Android App中实现图片异步加载的实例分享

一、概述
一般大量图片的加载，比如gridview实现手机的相册功能，一般会用到lrucache，线程池，任务队列等；那么异步消息处理可以用哪呢？
1、用于ui线程当bitmap加载完成后更新imageview
2、在图片加载类初始化时，我们会在一个子线程中维护一个loop实例，当然子线程中也就有了messagequeue，looper会一直在那loop停着等待消息的到达，当有消息到达时，从任务队列按照队列调度的方式（fifo,lifo等），取出一个任务放入线程池中进行处理。
简易的一个流程：当需要加载一张图片，首先把加载图片加入任务队列，然后使用loop线程（子线程）中的hander发送一个消息，提示有任务到达，loop()（子线程）中会接着取出一个任务，去加载图片，当图片加载完成，会使用ui线程的handler发送一个消息去更新ui界面。
说了这么多，大家估计也觉得云里来雾里去的，下面看实际的例子。

二、图库功能的实现
该程序首先扫描手机中所有包含图片的文件夹，最终选择图片最多的文件夹，使用gridview显示其中的图片

1、布局文件

<relativelayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" 
 xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools" 
 android:layout_width="match_parent" 
 android:layout_height="match_parent" > 
 
 <gridview 
  android:id="@+id/id_gridview" 
  android:layout_width="match_parent" 
  android:layout_height="match_parent" 
  android:cachecolorhint="@android:color/transparent" 
  android:columnwidth="90dip" 
  android:gravity="center" 
  android:horizontalspacing="20dip" 
  android:listselector="@android:color/transparent" 
  android:numcolumns="auto_fit" 
  android:stretchmode="columnwidth" 
  android:verticalspacing="20dip" > 
 </gridview> 
 
</relativelayout> 

布局文件相当简单就一个gridview
2、mainactivity

package com.example.zhy_handler_imageloader; 
 
import java.io.file; 
import java.io.filenamefilter; 
import java.util.arrays; 
import java.util.hashset; 
import java.util.list; 
 
import android.app.activity; 
import android.app.progressdialog; 
import android.content.contentresolver; 
import android.database.cursor; 
import android.net.uri; 
import android.os.bundle; 
import android.os.environment; 
import android.os.handler; 
import android.provider.mediastore; 
import android.widget.gridview; 
import android.widget.imageview; 
import android.widget.listadapter; 
import android.widget.toast; 
 
public class mainactivity extends activity 
{ 
 private progressdialog mprogressdialog; 
 private imageview mimageview; 
  
 /** 
  * 存储文件夹中的图片数量 
  */ 
 private int mpicssize; 
 /** 
  * 图片数量最多的文件夹 
  */ 
 private file mimgdir; 
 /** 
  * 所有的图片 
  */ 
 private list<string> mimgs; 
 
 private gridview mgirdview; 
 private listadapter madapter; 
 /** 
  * 临时的辅助类，用于防止同一个文件夹的多次扫描 
  */ 
 private hashset<string> mdirpaths = new hashset<string>(); 
 
 private handler mhandler = new handler() 
 { 
  public void handlemessage(android.os.message msg) 
  { 
   mprogressdialog.dismiss(); 
   mimgs = arrays.aslist(mimgdir.list(new filenamefilter() 
   { 
    @override 
    public boolean accept(file dir, string filename) 
    { 
     if (filename.endswith(".jpg")) 
      return true; 
     return false; 
    } 
   })); 
   /** 
    * 可以看到文件夹的路径和图片的路径分开保存，极大的减少了内存的消耗； 
    */ 
   madapter = new myadapter(getapplicationcontext(), mimgs, 
     mimgdir.getabsolutepath()); 
   mgirdview.setadapter(madapter); 
  }; 
 }; 
 
 @override 
 protected void oncreate(bundle savedinstancestate) 
 { 
  super.oncreate(savedinstancestate); 
  setcontentview(r.layout.activity_main); 
  mgirdview = (gridview) findviewbyid(r.id.id_gridview); 
  getimages(); 
 
 } 
 
 /** 
  * 利用contentprovider扫描手机中的图片，此方法在运行在子线程中 完成图片的扫描，最终获得jpg最多的那个文件夹 
  */ 
 private void getimages() 
 { 
  if (!environment.getexternalstoragestate().equals( 
    environment.media_mounted)) 
  { 
   toast.maketext(this, "暂无外部存储", toast.length_short).show(); 
   return; 
  } 
  // 显示进度条 
  mprogressdialog = progressdialog.show(this, null, "正在加载..."); 
 
  new thread(new runnable() 
  { 
 
   @override 
   public void run() 
   { 
    uri mimageuri = mediastore.images.media.external_content_uri; 
    contentresolver mcontentresolver = mainactivity.this 
      .getcontentresolver(); 
 
    // 只查询jpeg和png的图片 
    cursor mcursor = mcontentresolver.query(mimageuri, null, 
      mediastore.images.media.mime_type + "=? or " 
        + mediastore.images.media.mime_type + "=?", 
      new string[] { "image/jpeg", "image/png" }, 
      mediastore.images.media.date_modified); 
 
    while (mcursor.movetonext()) 
    { 
     // 获取图片的路径 
     string path = mcursor.getstring(mcursor 
       .getcolumnindex(mediastore.images.media.data)); 
     // 获取该图片的父路径名 
     file parentfile = new file(path).getparentfile(); 
     string dirpath = parentfile.getabsolutepath(); 
      
     //利用一个hashset防止多次扫描同一个文件夹（不加这个判断，图片多起来还是相当恐怖的~~） 
     if(mdirpaths.contains(dirpath)) 
     { 
      continue; 
     } 
     else 
     { 
      mdirpaths.add(dirpath); 
     } 
      
     int picsize = parentfile.list(new filenamefilter() 
     { 
      @override 
      public boolean accept(file dir, string filename) 
      { 
       if (filename.endswith(".jpg")) 
        return true; 
       return false; 
      } 
     }).length; 
     if (picsize > mpicssize) 
     { 
      mpicssize = picsize; 
      mimgdir = parentfile; 
     } 
    } 
    mcursor.close(); 
    //扫描完成，辅助的hashset也就可以释放内存了 
    mdirpaths = null ; 
    // 通知handler扫描图片完成 
    mhandler.sendemptymessage(0x110); 
 
   } 
  }).start(); 
 
 } 
} 

mainactivity也是比较简单的，使用contentprovider辅助，找到图片最多的文件夹后，直接handler去隐藏progressdialog，然后初始化数据，适配器等；
但是稍微注意一下：
（1）在扫描图片时，使用了一个临时的hashset保存扫描过的文件夹，这样可以有效的避免重复扫描。比如，我手机中有个文件夹下面有3000多张图片，如果不判断则会扫描这个文件夹3000多次，处理器时间以及内存的消耗还是很可观的。
（2）在适配器中，保存list<string>的时候，考虑只保存图片的名称，路径单独作为变量传入。一般情况下，图片的路径比图片名长很多，加入有3000张图片，路径长度30，图片平均长度10，则list<string>保存完成路径需要长度为：（30+10）*3000 = 120000 ; 而单独存储只需要：30+10*3000 = 30030 ； 图片越多，节省的内存越客观；
总之，尽可能的去减少内存的消耗，这些都是很容易做到的~

3、gridview的适配器

package com.example.zhy_handler_imageloader; 
 
import java.util.list; 
 
import android.content.context; 
import android.view.layoutinflater; 
import android.view.view; 
import android.view.viewgroup; 
import android.widget.baseadapter; 
import android.widget.imageview; 
 
import com.zhy.utils.imageloader; 
 
public class myadapter extends baseadapter 
{ 
 
 private context mcontext; 
 private list<string> mdata; 
 private string mdirpath; 
 private layoutinflater minflater; 
 private imageloader mimageloader; 
 
 public myadapter(context context, list<string> mdata, string dirpath) 
 { 
  this.mcontext = context; 
  this.mdata = mdata; 
  this.mdirpath = dirpath; 
  minflater = layoutinflater.from(mcontext); 
 
  mimageloader = imageloader.getinstance(); 
 } 
 
 @override 
 public int getcount() 
 { 
  return mdata.size(); 
 } 
 
 @override 
 public object getitem(int position) 
 { 
  return mdata.get(position); 
 } 
 
 @override 
 public long getitemid(int position) 
 { 
  return position; 
 } 
 
 @override 
 public view getview(int position, view convertview, final viewgroup parent) 
 { 
  viewholder holder = null; 
  if (convertview == null) 
  { 
   holder = new viewholder(); 
   convertview = minflater.inflate(r.layout.grid_item, parent, 
     false); 
   holder.mimageview = (imageview) convertview 
     .findviewbyid(r.id.id_item_image); 
   convertview.settag(holder); 
  } else 
  { 
   holder = (viewholder) convertview.gettag(); 
  } 
  holder.mimageview 
    .setimageresource(r.drawable.friends_sends_pictures_no); 
  //使用imageloader去加载图片 
  mimageloader.loadimage(mdirpath + "/" + mdata.get(position), 
    holder.mimageview); 
  return convertview; 
 } 
 
 private final class viewholder 
 { 
  imageview mimageview; 
 } 
 
} 

可以看到与传统的适配器的写法基本没有什么不同之处，甚至在getview里面都没有出现常见的回调（findviewbytag~用于防止图片的错位）；仅仅多了一行代码：

mimageloader.loadimage(mdirpath + "/" + mdata.get(position),holder.mimageview);

是不是用起来还是相当爽的，所有需要处理的细节都被封装了。

4、imageloader
现在才到了关键的时刻，我们封装的imageloader类，当然我们的异步消息处理机制也出现在其中。
首先是一个懒加载的单例

/** 
  * 单例获得该实例对象 
  * 
  * @return 
  */ 
 public static imageloader getinstance() 
 { 
 
  if (minstance == null) 
  { 
   synchronized (imageloader.class) 
   { 
    if (minstance == null) 
    { 
     minstance = new imageloader(1, type.lifo); 
    } 
   } 
  } 
  return minstance; 
 } 

没啥说的，直接调用私有的构造方法，可以看到，默认传入了1（线程池中线程的数量），和lifo（队列的工作方式）

private imageloader(int threadcount, type type) 
 { 
  init(threadcount, type); 
 } 
 
 private void init(int threadcount, type type) 
 { 
  // loop thread 
  mpoolthread = new thread() 
  { 
   @override 
   public void run() 
   { 
    try 
    { 
     // 请求一个信号量 
     msemaphore.acquire(); 
    } catch (interruptedexception e) 
    { 
    } 
    looper.prepare(); 
 
    mpoolthreadhander = new handler() 
    { 
     @override 
     public void handlemessage(message msg) 
     { 
      mthreadpool.execute(gettask()); 
      try 
      { 
       mpoolsemaphore.acquire(); 
      } catch (interruptedexception e) 
      { 
      } 
     } 
    }; 
    // 释放一个信号量 
    msemaphore.release(); 
    looper.loop(); 
   } 
  }; 
  mpoolthread.start(); 
 
  // 获取应用程序最大可用内存 
  int maxmemory = (int) runtime.getruntime().maxmemory(); 
  int cachesize = maxmemory / 8; 
  mlrucache = new lrucache<string, bitmap>(cachesize) 
  { 
   @override 
   protected int sizeof(string key, bitmap value) 
   { 
    return value.getrowbytes() * value.getheight(); 
   }; 
  }; 
 
  mthreadpool = executors.newfixedthreadpool(threadcount); 
  mpoolsemaphore = new semaphore(threadcount); 
  mtasks = new linkedlist<runnable>(); 
  mtype = type == null ? type.lifo : type; 
 
 } 

然后在私有构造里面调用了我们的init方法，在这个方法的开始就创建了mpoolthread这个子线程，在这个子线程中我们执行了looper.prepare,初始化mpoolthreadhander，looper.loop；如果看过上篇博客，一定知道，此时在这个子线程中维护了一个消息队列，且这个子线程会进入一个无限读取消息的循环中，而mpoolthreadhander这个handler发送的消息会直接发送至此线程中的消息队列。然后看mpoolthreadhander中handlemessage的方法，直接调用了gettask方法取出一个任务，然后放入线程池去执行。如果你比较细心，可能会发现里面还有一些信号量的操作的代码 。 简单说一下msemaphore（信号数为1）的作用，由于mpoolthreadhander实在子线程初始化的，所以我在初始化前调用了msemaphore.acquire去请求一个信号量，然后在初始化完成后释放了此信号量，我为什么这么做呢？因为在主线程可能会立即使用到mpoolthreadhander，但是mpoolthreadhander是在子线程初始化的，虽然速度很快，但是我也不能百分百的保证，主线程使用时已经初始化结束，为了避免空指针异常，所以我在主线程需要使用的时候，是这么调用的：

/** 
  * 添加一个任务 
  * 
  * @param runnable 
  */ 
 private synchronized void addtask(runnable runnable) 
 { 
  try 
  { 
   // 请求信号量，防止mpoolthreadhander为null 
   if (mpoolthreadhander == null) 
    msemaphore.acquire(); 
  } catch (interruptedexception e) 
  { 
  } 
  mtasks.add(runnable); 
  mpoolthreadhander.sendemptymessage(0x110); 
 } 

如果mpoolthreadhander没有初始化完成，则会去acquire一个信号量，其实就是去等待mpoolthreadhander初始化完成。如果对此感兴趣的，可以将关于msemaphore的代码注释，然后在初始化mpoolthreadhander使用thread.sleep去暂停1秒，就会发现这样的错误。
初始化结束，就会在getview中调用

mimageloader.loadimage(mdirpath + "/" + mdata.get(position),holder.mimageview);

方法了，所以我们去看loadimage方法吧

/** 
  * 加载图片 
  * 
  * @param path 
  * @param imageview 
  */ 
 public void loadimage(final string path, final imageview imageview) 
 { 
  // set tag 
  imageview.settag(path); 
  // ui线程 
  if (mhandler == null) 
  { 
   mhandler = new handler() 
   { 
    @override 
    public void handlemessage(message msg) 
    { 
     imgbeanholder holder = (imgbeanholder) msg.obj; 
     imageview imageview = holder.imageview; 
     bitmap bm = holder.bitmap; 
     string path = holder.path; 
     if (imageview.gettag().tostring().equals(path)) 
     { 
      imageview.setimagebitmap(bm); 
     } 
    } 
   }; 
  } 
 
  bitmap bm = getbitmapfromlrucache(path); 
  if (bm != null) 
  { 
   imgbeanholder holder = new imgbeanholder(); 
   holder.bitmap = bm; 
   holder.imageview = imageview; 
   holder.path = path; 
   message message = message.obtain(); 
   message.obj = holder; 
   mhandler.sendmessage(message); 
  } else 
  { 
   addtask(new runnable() 
   { 
    @override 
    public void run() 
    { 
 
     imagesize imagesize = getimageviewwidth(imageview); 
 
     int reqwidth = imagesize.width; 
     int reqheight = imagesize.height; 
 
     bitmap bm = decodesampledbitmapfromresource(path, reqwidth, 
       reqheight); 
     addbitmaptolrucache(path, bm); 
     imgbeanholder holder = new imgbeanholder(); 
     holder.bitmap = getbitmapfromlrucache(path); 
     holder.imageview = imageview; 
     holder.path = path; 
     message message = message.obtain(); 
     message.obj = holder; 
     // log.e("tag", "mhandler.sendmessage(message);"); 
     mhandler.sendmessage(message); 
     mpoolsemaphore.release(); 
    } 
   }); 
  } 
 
 } 

这段代码比较长，当然也是比较核心的代码了
10-29行：首先将传入imageview设置了path，然在初始化了一个mhandler用于设置imageview的bitmap，注意此时在ui线程，也就是这个mhandler发出的消息，会在ui线程中调用。可以看到在handlemessage中，我们从消息中取出imageview，bitmap，path；然后将path与imageview的tag进行比较，防止图片的错位，最后设置bitmap;
31行：我们首先去从lrucache中去查找是否已经缓存了此图片
32-40：如果找到了，则直接使用mhandler去发送消息，这里使用了一个imgbeanholder去封装了imageview，bitmap，path这三个对象。然后更新执行handlemessage代码去更新ui
43-66行：如果没有存在缓存中，则创建一个runnable对象作为任务，去执行addtask方法加入任务队列
49行：getimageviewwidth根据imageview获取适当的图片的尺寸，用于后面的压缩图片，代码按顺序贴下下面
54行：会根据计算的需要的宽和高，对图片进行压缩。代码按顺序贴下下面
56行：将压缩后的图片放入缓存
58-64行，创建消息，使用mhandler进行发送，更新ui

/** 
  * 根据imageview获得适当的压缩的宽和高 
  * 
  * @param imageview 
  * @return 
  */ 
 private imagesize getimageviewwidth(imageview imageview) 
 { 
  imagesize imagesize = new imagesize(); 
  final displaymetrics displaymetrics = imageview.getcontext() 
    .getresources().getdisplaymetrics(); 
  final layoutparams params = imageview.getlayoutparams(); 
 
  int width = params.width == layoutparams.wrap_content ? 0 : imageview 
    .getwidth(); // get actual image width 
  if (width <= 0) 
   width = params.width; // get layout width parameter 
  if (width <= 0) 
   width = getimageviewfieldvalue(imageview, "mmaxwidth"); // check 
                 // maxwidth 
                 // parameter 
  if (width <= 0) 
   width = displaymetrics.widthpixels; 
  int height = params.height == layoutparams.wrap_content ? 0 : imageview 
    .getheight(); // get actual image height 
  if (height <= 0) 
   height = params.height; // get layout height parameter 
  if (height <= 0) 
   height = getimageviewfieldvalue(imageview, "mmaxheight"); // check 
                  // maxheight 
                  // parameter 
  if (height <= 0) 
   height = displaymetrics.heightpixels; 
  imagesize.width = width; 
  imagesize.height = height; 
  return imagesize; 
 
 } 

/** 
  * 根据计算的insamplesize，得到压缩后图片 
  * 
  * @param pathname 
  * @param reqwidth 
  * @param reqheight 
  * @return 
  */ 
 private bitmap decodesampledbitmapfromresource(string pathname, 
   int reqwidth, int reqheight) 
 { 
  // 第一次解析将injustdecodebounds设置为true，来获取图片大小 
  final bitmapfactory.options options = new bitmapfactory.options(); 
  options.injustdecodebounds = true; 
  bitmapfactory.decodefile(pathname, options); 
  // 调用上面定义的方法计算insamplesize值 
  options.insamplesize = calculateinsamplesize(options, reqwidth, 
    reqheight); 
  // 使用获取到的insamplesize值再次解析图片 
  options.injustdecodebounds = false; 
  bitmap bitmap = bitmapfactory.decodefile(pathname, options); 
 
  return bitmap; 
 } 

接下来看addtask的代码：

/** 
  * 添加一个任务 
  * 
  * @param runnable 
  */ 
 private synchronized void addtask(runnable runnable) 
 { 
  try 
  { 
   // 请求信号量，防止mpoolthreadhander为null 
   if (mpoolthreadhander == null) 
    msemaphore.acquire(); 
  } catch (interruptedexception e) 
  { 
  } 
  mtasks.add(runnable); 
  mpoolthreadhander.sendemptymessage(0x110); 
 } 

可以看到，简单把任务放入任务队列，然后使用mpoolthreadhander发送一个消息到后台的loop中，后台的loop会取出消息执行：

mthreadpool.execute(gettask());

execute执行的就是上面分析的runnable中的run方法了。
注意一下：上述代码中还会看到mpoolsemaphore这个信号量的身影，说下用处；因为调用addtask之后，会直接去从任务队列取出一个任务，放入线程池，由于线程池内部其实也维持着一个队列，那么”从任务队列取出一个任务”这个动作会瞬间完成，直接加入线程池维护的队列中；这样会造成比如用户设置了调度队列为lifo，但是由于”从任务队列取出一个任务”这个动作会瞬间完成，队列中始终维持在空队列的状态，所以让用户感觉lifo根本没有效果；所以我按照用户设置线程池工作线程的数量设置了一个信号量，这样在保证任务执行完后，才会从任务队列去取任务，使得lifo有着很好的效果；有兴趣的可以注释了所有的mpoolsemaphore代码，测试下就明白了。
到此代码基本介绍完毕。细节还是很多的，后面会附上源码，有兴趣的研究下代码，没有兴趣的，可以运行下代码，如果感觉流畅性不错，体验不错，可以作为工具类直接使用，使用也就getview里面一行代码。

贴一下效果图，我手机最多的文件夹大概3000张图片，加载速度还是相当相当流畅的：

真机录的，有点丢帧，注意看效果图，中间我疯狂拖动滚动条，但是图片基本还是瞬间显示的。
说一下，fifo如果设置为这个模式，在控件中不做处理的话，用户拉的比较慢效果还是不错的，但是用户手机如果有个几千张，瞬间拉到最后，最后一屏图片的显示可能需要喝杯茶了~当然了，大家可以在控件中做处理，要么，拖动的时候不去加载图片，停在来再加载。或者，当手机抬起，给了一个很大的加速度，屏幕还是很快的滑动时停止加载，停下时加载图片。
lifo这个模式可能用户体验会好很多，不管用户拉多块，最终停下来的那一屏图片都会瞬间显示~
最后掰一掰使用异步消息处理机制作为背后的子线程的好处，其实直接用一个子线程也可以实现，但是，这个子线程run中可能需要while(true）然后每隔200毫秒甚至更短的时间去查询任务队列是否有任务，没有则thread.sleep，然后再去查询；这样如果长时间没有去添加任务，这个线程依然会不断的去查询；
而异步消息机制，只有在发送消息时才会去执行，当然更准确；当长时间没有任务到达时，也不会去查询，会一直阻塞在这；还有一点，这个机制android内部实现的，怎么也比我们搞个thread稳定性、效率高吧~