本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種圖片數(shù)據(jù)緩存方法。
背景技術(shù)：
LRU，全稱Least Rencetly Used，即最近最少使用，是一種非常常用的置換算法，也即淘汰最長時(shí)間未使用的對(duì)象。LRU在操作系統(tǒng)中的頁面置換算法中廣泛使用，我們的內(nèi)存或緩存空間是有限的，當(dāng)新加入一個(gè)對(duì)象時(shí)，造成我們的緩存空間不足了，此時(shí)就需要根據(jù)某種算法對(duì)緩存中原有數(shù)據(jù)進(jìn)行淘汰貨刪除，而LRU選擇的是將最長時(shí)間未使用的對(duì)象進(jìn)行淘汰。
根據(jù)LRU算法的思想，要實(shí)現(xiàn)LRU最核心的是要有一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠基于訪問順序來保存緩存中的對(duì)象，這樣我們就能夠很方便的知道哪個(gè)對(duì)象是最近訪問的，哪個(gè)對(duì)象是最長時(shí)間未訪問的。LruCache選擇的是LinkedHashMap這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，LinkedHashMap是一個(gè)雙向循環(huán)鏈表，在構(gòu)造LinkedHashMap時(shí)，通過一個(gè)boolean值來指定LinkedHashMap中保存數(shù)據(jù)的方式。
通過查閱LRU代碼可以知道當(dāng)accessOrder 設(shè)置為 true時(shí)，每當(dāng)我們更新（即調(diào)用put方法）或訪問（即調(diào)用get方法）map中的結(jié)點(diǎn)時(shí)，LinkedHashMap內(nèi)部都會(huì)將這個(gè)結(jié)點(diǎn)移動(dòng)到鏈表的尾部，因此，在鏈表的尾部是最近剛剛使用的結(jié)點(diǎn)，在鏈表的頭部是是最近最少使用的結(jié)點(diǎn)，當(dāng)我們的緩存空間不足時(shí)，就應(yīng)該持續(xù)把鏈表頭部結(jié)點(diǎn)移除掉，直到有剩余空間放置新結(jié)點(diǎn)。
Android應(yīng)用中聯(lián)網(wǎng)加載并顯示圖片時(shí)，為了用戶體驗(yàn)和節(jié)省流量，一定用到圖片的緩存，通過緩存的圖片同時(shí)也能夠快速將圖片展示到UI上，這對(duì)提升用戶體驗(yàn)有很重要的作用，但是現(xiàn)有的圖片加載方式較為落后，實(shí)用性不強(qiáng)。
因而，本發(fā)明提供一種通用數(shù)據(jù)交換接口的實(shí)現(xiàn)方法，本發(fā)明通過利用LRU算法實(shí)現(xiàn)了一種包含內(nèi)存緩存和SD卡緩存。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是針對(duì)以上不足之處，提供一種實(shí)用性強(qiáng)、可廣泛應(yīng)用于異構(gòu)數(shù)據(jù)集成與交換系統(tǒng)中的圖片數(shù)據(jù)緩存方法。
一種圖片數(shù)據(jù)緩存方法，通過內(nèi)存緩存和SD卡緩存來實(shí)現(xiàn)圖片緩存，其中內(nèi)存緩存包含兩個(gè)層級(jí)，SD卡緩存包含一個(gè)層級(jí)的緩存，其具體實(shí)現(xiàn)過程為：
首先在內(nèi)存中開辟一塊緩存空間，該緩存通過強(qiáng)引用類型存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，該緩存空間為每個(gè)應(yīng)用分配的內(nèi)存的八分之一；
在內(nèi)存中開辟一塊二級(jí)緩存空間，通過軟引用類型，來存儲(chǔ)第一層內(nèi)存剔除出來的緩存；
然后在SD卡中建立一個(gè)目錄來存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求得到的圖片數(shù)據(jù)；
最后進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取，首先讀取第一層強(qiáng)引用的緩存，通過get，即鍵值的方式看是否能夠獲取到，如果獲取不到，則讀取第二層軟引用層的緩存，當(dāng)?shù)诙訜o法獲取到緩存數(shù)據(jù)時(shí)，則查詢SD卡中的緩存，三層中有一次命中即立刻返回調(diào)用者，不再向下查詢，如三層均未能命中則此時(shí)需從網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求資源，請(qǐng)求到之后除返回調(diào)用者外還需將請(qǐng)求到的內(nèi)容同時(shí)存入第一層緩存和第三層緩存。
所述內(nèi)存中的一級(jí)緩存空間使用LRU算法，通過軟引用類型存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，即只要存在鍵值必能夠找到對(duì)應(yīng)的實(shí)體；二級(jí)緩存空間使用LRU算法，通過軟引用類型存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，即存儲(chǔ)第一層內(nèi)存剔除出來的實(shí)體。
上述通過鍵值能夠找到對(duì)應(yīng)的實(shí)體是指在一級(jí)緩存空間中，通過鍵值獲取緩存內(nèi)容，提供移出緩存時(shí)的鍵值和緩存內(nèi)容，即通過該一級(jí)緩存空間提供，提供put、get方法，在空間中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的時(shí)候按照LRU算法存儲(chǔ)，當(dāng)緩存中有被替換出的內(nèi)容時(shí)把被替換的內(nèi)容反映出來，以便把被替換的內(nèi)容放到下一層緩存中。
所述一級(jí)緩存空間用來存儲(chǔ)強(qiáng)引用緩存和監(jiān)聽緩存移除事件，其創(chuàng)建過程為，
首先創(chuàng)建第一層級(jí)緩存：
在該第一層緩存空間中配置內(nèi)存容量度量函數(shù)sizeOf函數(shù)，保證總體占據(jù)的空間不超過設(shè)置空間：
配置entryRemoved類，用于監(jiān)聽哪個(gè)圖片資源被移除，并將移除的資源放入二級(jí)緩存：
配置一添加模塊，來添加新圖片資源到該第一層級(jí)緩存空間。
所述第二層級(jí)的緩存結(jié)構(gòu)用軟引用包裝存入的圖片資源，其創(chuàng)建過程為，
首先創(chuàng)建一個(gè)第二層級(jí)的緩存；
在該第二層級(jí)緩存空間中配置內(nèi)存容量度量函數(shù)sizeOf函數(shù)，不讓總體內(nèi)存超過最大內(nèi)存。
當(dāng)向SD卡存儲(chǔ)所有從網(wǎng)絡(luò)獲取到的圖片數(shù)據(jù)時(shí)，存儲(chǔ)方式通過LRU算法實(shí)現(xiàn)。
在創(chuàng)建SD卡的緩存時(shí)，需要指定緩存目錄，應(yīng)用版本，緩存版本和緩存大小，所述SD卡緩存使用DiskLruCache類，由此類直接負(fù)責(zé)對(duì)空間管理。
在進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取時(shí)，通過逐層向下讀取實(shí)現(xiàn)，具體為：首先從強(qiáng)引用存儲(chǔ)區(qū)獲取所需圖片數(shù)據(jù)，如果命中則返回渲染UI，如果不能命中則從軟引用存儲(chǔ)區(qū)獲取，如命中則從中取出需要的數(shù)據(jù)，如果仍未命中則從SD卡的緩存中獲取，當(dāng)還未命中，即都不存在時(shí)則從網(wǎng)絡(luò)獲取數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的一種圖片數(shù)據(jù)緩存方法和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：
本發(fā)明的一種圖片數(shù)據(jù)緩存方法，通過利用LRU算法實(shí)現(xiàn)了一種包含內(nèi)存緩存和SD卡緩存，可方便快速的在UI界面展示緩存的圖片，提高用戶體驗(yàn)，節(jié)省流量，實(shí)用性強(qiáng)，適用范圍廣泛，易于推廣。
附圖說明
附圖1為本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
如附圖1所示，一種圖片數(shù)據(jù)緩存方法，通過內(nèi)存緩存和SD卡緩存來實(shí)現(xiàn)圖片緩存，其中內(nèi)存緩存包含兩個(gè)層級(jí)，SD卡緩存包含一個(gè)層級(jí)的緩存，其具體實(shí)現(xiàn)過程為：
A: 首先內(nèi)存中開辟一塊緩存空間，大約占有每個(gè)應(yīng)用分配的內(nèi)存的八分之一，此緩存使用LRU算法，并且使用強(qiáng)引用類型存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，即只要存在的鍵值必能夠找到對(duì)應(yīng)的實(shí)體，作用是能快速取出最常使用的實(shí)體。
利用LRU算法建立一個(gè)空間有限的，可以存儲(chǔ)強(qiáng)引用的存儲(chǔ)空間。用于存儲(chǔ)從網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求得到的數(shù)據(jù)。
B: 在內(nèi)存中開辟一塊二級(jí)的緩存空間，此空間中可以用來存儲(chǔ)第一層內(nèi)存剔除出來的實(shí)體，此緩存使用LRU算法，與第一層級(jí)不同的是第二層級(jí)使用軟引用作為緩存，這一層級(jí)實(shí)現(xiàn)能夠做到與第一層級(jí)幾近相同的渲染速度，但是因?yàn)槭褂玫氖擒浺?，使用這段內(nèi)存的時(shí)候就不必?fù)?dān)心因?yàn)槭菑?qiáng)引用導(dǎo)致的OOM。
建立一個(gè)空間使用靈活，不影響內(nèi)存空間回收，又能夠提供內(nèi)存級(jí)別讀寫速度的緩存。用于存儲(chǔ)第一層緩存替換下來的仍有可能用到的數(shù)據(jù)。
C: 在SD卡中建立一個(gè)目錄用來存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求得到的圖片數(shù)據(jù)，這一層分配的空間可以比較大，因?yàn)镾D卡的空間是比較大的。同時(shí)，SD卡是三個(gè)層級(jí)的緩存中速度最慢的，類似于PC中內(nèi)存和硬盤，SD卡即相當(dāng)于硬盤，特點(diǎn)是存儲(chǔ)量大，讀取速度慢，但比網(wǎng)絡(luò)快一些，并且更為穩(wěn)定。
在SD卡中開辟一個(gè)屬于本應(yīng)用的目錄空間用來存儲(chǔ)當(dāng)前應(yīng)用從網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求獲取到的數(shù)據(jù)信息，但是這里也不是無限制的向此空間中存儲(chǔ)，只是空間大小可以設(shè)置的比較大一些。
D: 讀取的過程，首先從強(qiáng)引用存儲(chǔ)區(qū)獲取所需圖片數(shù)據(jù)，如果命中則返回渲染UI，如果不能命中則從軟引用存儲(chǔ)區(qū)獲取，如命中則從中取出需要的數(shù)據(jù)。再次，仍未命中則從SD卡的緩存中獲取，最后如前面都不存在則必須從網(wǎng)絡(luò)獲取數(shù)據(jù)。
基于上述步驟，為完成Android軟件能夠?qū)崿F(xiàn)高速和空間利用率高的緩存方案，在設(shè)計(jì)上本發(fā)明完善后的步驟如下：
1）設(shè)計(jì)一個(gè)存在在內(nèi)存中的緩存，能夠?qū)崿F(xiàn)通過鍵值獲取緩存內(nèi)容，能夠提供移出緩存時(shí)的鍵值和緩存內(nèi)容的方法
這里包含的是設(shè)計(jì)一個(gè)指定大小的緩存空間，提供put，get方法，向空間中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的時(shí)候能夠按照LRU算法存儲(chǔ)，當(dāng)緩存中有被替換出的內(nèi)容時(shí)需要把被替換的內(nèi)容反映出來，以便把被替換的內(nèi)容放到下一層緩存中。這里除了直接移除了第一層的存儲(chǔ)之外，又嘗試了存入第二層緩存，原因是此時(shí)移除的緩存內(nèi)容仍然有較大的可能性被用到，所以存入二級(jí)緩存。
2）設(shè)計(jì)一個(gè)第二層級(jí)的緩存，用于存儲(chǔ)第一層緩存。
通過第一層緩存通過替換算法替換緩存，把替換出來的鍵值和實(shí)體存到這一層緩存，目的是為了能夠更好的利用內(nèi)存空間，由于這里的緩存存儲(chǔ)的是軟引用所以不會(huì)影響系統(tǒng)對(duì)內(nèi)存資源的回收。
3）設(shè)計(jì)一個(gè)SD卡緩存，用于存儲(chǔ)所有從網(wǎng)絡(luò)獲取到的圖片數(shù)據(jù)。
SD卡的特點(diǎn)是容量大，但速度比內(nèi)存慢一些，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求返回圖片數(shù)據(jù)的時(shí)候，立刻在這里把數(shù)據(jù)存到SD卡中，到達(dá)SD卡這里的時(shí)候，存儲(chǔ)方式同樣遵循LRU，這樣能夠使存儲(chǔ)的信息不至于過多，影響手機(jī)性能。同時(shí)鍵值對(duì)的對(duì)應(yīng)有是通過URL的MD5編碼來實(shí)現(xiàn)的。
4）讀取緩存內(nèi)容，把讀取到的緩存反饋到調(diào)用者。
讀取緩存需要逐層向下讀取，首先讀取第一層強(qiáng)引用的緩存，通過get（鍵值）的方式看是否能夠獲取到，如果獲取不到，則讀取第二層軟引用層的緩存，在這一層空間有伸縮性，如果內(nèi)存空間比較充足則可以讀取到，如果比較緊張，這里的緩存內(nèi)容也不是很多。這時(shí)需要查詢SD卡中的緩存，SD卡內(nèi)容較多，命中概率較高。三層中有一次命中即立刻返回調(diào)用者，不再向下查詢，如三層均未能命中則此時(shí)需從網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求資源，請(qǐng)求到之后除返回調(diào)用者外還需將請(qǐng)求到的內(nèi)容同時(shí)存入第一層緩存和第三層緩存。
現(xiàn)在以實(shí)例來進(jìn)行詳細(xì)描述，該實(shí)例是在android應(yīng)用界面開發(fā)中的實(shí)際應(yīng)用，解決應(yīng)用@互動(dòng)機(jī)制問題：
1、設(shè)計(jì)一個(gè)第一層級(jí)，強(qiáng)引用的緩存，用來存儲(chǔ)強(qiáng)引用緩存和監(jiān)聽緩存移除事件。
（1）創(chuàng)建第一層級(jí)緩存：
mMemoryFirstLevelCache = new LruCache<String, Bitmap>(cacheSize)
（2）實(shí)現(xiàn)sizeOf方法，實(shí)現(xiàn)這個(gè)方法是為了保證總體占據(jù)的空間不能超過設(shè)置空間：
@Override
protected int sizeOf(String key, SoftReference<Bitmap> value) {
return super.sizeOf(key, value);
}
（3）實(shí)現(xiàn)entryRemoved方法，這里是為了監(jiān)聽哪個(gè)圖片資源被移除，這里移除的資源放入二級(jí)緩存：
@Override
protected void entryRemoved(boolean evicted, String key,
Bitmap oldValue, Bitmap newValue) {
super.entryRemoved(evicted, key, oldValue, newValue);
SoftReference<Bitmap> softReference = new SoftReference<Bitmap>(
oldValue);
mSecondMemoryCache.put(key, softReference);
}
4）實(shí)現(xiàn)添加新圖片資源到緩存空間的方法：
public void addBitmapToMemoryCache(String key, Bitmap bitmap) {
if (getBitmapFromMemoryCache(key) == null) {
mMemoryCache.put(key, bitmap);
}
}
2、設(shè)計(jì)一個(gè)第二層級(jí)的緩存結(jié)構(gòu)，用軟引用包裝存入的圖片資源。
（1）創(chuàng)建一個(gè)第二層級(jí)的緩存。
mMemorySecondLevelCache = new LruCache<String, SoftReference<Bitmap>>(cacheSize)
(2)實(shí)現(xiàn)sizeOf方法，不讓總體內(nèi)存超過最大內(nèi)存。
@Override
protected int sizeOf(String key, SoftReference<Bitmap> value) {
return super.sizeOf(key, value);
}
3、設(shè)計(jì)一個(gè)SD卡的緩存方案，存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。
1）創(chuàng)建一個(gè)SD卡的緩存，需要指定緩存目錄，應(yīng)用版本，緩存版本和緩存大小，這里的SD卡緩存使用DiskLruCache類，由此類直接負(fù)責(zé)對(duì)空間管理：
mDiskThirdLevelCache = DiskLruCache.open(cacheDir, getAppVersion(context),1, 10 * 1024 * 1024);
4、順次讀取緩存內(nèi)容。
（1）讀取第一層緩存：
public Bitmap getBitmapFromMemoryCache(String key) {
if (mMemoryCache.get(key) == null) {
return getBitmapFromSecondMemoryCache(key);
}
return mMemoryCache.get(key);
}
（2）如果第一層為空則讀取第二層緩存：
public Bitmap getBitmapFromSecondMemoryCache(String key) {
if (mSecondMemoryCache.get(key) != null) {
return mSecondMemoryCache.get(key).get();
}
return null;
}
3）如果沒有則查詢SD卡緩存：
snapShot = mDiskLruCache.get(key);
（4）如果SD卡沒有則啟動(dòng)異步任務(wù)獲取資源，同時(shí)把請(qǐng)求結(jié)果存入第一層緩存和SD卡緩存：
CacheTask cacheTask = new CacheTask();
cacheTask.execute(imageUrl);
DiskLruCache.Editor editor = mDiskLruCache.edit(key);
if (editor != null) {
OutputStream outputStream = editor.newOutputStream(0);
if (downloadUrlToStream(imageUrl, outputStream)) {
editor.commit();
} else {
editor.abort();
}
}
通過上面具體實(shí)施方式，所述技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可容易的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不限于上述的具體實(shí)施方式。在公開的實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，所述技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可任意組合不同的技術(shù)特征，從而實(shí)現(xiàn)不同的技術(shù)方案。
除說明書所述的技術(shù)特征外，均為本專業(yè)技術(shù)人員的已知技術(shù)。