摘要：為了防止內(nèi)存抖動(dòng)，所以可以使用對(duì)象池順利解決問(wèn)題。獲取矩陣對(duì)象獲取某個(gè)矩陣的歸還矩陣對(duì)象注意事項(xiàng)如果對(duì)象池為空，則對(duì)象池自己會(huì)一個(gè)返回。如果對(duì)象池內(nèi)有對(duì)象，則取一個(gè)已存在的返回。
目錄介紹
01.什么是對(duì)象池
02.glide哪里用到對(duì)象池
03.多條件key緩存bitmap
3.1 多條件key創(chuàng)建
3.2 key值的復(fù)用
04.glide對(duì)象池總結(jié)
05.學(xué)以致用對(duì)象池
5.1 使用場(chǎng)景
5.2 實(shí)現(xiàn)步驟
5.3 對(duì)象池使用
5.4 項(xiàng)目實(shí)踐分享
06.對(duì)象池的容量
好消息
博客筆記大匯總【16年3月到至今】，包括Java基礎(chǔ)及深入知識(shí)點(diǎn)，Android技術(shù)博客，Python學(xué)習(xí)筆記等等，還包括平時(shí)開(kāi)發(fā)中遇到的bug匯總，當(dāng)然也在工作之余收集了大量的面試題，長(zhǎng)期更新維護(hù)并且修正，持續(xù)完善……開(kāi)源的文件是markdown格式的！同時(shí)也開(kāi)源了生活博客，從12年起，積累共計(jì)N篇[近100萬(wàn)字，陸續(xù)搬到網(wǎng)上]，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處，謝謝！
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如果覺(jué)得好，可以star一下，謝謝！當(dāng)然也歡迎提出建議，萬(wàn)事起于忽微，量變引起質(zhì)變！
01.什么時(shí)對(duì)象池
對(duì)象池作用
在某些時(shí)候，我們需要頻繁使用一些臨時(shí)對(duì)象，如果每次使用的時(shí)候都申請(qǐng)新的資源，很有可能會(huì)引發(fā)頻繁的 gc 而影響應(yīng)用的流暢性。這個(gè)時(shí)候如果對(duì)象有明確的生命周期，那么就可以通過(guò)定義一個(gè)對(duì)象池來(lái)高效的完成復(fù)用對(duì)象。
對(duì)象池使用場(chǎng)景
glide中對(duì)加載圖片時(shí)頻繁創(chuàng)建對(duì)象使用到了對(duì)象池。
02.glide使用對(duì)象池
glide頻繁請(qǐng)求圖片
比如Glide中，每個(gè)圖片請(qǐng)求任務(wù)，都需要用到類。若每次都需要重新new這些類，并不是很合適。而且在大量圖片請(qǐng)求時(shí)，頻繁創(chuàng)建和銷毀這些類，可能會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存抖動(dòng)，影響性能。
Glide使用對(duì)象池的機(jī)制，對(duì)這種頻繁需要?jiǎng)?chuàng)建和銷毀的對(duì)象保存在一個(gè)對(duì)象池中。每次用到該對(duì)象時(shí)，就取對(duì)象池空閑的對(duì)象，并對(duì)它進(jìn)行初始化操作，從而提高框架的性能。
03.多條件key緩存bitmap
3.1 多條件key創(chuàng)建
首先看一個(gè)簡(jiǎn)單的緩存bitmap代碼，代碼如下所示
就簡(jiǎn)單的通過(guò) HashMap 緩存了Bitmap資源，只有在緩存不存在時(shí)才會(huì)執(zhí)行加載這個(gè)耗時(shí)操作。但是上面的緩存條件十分簡(jiǎn)單，是通過(guò)圖片的名字決定的，這很大程度上滿足不了實(shí)際的需求。可能會(huì)出現(xiàn)意想不到的問(wèn)題……
private final Map cache = new HashMap<>()
private void setImage(ImageView iv, String name){
Bitmap b = cache.get(name);
if(b == null){
b = loadBitmap(name);
cache.put(name, b);
}
iv.setImageBitmap(b);
}
多條件 Key
所以我們就需要定義一個(gè)Key對(duì)象來(lái)包含各種緩存的條件，例如我們除了圖片名字作為條件，還有圖片的寬度，高度也決定了是否是同一個(gè)資源，那么代碼將變成如下：
注意多條件key需要重寫equals和hashCode方法。equals注意是比較兩個(gè)對(duì)象是否相同，而hashCode主要作用是當(dāng)數(shù)據(jù)量很大的時(shí)候，使用equals一一比較比較會(huì)大大降低效率。hashcode實(shí)際上是返回對(duì)象的存儲(chǔ)地址，如果這個(gè)位置上沒(méi)有元素，就把元素直接存儲(chǔ)在上面，如果這個(gè)位置上已經(jīng)存在元素，這個(gè)時(shí)候才去調(diào)用equal方法與新元素進(jìn)行比較就可以提高效率呢！
private final Map cache = new HashMap<>();
private void setImage(ImageView iv, String name, int width, int height){
Key key = new Key(name, width, height);
Bitmap b = cache.get(key);
if(b == null){
b = loadBitmap(name, width, height);
cache.put(key, b);
}
iv.setImageBitmap(b);
}
public class Key {
private final String name;
private final int width;
private final int heifht;
public Key(String name, int width, int heifht) {
this.name = name;
this.width = width;
this.heifht = heifht;
}
public String getName() {
return name;
}
public int getWidth() {
return width;
}
public int getHeifht() {
return heifht;
}
@Override
public boolean equals(Object o) {
if (this == o) {
return true;
}
if (o == null || getClass() != o.getClass()) {
return false;
}
Key key = (Key) o;
if (width != key.width) {
return false;
}
if (heifht != key.heifht) {
return false;
}
return name != null ? name.equals(key.name) : key.name == null;
}
@Override
public int hashCode() {
int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
final int prime = 31;
result = prime * result + width;
result = prime * result + heifht;
return result;
}
}
3.2 key值的復(fù)用
key值的復(fù)用是如何操作的
雖然可以支持多條件的緩存鍵值了，但是每次查找緩存前都需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)新的 Key 對(duì)象，雖然這個(gè) Key 對(duì)象很輕量，但是終歸覺(jué)得不優(yōu)雅。gilde源碼中會(huì)提供一個(gè) BitmapPool 來(lái)獲取 Bitmap 以避免 Bitmap 的頻繁申請(qǐng)。而 BitmapPool 中 get 方法的簽名是這樣的：
Bitmap 需要同時(shí)滿足三個(gè)條件（高度、寬度、顏色編碼）都相同時(shí)才能算是同一個(gè) Bitmap，那么內(nèi)部是如何進(jìn)行查找的呢？需要知道的是，BitmapPool 只是一個(gè)接口，內(nèi)部的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)是 LruBitmapPool
看LruBitmapPool中g(shù)et方法
注意重點(diǎn)看這行代碼：final Bitmap result = strategy.get(width, height, config != null ? config : DEFAULT_CONFIG);
strategy 是 LruPoolStrategy 接口類型，查看其中一個(gè)繼承該接口類的 get 方法的實(shí)現(xiàn)
@Override
@NonNull
public Bitmap get(int width, int height, Bitmap.Config config) {
Bitmap result = getDirtyOrNull(width, height, config);
if (result != null) {
// Bitmaps in the pool contain random data that in some cases must be cleared for an image
// to be rendered correctly. we shouldn"t force all consumers to independently erase the
// contents individually, so we do so here. See issue #131.
result.eraseColor(Color.TRANSPARENT);
} else {
result = createBitmap(width, height, config);
}
return result;
}
@Nullable
private synchronized Bitmap getDirtyOrNull(
int width, int height, @Nullable Bitmap.Config config) {
assertNotHardwareConfig(config);
// 對(duì)于非公共配置類型，配置為NULL，這可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)換以此處請(qǐng)求的配置方式天真地傳入NULL。
final Bitmap result = strategy.get(width, height, config != null ? config : DEFAULT_CONFIG);
if (result == null) {
if (Log.isLoggable(TAG, Log.DEBUG)) {
Log.d(TAG, "Missing bitmap=" + strategy.logBitmap(width, height, config));
}
misses++;
} else {
hits++;
currentSize -= strategy.getSize(result);
tracker.remove(result);
normalize(result);
}
if (Log.isLoggable(TAG, Log.VERBOSE)) {
Log.v(TAG, "Get bitmap=" + strategy.logBitmap(width, height, config));
}
dump();
return result;
}
然后看一下SizeConfigStrategy類中的get方法
看一下下面注釋的兩行重點(diǎn)代碼。同樣也需要一個(gè)專門的類型用來(lái)描述鍵，但是鍵result居然是也是從一個(gè)對(duì)象池keyPool中獲取的。
可以看到 Key 是一個(gè)可變對(duì)象，每次先獲取一個(gè)Key對(duì)象（可能是池中的，也可能是新創(chuàng)建的），然后把變量初始化。但是大家知道，HashMap 中的 Key 不應(yīng)該是可變對(duì)象，因?yàn)槿绻?Key的 hashCode 發(fā)生變化將會(huì)導(dǎo)致查找失效，那么這里是如何做到 Key 是可變對(duì)象的同時(shí)保證能正確的作為 HashMap 中的鍵使用呢？
@Override
@Nullable
public Bitmap get(int width, int height, Bitmap.Config config) {
int size = Util.getBitmapByteSize(width, height, config);
Key bestKey = findBestKey(size, config);
//第一處代碼
Bitmap result = groupedMap.get(bestKey);
if (result != null) {
decrementBitmapOfSize(bestKey.size, result);
result.reconfigure(width, height,
result.getConfig() != null ? result.getConfig() : Bitmap.Config.ARGB_8888);
}
return result;
}
private Key findBestKey(int size, Bitmap.Config config) {
//第二處代碼
Key result = keyPool.get(size, config);
for (Bitmap.Config possibleConfig : getInConfigs(config)) {
NavigableMap sizesForPossibleConfig = getSizesForConfig(possibleConfig);
Integer possibleSize = sizesForPossibleConfig.ceilingKey(size);
if (possibleSize != null && possibleSize <= size * MAX_SIZE_MULTIPLE) {
if (possibleSize != size
|| (possibleConfig == null ? config != null : !possibleConfig.equals(config))) {
keyPool.offer(result);
result = keyPool.get(possibleSize, possibleConfig);
}
break;
}
}
return result;
}
@VisibleForTesting
static class KeyPool extends BaseKeyPool {
Key get(int width, int height, Bitmap.Config config) {
Key result = get();
result.init(width, height, config);
return result;
}
@Override
protected Key create() {
return new Key(this);
}
}
然后看一下groupedMap的代碼
在查找時(shí)，如果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)命中的值，那么就會(huì)創(chuàng)建新的值，并將其連同 Key 保存在 HashMap 中，不會(huì)對(duì) Key 進(jìn)行復(fù)用。而如果發(fā)現(xiàn)了命中的值，也就是說(shuō) HashMap 中已經(jīng)有一個(gè)和當(dāng)前 Key 相同的 Key 對(duì)象了，那么 Key 就可以通過(guò) offer 方法回收到了 KeyPool 中，以待下一次查找時(shí)復(fù)用。
@Nullable
public V get(K key) {
LinkedEntry entry = keyToEntry.get(key);
if (entry == null) {
entry = new LinkedEntry<>(key);
keyToEntry.put(key, entry);
} else {
key.offer();
}
makeHead(entry);
return entry.removeLast();
}
04.glide對(duì)象池總結(jié)
優(yōu)化點(diǎn)
對(duì)開(kāi)銷較大的 Bitmap 進(jìn)行了復(fù)用，就連為了復(fù)用Bitmap時(shí)重復(fù)申請(qǐng)的Key對(duì)象都進(jìn)行了復(fù)用，盡可能的減少了對(duì)象的創(chuàng)建開(kāi)銷，保證了應(yīng)用的流暢性。
為何要多條件key
針對(duì)bitmap，加載圖片特別頻繁且多，不建議只是簡(jiǎn)單通過(guò)一個(gè)name圖片名稱作為鍵，因?yàn)榭赡軋D片名稱是一樣的，比如有時(shí)候接口返回同樣名稱的圖片有大圖，正常圖，縮略圖等，那樣可能會(huì)存儲(chǔ)重復(fù)或者碰撞。但是通過(guò)name，還有圖片寬高字段，就可以大大減小這種問(wèn)題呢。
HashMap中鍵存儲(chǔ)問(wèn)題
為了正確使用HashMap，選擇恰當(dāng)?shù)腒ey是非常重要的。Key在HashMap里是不可重復(fù)的。也就是說(shuō)這個(gè)key對(duì)象的hashcode是不能改變的。那么多條件key是如何保證唯一了，如果要以可變對(duì)象作為key的話，那就必須要重寫hashcode和equals方法來(lái)達(dá)到這個(gè)目的，除此之外，別無(wú)他法。同時(shí)這個(gè)時(shí)候可以利用keyPool對(duì)key對(duì)象進(jìn)行緩存。
那么有人會(huì)問(wèn)，要是key值變化了，怎么辦？如果HashMap的Key的哈希值在存儲(chǔ)鍵值對(duì)后發(fā)生改變，Map可能再也查找不到這個(gè)Entry了。如果Key對(duì)象是可變的，那么Key的哈希值就可能改變。在HashMap中可變對(duì)象作為Key會(huì)造成數(shù)據(jù)丟失。這也就是為何key一般要用string或者int值的緣由呢。
05.學(xué)以致用對(duì)象池
5.1 使用場(chǎng)景
在寫圖片縮放控件的時(shí)候，當(dāng)雙手指滑動(dòng)時(shí)，會(huì)頻繁操作讓圖片縮放和移動(dòng)。這就會(huì)頻繁用到變化矩陣Matrix，還有RectF繪畫相關(guān)的工具類。為了防止內(nèi)存抖動(dòng)，所以可以使用對(duì)象池順利解決問(wèn)題。
內(nèi)存抖動(dòng)是由于在短時(shí)間內(nèi)有大量的對(duì)象被創(chuàng)建或者被回收的現(xiàn)象，內(nèi)存抖動(dòng)出現(xiàn)原因主要是頻繁（很重要）在循環(huán)里創(chuàng)建對(duì)象（導(dǎo)致大量對(duì)象在短時(shí)間內(nèi)被創(chuàng)建，由于新對(duì)象是要占用內(nèi)存空間的而且是頻繁，如果一次或者兩次在循環(huán)里創(chuàng)建對(duì)象對(duì)內(nèi)存影響不大，不會(huì)造成嚴(yán)重內(nèi)存抖動(dòng)這樣可以接受也不可避免，頻繁的話就很內(nèi)存抖動(dòng)很嚴(yán)重），它伴隨著頻繁的GC。而我們知道GC太頻繁會(huì)大量占用ui線程和cpu資源，會(huì)導(dǎo)致app整體卡頓。
5.2 實(shí)現(xiàn)步驟
創(chuàng)建抽象ObjectsPool類，由于緩存的對(duì)象可能是不同的類型，這里使用泛型T。主要操作是從對(duì)象池請(qǐng)求對(duì)象的函數(shù)，還有釋放對(duì)象回對(duì)象池的函數(shù)。同時(shí)可以自己設(shè)置對(duì)象池的大小，可以使用隊(duì)列來(lái)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)功能。
代碼如下：
/**
*
* @author yangchong
* blog : https://github.com/yangchong211
* time : 2017/05/30
* desc : 對(duì)象池抽象類
* revise: 具體使用方法請(qǐng)看：https://github.com/yangchong211/YCGallery
*
*/
public abstract class ObjectsPool {
/*
* 防止頻繁new對(duì)象產(chǎn)生內(nèi)存抖動(dòng).
* 由于對(duì)象池最大長(zhǎng)度限制,如果吞度量超過(guò)對(duì)象池容量,仍然會(huì)發(fā)生抖動(dòng).
* 此時(shí)需要增大對(duì)象池容量,但是會(huì)占用更多內(nèi)存.
* 對(duì)象池容納的對(duì)象類型
*/
/**
* 對(duì)象池的最大容量
*/
private int mSize;
/**
* 對(duì)象池隊(duì)列
*/
private Queue mQueue;
/**
* 創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象池
*
* @param size 對(duì)象池最大容量
*/
public ObjectsPool(int size) {
mSize = size;
mQueue = new LinkedList<>();
}
/**
* 獲取一個(gè)空閑的對(duì)象
*
* 如果對(duì)象池為空,則對(duì)象池自己會(huì)new一個(gè)返回.
* 如果對(duì)象池內(nèi)有對(duì)象,則取一個(gè)已存在的返回.
* take出來(lái)的對(duì)象用完要記得調(diào)用given歸還.
* 如果不歸還,讓然會(huì)發(fā)生內(nèi)存抖動(dòng),但不會(huì)引起泄漏.
*
* @return 可用的對(duì)象
*
* @see #given(Object)
*/
public T take() {
//如果池內(nèi)為空就創(chuàng)建一個(gè)
if (mQueue.size() == 0) {
return newInstance();
} else {
//對(duì)象池里有就從頂端拿出來(lái)一個(gè)返回
return resetInstance(mQueue.poll());
}
}
/**
* 歸還對(duì)象池內(nèi)申請(qǐng)的對(duì)象
* 如果歸還的對(duì)象數(shù)量超過(guò)對(duì)象池容量,那么歸還的對(duì)象就會(huì)被丟棄
*
* @param obj 歸還的對(duì)象
*
* @see #take()
*/
public void given(T obj) {
//如果對(duì)象池還有空位子就歸還對(duì)象
if (obj != null && mQueue.size() < mSize) {
mQueue.offer(obj);
}
}
/**
* 實(shí)例化對(duì)象
*
* @return 創(chuàng)建的對(duì)象
*/
abstract protected T newInstance();
/**
* 重置對(duì)象
*
* 把對(duì)象數(shù)據(jù)清空到就像剛創(chuàng)建的一樣.
*
* @param obj 需要被重置的對(duì)象
* @return 被重置之后的對(duì)象
*/
abstract protected T resetInstance(T obj);
}
然后，可以定義一個(gè)矩陣對(duì)象池，需要實(shí)現(xiàn)上面的抽象方法。如下所示
public class MatrixPool extends ObjectsPool{
/**
*/
public MatrixPool(int size) {
super(size);
}
@Override
protected Matrix newInstance() {
return new Matrix();
}
@Override
protected Matrix resetInstance(Matrix obj) {
obj.reset();
return obj;
}
}
```
5.3 對(duì)象池使用
至于使用，一般是獲取矩陣對(duì)象，還有歸還矩陣對(duì)象。
/**
*/
private static MatrixPool mMatrixPool = new MatrixPool(16);
/**
* 獲取矩陣對(duì)象
*/
public static Matrix matrixTake() {
return mMatrixPool.take();
}
/**
* 獲取某個(gè)矩陣的copy
*/
public static Matrix matrixTake(Matrix matrix) {
Matrix result = mMatrixPool.take();
if (matrix != null) {
result.set(matrix);
}
return result;
}
/**
* 歸還矩陣對(duì)象
*/
public static void matrixGiven(Matrix matrix) {
mMatrixPool.given(matrix);
}
```
注意事項(xiàng)
如果對(duì)象池為空，則對(duì)象池自己會(huì)new一個(gè)返回。如果對(duì)象池內(nèi)有對(duì)象，則取一個(gè)已存在的返回。take出來(lái)的對(duì)象用完要記得調(diào)用given歸還，如果不歸還，仍然會(huì)發(fā)生內(nèi)存抖動(dòng)，但不會(huì)引起泄漏。
5.4 項(xiàng)目實(shí)踐分享
避免發(fā)生內(nèi)存抖動(dòng)的幾點(diǎn)建議：
盡量避免在循環(huán)體內(nèi)創(chuàng)建對(duì)象，應(yīng)該把對(duì)象創(chuàng)建移到循環(huán)體外。
注意自定義View的onDraw()方法會(huì)被頻繁調(diào)用，所以在這里面不應(yīng)該頻繁的創(chuàng)建對(duì)象。
當(dāng)需要大量使用Bitmap的時(shí)候，試著把它們緩存在數(shù)組中實(shí)現(xiàn)復(fù)用。
對(duì)于能夠復(fù)用的對(duì)象，同理可以使用對(duì)象池將它們緩存起來(lái)。
大多數(shù)對(duì)象的復(fù)用，最終實(shí)施的方案都是利用對(duì)象池技術(shù)，要么是在編寫代碼的時(shí)候顯式的在程序里面去創(chuàng)建對(duì)象池，然后處理好復(fù)用的實(shí)現(xiàn)邏輯，要么就是利用系統(tǒng)框架既有的某些復(fù)用特性達(dá)到減少對(duì)象的重復(fù)創(chuàng)建，從而減少內(nèi)存的分配與回收。
圖片縮放案例：https://github.com/yangchong2...
06.對(duì)象池的容量
通常情況下，我們需要控制對(duì)象池的大小
如果對(duì)象池沒(méi)有限制，可能導(dǎo)致對(duì)象池持有過(guò)多的閑置對(duì)象，增加內(nèi)存的占用
如果對(duì)象池閑置過(guò)小，沒(méi)有可用的對(duì)象時(shí)，會(huì)造成之前對(duì)象池?zé)o可用的對(duì)象時(shí)，再次請(qǐng)求出現(xiàn)的問(wèn)題
對(duì)象池的大小選取應(yīng)該結(jié)合具體的使用場(chǎng)景，結(jié)合數(shù)據(jù)（觸發(fā)池中無(wú)可用對(duì)象的頻率）分析來(lái)確定。
使用對(duì)象池也是要有一定代價(jià)的：短時(shí)間內(nèi)生成了大量的對(duì)象占滿了池子，那么后續(xù)的對(duì)象是不能復(fù)用的。
其他介紹
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掘金：https://juejin.im/user/593943...
03.參考博客
https://www.jianshu.com/p/b74...
對(duì)象池優(yōu)化綜合案例：https://github.com/yangchong2...
對(duì)象池優(yōu)化縮放圖片案例：https://github.com/yangchong2...
