Bitmap 详解与图片压缩

Bitmap 是 Android 中最占内存的资源之一。本章梳理 Bitmap 的配置信息、常用操作、BitmapFactory 的使用以及内存回收机制。

一、配置信息与压缩方式

Bitmap 中有两个内部枚举类：Config 用来设置颜色配置信息，CompressFormat 用来设置压缩方式。

Config 颜色配置

Config	单位像素所占字节数	说明
ALPHA_8	1	颜色信息只由透明度组成，占 8 位
ARGB_4444	2	颜色信息由 rgba 四部分组成，每部分占 4 位，共 16 位
ARGB_8888	4	颜色信息由 rgba 四部分组成，每部分占 8 位，共 32 位。默认配置，最占空间
RGB_565	2	颜色信息由 rgb 组成，R 占 5 位、G 占 6 位、B 占 5 位，共 16 位
RGBA_F16	8	Android 8.0 新增，更丰富的色彩表现（HDR）
HARDWARE	特殊	Android 8.0 新增，Bitmap 直接存储在 graphic memory

性能优化或防 OOM 时通常使用 RGB_565：ALPHA_8 只有透明度无意义，ARGB_4444 显示不清楚，ARGB_8888 占用内存最多。

图片占用内存大小计算

$$内存大小 = 宽 \times 高 \times 单位像素字节数$$

例如一张 400×500 的 PNG 图片，若解码为 ARGB_8888（4 字节/像素），占用内存为：400 × 500 × 4 = 800KB。注意 PNG 文件本身的大小（压缩后）与解码后的内存占用无关，内存占用取决于解码时选择的 Config。

CompressFormat 压缩方式

格式	说明
JPEG	有损压缩，压缩后可保存为 .jpg 或 .jpeg
PNG	无损压缩，支持透明
WEBP	谷歌推出的格式，同等质量下体积更小（有损和无损两种）

二、常用操作

裁剪、缩放、旋转、移动

Matrix matrix = new Matrix();
matrix.postScale(0.8f, 0.9f);   // 缩放
matrix.postRotate(-45);          // 旋转，参数为正则向右旋
matrix.postTranslate(100, 80);   // 平移，在上一次修改的基础上再次修改
Bitmap bitmap = Bitmap.createBitmap(source, 0, 0,
        source.getWidth(), source.getHeight(), matrix, true);

Bitmap 与 Drawable 转换

// Drawable -> Bitmap
public static Bitmap drawableToBitmap(Drawable drawable) {
    Bitmap bitmap = Bitmap.createBitmap(drawable.getIntrinsicWidth(),
            drawable.getIntrinsicHeight(),
            drawable.getOpacity() != PixelFormat.OPAQUE
                    ? Bitmap.Config.ARGB_8888 : Bitmap.Config.RGB_565);
    Canvas canvas = new Canvas(bitmap);
    drawable.setBounds(0, 0, drawable.getIntrinsicWidth(), drawable.getIntrinsicHeight());
    drawable.draw(canvas);
    return bitmap;
}

// Bitmap -> Drawable
public static Drawable bitmapToDrawable(Resources resources, Bitmap bm) {
    return new BitmapDrawable(resources, bm);
}

保存与释放

Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.test);
File file = new File(getFilesDir(), "test.jpg");
try {
    FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream(file);
    bitmap.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG, 90, outputStream);
    outputStream.flush();
    outputStream.close();
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}
// 释放 bitmap 的资源，这是一个不可逆转的操作
bitmap.recycle();

三、BitmapFactory 与 Options

常用 Option 字段

字段	说明
inJustDecodeBounds	设为 true 不获取图片、不分配内存，但会返回图片宽高信息
inSampleSize	图片缩放的倍数
outWidth / outHeight	获取图片的宽高值
inPreferredConfig	色彩模式，默认 ARGB_8888；对透明度无要求时用 RGB_565（1 像素 2 字节）
inScaled	为 true 时进行图片压缩，从 inDensity 到 inTargetDensity
inDither	为 true 时解码器尝试抖动解码
inMutable	配置 Bitmap 是否可以更改
inPurgeable	内存不足时存储 Pixel 的内存空间是否可被回收

采样压缩（防 OOM 核心）

public Bitmap decodeSampledBitmap(String filePath, int reqWidth, int reqHeight) {
    BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
    options.inJustDecodeBounds = true; // 只测量宽高，不分配内存
    BitmapFactory.decodeFile(filePath, options);

    int inSampleSize = 1;
    if (options.outHeight > reqHeight || options.outWidth > reqWidth) {
        inSampleSize = options.outWidth > options.outHeight
                ? Math.round((float) options.outHeight / reqHeight)
                : Math.round((float) options.outWidth / reqWidth);
    }

    options.inJustDecodeBounds = false;
    options.inSampleSize = inSampleSize;
    return BitmapFactory.decodeFile(filePath, options);
}

四、内存回收

if (bitmap != null && !bitmap.isRecycled()) {
    bitmap.recycle(); // 回收并且置为 null
    bitmap = null;
}

Bitmap 类的构造方法都是私有的，只能通过 BitmapFactory 的静态方法实例化。生成 Bitmap 最终都是通过 JNI 调用实现的，所以 Bitmap 包含两部分内存：

• Java 部分： Bitmap 对象本身，系统 GC 会自动回收。
• C 部分（Native 内存）： 虚拟机不能直接回收，必须调用 recycle() 方法释放。

从 Bitmap 源码可以看到 recycle() 方法内部确实调用了 JNI 方法。Android 3.0 之后 Bitmap 的像素数据转移到堆内存（Java 侧管理），但 recycle() 仍是释放内存的推荐方式之一。

五、图片三级缓存

为了减少网络交互、避免浪费流量，采用"内存 → 本地 → 网络"三级缓存策略：

级别	加载顺序	特点
内存缓存	优先访问	速度最快
本地缓存（SD 卡）	次优先	速度快，不耗流量
网络加载	最后	慢、费流量，仅首次访问新内容时使用

原理： 首次加载 App 时通过网络获取图片，保存至本地 SD 卡和内存中；之后运行优先访问内存缓存，若内存中没有则加载本地缓存，只有初次访问新内容时才走网络。