**
* 关注1：ResourcesImpl.openRawResource()
*/
InputStream openRawResource(@RawRes int id, TypedValue value) {
// 匹配资源 -> 关注2
getValue(id, value, true);
// 打开输入流
return mAssets.openNonAsset(value.assetCookie, value.string.toString(),
AssetManager.ACCESS_STREAMING);
}
/**
* 关注2：getValue()
*/
void getValue(@AnyRes int id, TypedValue outValue, boolean resolveRefs) {
// 查找资源Id & 相关信息存储在 outValue -> 关注3
boolean found = mAssets.getResourceValue(id, 0, outValue, resolveRefs);
...
}
/**
* 关注3：AssetManager.getResourceValue()
*/
boolean getResourceValue(@AnyRes int resId, int densityDpi, TypedValue outValue, boolean resolveRefs) {
// 从Native文件中查找 -> 关注4
final int cookie = nativeGetResourceValue(mObject, resId, (short) densityDpi, outValue, resolveRefs);
if (cookie <= 0) {
return false;
}
return true;
}
/**
* 关注4：AssetManager.NativeGetResourceValue()
*/
static jint NativeGetResourceValue(JNIEnv* env, jclass /*clazz*/, jlong ptr, jint resid,
jshort density, jobject typed_value,
jboolean resolve_references) {
// ->关注5
return CopyValue(env, cookie, value, ref, flags, &selected_config, typed_value);
}
/**
* 关注5：AssetManager.CopyValue()
*/
static jint CopyValue(JNIEnv* env, ...jobject out_typed_value) {
...
if (config != nullptr) {
// 将文件夹对应的 density 保存在 TypeValue 中
// 具体资源匹配如下流程图表示
env->SetIntField(out_typed_value, gTypedValueOffsets.mDensity, config->density);
}
return static_cast<jint>(ApkAssetsCookieToJavaCookie(cookie));
}
具体资源匹配如下流程图表示。
步骤2：解码资源
作用
对图片资源进行解码，并获得图片资源Bitmap。
源码解析
/**
* 步骤说明
*/
public static Bitmap decodeResource(Resources res, int id, Options opts) {
// 步骤1：匹配资源 id，打开InputStream
final TypedValue value = new TypedValue();
InputStream is = res.openRawResource(id, value);
// 步骤2：解码资源，返回 Bitmap -> 关注2
return decodeResourceStream(res, value, is, null, opts);
}
/**
* 关注1：BitmapFactory.decodeResourceStream()
*/
public static Bitmap decodeResourceStream(Resources res, TypedValue value, InputStream is, Rect pad, Options opts) {
if (opts == null) {
opts = new Options();
}
// 若未设置 inDensity，则设置为文件夹对应的 densityDpi
if (opts.inDensity == 0 && value != null) {
final int density = value.density;
if (density == TypedValue.DENSITY_DEFAULT) {
opts.inDensity = DisplayMetrics.DENSITY_DEFAULT;
} else if (density != TypedValue.DENSITY_NONE) {
opts.inDensity = density;
}
}
// 若未设置inTargetDensity，则设置为设备的 densityDpi
if (opts.inTargetDensity == 0 && res != null) {
opts.inTargetDensity = res.getDisplayMetrics().densityDpi;
}
// 执行解码 -> 关注2
return decodeStream(is, pad, opts);
}
/**
* 关注2：BitmapFactory.decodeStream()
*/
public static Bitmap decodeStream(InputStream is, Rect outPadding, Options opts) {
// 对于AssetManager输入流（如：/asset、/raw、/drawable）
if (is instanceof AssetManager.AssetInputStream) {
final long asset = ((AssetManager.AssetInputStream) is).getNativeAsset();
// 核心解码方法
return nativeDecodeAsset(asset, outPadding, opts, Options.nativeInBitmap(opts), Options.nativeColorSpace(opts));
} else {
// 对于其他输入流（如 FileInputStream）-> 关注3
return decodeStreamInternal(is, outPadding, opts);
}
}
/**
* 关注3：BitmapFactory.decodeStreamInternal()
*/
private static Bitmap decodeStreamInternal(InputStream is, Rect outPadding, Options opts) {
byte [] tempStorage = null; // 创建一块可复用的中间内存
if (opts != null) tempStorage = opts.inTempStorage;
if (tempStorage == null) tempStorage = new byte[DECODE_BUFFER_SIZE];
// 核心解码方法
return nativeDecodeStream(is, tempStorage, outPadding, opts,Options.nativeInBitmap(opts), Options.nativeColorSpace(opts));
}
从上面可以看出，对于不同输入流采用的解码资源方式会不一样(调用不同的native方法)：
对于AssetManager 输入流（如：/asset、/raw、/drawable）：调用nativeDecodeAsset() 对于其他输入流（如 FileInputStream）：调用nativeDecodeStream()
/**
* 对于AssetManager 输入流
* 此处采用的解码方式是：BitmapFactory.nativeDecodeAsset()
*/
static jobject nativeDecodeAsset(JNIEnv* env, jobject clazz, jlong native_asset,
jobject padding, jobject options) {
Asset* asset = reinterpret_cast<Asset*>(native_asset);
// 最终执行解码
return doDecode(env, skstd::make_unique<AssetStreamAdaptor>(asset), padding, options);
}
/**
* 对于其他输入流
* 此处采用的解码方式是：BitmapFactory.nativeDecodeStream()
*/
static jobject nativeDecodeStream(JNIEnv* env, jobject clazz, jobject is, jbyteArray storage, jobject padding, jobject options) {
jobject bitmap = NULL;
std::unique_ptr<SkStream> stream(CreateJavaInputStreamAdaptor(env, is, storage));
if (stream.get()) {
std::unique_ptr<SkStreamRewindable> bufferedStream(
SkFrontBufferedStream::Make(std::move(stream), SkCodec::MinBufferedBytesNeeded()));
// 最终执行解码
bitmap = doDecode(env, std::move(bufferedStream), padding, options);
}
return bitmap;
}
从上面可以看出，无论是哪种资源输入流，最终调用的解码方法都是：BitmapFactory.doDecode()
static jobject doDecode(JNIEnv* env, std::unique_ptr<SkStreamRewindable> stream, jobject padding, jobject options) {
// 步骤1.获取 java 层 Options 对象 In 字段值
int sampleSize; 对应于 Options#inSampleSize（默认 1）
if (sampleSize <= 0) {
sampleSize = 1;
}
bool onlyDecodeSize; // 对应于 Options#inJustDecodeBounds（默认 false）
bool isHardware; // 对应于 Options#inPreferredConfig（默认 ARGB_8888）
bool isMutable; // 对应于 Options#inMutable（默认 false）
jobject javaBitmap; // 对应于 Options#inBitmap（默认 null）
boolean inScale; // 对应于 Options#inScaled（默认 true）
int density; // 对应于 Options#inDensity
int targetDensity; // 对应于 Options#inTargetDensity
// 步骤2. 设置 java 层 Options 对象 out 字段初始值
Options#outWidth = -1
Options#outHeight = -1
Options#outMimeType = 0
Options#outConfig = 0
Options#outColorSpace = 0
// 步骤3. 获得 inDensity / inTargetDensity
float scale = 1.0f;
if (density != 0 && targetDensity != 0 && density != screenDensity) {
scale = (float) targetDensity / density;
}
mutable 和 hardware 是冲突的
if (isMutable && isHardware) {
doThrowIAE(env, "Bitmaps with Config.HARWARE are always immutable");
return nullObjectReturn("Cannot create mutable hardware bitmap");
}
// 步骤4：根据 sampleSize 确定采样后的尺寸（size）
SkISize size = codec->getSampledDimensions(sampleSize);
int scaledWidth = size.width();
int scaledHeight = size.height();
// 步骤5：确定 java 层 Options 对象 out 字段最终值
Options#outWidth = scaledWidth
Options#outHeight = scaledHeight
Options#outMimeType = （例如 "image/png"）
Options#outConfig = （例如 ARGB_8888）
Options#outColorSpace =（例如 RGB）
// 若inJustDecodeBounds = true，只获取采样后的尺寸（无缩放）
// 则直接返回
if (onlyDecodeSize) {
return nullptr;
}
// 步骤6：确定最终缩放到的目标尺寸（先采样，再缩放）
bool willScale = false;
if (scale != 1.0f) {
willScale = true;
scaledWidth = static_cast<int>(scaledWidth * scale + 0.5f);
scaledHeight = static_cast<int>(scaledHeight * scale + 0.5f);
}
// 步骤7：存在 java 层的 Options#inBitmap，做一些准备工作
android::Bitmap* reuseBitmap = nullptr;
if (javaBitmap != NULL) {
reuseBitmap = &bitmap::toBitmap(env, javaBitmap);
}
RecyclingPixelAllocator recyclingAllocator(reuseBitmap, existingBufferSize);
// 步骤8:采样解码得到 SkBitmap（注意：只使用了采用后尺寸）
const SkImageInfo decodeInfo = SkImageInfo::Make(size.width(), size.height(), decodeColorType, alphaType, decodeColorSpace);
SkBitmap decodingBitmap;
decodingBitmap.setInfo(bitmapInfo);
decodingBitmap.tryAllocPixels(decodeAllocator)
// 步骤9：执行缩放
SkBitmap outputBitmap;
if (willScale) {
// 1. 根据是否有可回收的 inBitmap，确定不同的分配器
SkBitmap::Allocator* outputAllocator;
if (javaBitmap != nullptr) {
outputAllocator = &recyclingAllocator;
} else {
outputAllocator = &defaultAllocator;
}
// 2. 复制（注意：使用了缩放后尺寸）
SkColorType scaledColorType = decodingBitmap.colorType();
outputBitmap.setInfo(bitmapInfo.makeWH(scaledWidth, scaledHeight).makeColorType(scaledColorType));
outputBitmap.tryAllocPixels(outputAllocator)
// 3. 利用 Canvas 进行缩放
const float scaleX = scaledWidth / float(decodingBitmap.width());
const float scaleY = scaledHeight / float(decodingBitmap.height());
SkCanvas canvas(outputBitmap, SkCanvas::ColorBehavior::kLegacy);
canvas.scale(scaleX, scaleY);
canvas.drawBitmap(decodingBitmap, 0.0f, 0.0f, &paint);
} else {
outputBitmap.swap(decodingBitmap);
}
// 返回点1：java 层的 Options#inBitmap
if (javaBitmap != nullptr) {
return javaBitmap
}
// 返回点2：硬件位图（from Android 8）
if (isHardware) {
sk_sp<Bitmap> hardwareBitmap = Bitmap::allocateHardwareBitmap(outputBitmap);
return bitmap::createBitmap(env, hardwareBitmap.release(), bitmapCreateFlags,
ninePatchChunk, ninePatchInsets, -1);
}
// 返回3：普通情况下一般会走这个返回逻辑
return bitmap::createBitmap(env, defaultAllocator.getStorageObjAndReset(),
bitmapCreateFlags, ninePatchChunk, ninePatchInsets, -1);
}
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