Android Bitmap的内存大小是如何计算的？

3月 22 2017 性能优化 Bitmap, Drawable, 内存评论字数统计: 2.1k(字) 阅读时长: 8(分)

一、前言

本来只想说下Bitmap和内存的基本关系，但发现如果真的想把这看似简单的事情说清楚，实际上未必那么简单，你不信？不妨先尝试下回答下面几个问题！

问1：什么是dpi？什么是dp？答：你在侮辱我？我拒绝回答！（：无辜脸
问2：以Nexus6为例，分辨率1440*2560，5.96英寸，ppi是什么？dpi是什么？1dp是多少像素？
问3：还以Nexus6为例，一张180*180的图片，放置在设置了wrap_content属性的ImageView中，当这张图片，分别放在drawable-nodpi,drawable-mdpi,drawable-hdpi, drawable-xxhdpi,drawable-xxxhdpi这几个资源目录中，在屏幕上分别显示多大(像素)的图片？
问4：这张图片占用的内存大小分别为多少？
问5：如果设置ImageView的宽和高为固定的值，如50px，那么上述情况下，加载的Bitmap占用内存大小分别为多大？

本文主要围绕上述问题，介绍Android图片资源加载的基本机制，图片的内存大小如何计算，以及内存图片分析工具。

二、基础概念

px：像素(pixel)，指的是屏幕上的物理点，最小的独立显示单位
ppi：每英寸像素点(Pixels Per Inch)，之前我自己的理解就是使用勾股定理，通过屏幕长宽计算出对角线的长度，再除以屏幕对角线英寸值。
dpi：每英寸点(Dots Per Inch)，和ppi有什么区别？
dp：像素无关点(Density-Independent pixel)，这个Android定义的虚拟值，和px关系式是px = dp * (dpi / 160)，为啥？

ppi

ppi指的是水平方向或者竖直方向上每英寸的像素值，先说为啥很多对ppi的理解都有问题。很多文章利用勾股定理计算手机屏幕对角线像素个数！！但是手机屏幕的像素分布是点阵分布，点阵的对角线像素点不是用勾股定理算出来的，而是等于它的行数或者列数，为啥用对角线计算？因为一般手机的尺寸说的就是对角线英寸值，而不知道长宽的英寸值。这里有个公式推导：
设 X/x = Y/y = ppi，这里X为水平像素值，x为水平英寸值，Y为竖直像素值，y为竖直英寸值。则(X²+Y²）/（x²+y²）=（X/x）²=（Y/y）²，这个公式可通过勾股定理和相似三角形原理证明。ppi的计算只是形式和勾股定理一样但并不是勾股定理的意思，分子也不是对角线的像素数！！ppi的计算公式可表示为：√(X²+Y²）/对角线英寸。但不意味着ppi是使用勾股定理计算对角线像素值获得的~~

DPI、PPI、DP、PX 的详细计算方法及算法来源是什么？fsk的回答

dpi

dpi是由ppi确定的，还是以Nexue6为例，通过ppi的计算公式，可以计算出Nexues6的ppi为492,参照下表，应该在xxxhdpi的范围内，但它的dpi并不是492。实际上dpi只有120(low)、160(medium)、240(high)、260、280、300、320(xhigh)、340、360、400、420、480（xxhpdi）、560、640（xxxhpi）这几种，可以参照android.util.DisplayMetrics的源码。通过getResources().getDisplayMetrics().densityDpi可以获取手机实际的dpi。

DisplayMetrics.java源码链接

1dp在Nexues6上是多少像素？
1dp * (560/160) = 3.5px

如何更改手机的dpi

需要root的手机
更改/system/build.prop中的ro.sf.lcd_density属性，这个值越小，屏幕密度越高
adb reboot 重启手机

如何快速查看手机屏幕信息

adb shell dumpsys display | findstr DisplayDeviceInfo

三、回到问题

以Nexus6为例，一张180*180的图片，放在设置了wrap_content属性的ImageView中，当这张图片，分别放置在drawable-nodpi,drawable-mdpi,drawable-hdpi, drawable-xxhdpi,drawable-xxxhdpi这几个资源目录中，在屏幕上分别显示多大(像素)的图片？

答：根据上面的分析，可以看到nexus6，是属于xxxhpi的屏幕，获取到dpi为560。如果把180大小的图片只放在xxxhdpi目录中，是不是屏幕就会显示180px的大小？其实并不是，dpi=640的才是真正的xxxhdpi(这里需要看DisplayMetrics的源码)，当Android系统加载图片时，会针对当前系统的dpi和图片目录的source dpi比较做相应比例的缩放，如果一张图片放在drawable-xxxhdpi目录，这是告诉系统，针对dpi为640的手机屏幕上，这张图片是刚刚好的，它的scale为1.0，同理，drawable-xxhpi对应480dpi，drawable-xhdpi对应的是320dpi。如果希望180*180在nexues6的屏幕上按照原有尺寸显示，只有将其放在drawable-nodpi或者drawable-560dpi目录中才可以。

回到问题，如果将180*180放入hdpi目录中，那实际显示的图片大小应该为：int (180 * (560 / 240) +0.5f ) = 420px，实际图片的大小应该为420px！同理:
放入xhdpi目录中，实际大小应该为int (180 * (560 / 320) +0.5f ) = 315px
放入xxhdpi目录中，实际大小应该为int (180 * (560 / 480) +0.5f ) = 210px

BitmapFactory.cpp源码链接

如果用小的Bitmap容器，放置较大的Bitmap，那这个Bitmap的尺寸大小是按照容器的大小计算？还是按照dpi缩放的规则计算？

四、一张图片占多大内存

现在我们已经知道了一张图片放置在不同的资源目录中，系统decode的bitmap的尺寸大小是如何计算的了。一张图片大概占用多少内存，其实只用看一个像素占用多少内存就可以喽？我们都知道屏幕上的颜色是有R，G，B加透明度表示的，Android官方支持的RGB格式，主要是ALPHA_8，RGB_565 ，ARGB_4444，ARGB_8888 这几种。

以ARGB_8888为例，表示一个像素点，使用8位表示透明度，8位表示Red，8位表示Green，8位表示Blue。加起来，一个像素就需要4byte，同理，RGB_565一个像素需要2byte。

public enum Config {
    ALPHA_8     (1),
    RGB_565     (3),
    @Deprecated
    ARGB_4444   (4),
    ARGB_8888   (5);
    final int nativeInt;
    Config(int ni) {
        this.nativeInt = ni;
    }
}

Android decode资源图片时默认会选择ARGB_8888，如果将180*180放入hdpi目录中，那实际大小应该为int (180 * (560 / 240) +0.5f ) = 420px，像素内存大小为 420 * 420 * 4 = 705600byte = 689kb。同理:
放入xhdpi目录中，实际大小应该为int (180 * (560 / 320) +0.5f ) = 315px，像素内存大小为315 * 315 * 4 = 396900byte = 387.6kb
放入xxhdpi目录中，实际大小应该为int (180 * (560 / 480) +0.5f ) = 210px，像素内存大小为210 * 210 * 4 = 176400byte = 172.2kb

五、如何分析内存中的图片问题？

说了这么多，终于到了我原本想说的。Android的内存优化需要重点关注的几个方面，Bitmap的加载，Activity的泄露，webview内存等。图片的内存问题，是很多Android应用，特别是电商APP需要首要关注的问题。那如何简单的分析出内存中Bitmap的情况，这里提供一个工具。借助leakcanary的思路，通过分析内存堆dump文件中android.graphics.Bitmap对象的情况，将内存中Bitmap对象批量保存到图片文件中，这样就可以直观的看到内存中加载的Bitmap个数、内容和大小，进而分析可能的内存问题。