Android 三级缓存(网络+LruCache(原理分析)+DeskLruCache)

什么是三级缓存

• 网络缓存, 不优先加载, 速度慢,浪费流量
• 本地缓存, 次优先加载, 速度快
• 内存缓存, 优先加载, 速度最快

为什么要使用三级缓存

• 如今的 Android App 经常会需要网络交互，通过网络获取图片是再正常不过的事了
• 假如每次启动的时候都从网络拉取图片的话，势必会消耗很多流量。在当前的状况下，对于非wifi用户来说，流量还是很贵的，一个很耗流量的应用，其用户数量级肯定要受到影响
• 特别是，当我们想要重复浏览一些图片时，如果每一次浏览都需要通过网络获取，流量的浪费可想而知
• 所以提出三级缓存策略，通过网络、本地、内存三级缓存图片，来减少不必要的网络交互，避免浪费流量
• 在Android开发中，如果图片过多，而我们又没有对图片进行有效的缓存，就很容易导致OOM（Out Of Memory）错误。因此，图片的缓存是非常重要的，尤其是对图片非常多的应用。现在很多框架都做了很好的图片缓存处理，如【Fresco】、【Glide】等。

三级缓存原理

• 首次加载 Android App 时，肯定要通过网络交互来获取图片，之后我们可以将图片保存至本地SD卡和内存中
• 之后运行 App 时，优先访问内存中的图片缓存，若内存中没有，则加载本地SD卡中的图片
• 总之，只在初次访问新内容时，才通过网络获取图片资源

在具体了解三级缓存的工作原理之前有必要先介绍几个概念。

       实例和对象：

          对象是类的一个实例，创建对象的过程也叫类的实例化。对象是以类为模板来创建的。这样在安卓的底部就会用堆来存储对象的实例，栈来存储类的对象。引用是指某些对象的实例化需要其它的对象实例，比如ImageView的实例化就需要Context对象，就是表示ImageView对于Context持有引用(ImageView holds a reference to Context)。

       垃圾回收机制（GC）：
          对虚拟机可用内存空间，即堆空间中的对象进行识别，如果对象正在被引用，那么称其为存活对象，反之，如果对象不再被引用，则为垃圾对象，可以回收其占据的空间，用于再分配。更细致来讲就是对于GC来说，当程序员创建对象时，GC就开始监控这个对象的地址、大小以及使用情况。通常GC采用有向图的方式记录并管理堆中的所有对象，通过这种方式确定哪些对象时“可达”，哪些对象时“不可达”。当对象不可达的时候，即对象不再被引用的时候，就会被垃圾回收。该机制对虚拟机中的内存进行标记，并确定哪些内存需要回收，根据一定的回收策略，自动的回收内存，永不停息（Nerver Stop）的保证虚拟机中的内存空间，防止出现内存泄露和溢出问题。

       内存泄露：
          当不再需要某个实例后，但是这个对象却仍然被引用，这个情况就叫做内存泄露(Memory Leak)。安卓虚拟机为每一个应用分配一定的内存空间，当内存泄露到达一定的程度就会造成内存溢出。

       内存的引用：
          内存的引用级别包括，强引用、软引用、弱引用、虚引用。强引用是默认的引用方式, 即使内存溢出,也不会回收。软引用（softReference）, 内存不够时, 会考虑回收。 弱引用 （WeakReference）内存不够时, 更会考虑回收。虚引用（PhantomReference） 内存不够时, 最优先考虑回收! 一般我们常用到的引用就是强引用，比如引用创建一个成员变量里面的引用。对于GC来说， SoftReference的强度明显低于 SrongReference。SoftReference修饰的引用，其告诉GC：我是一个 软引用，当内存不足的时候，我指向的这个内存是可以给你释放掉的。一般对于这种占用内存资源比较大的，又不是必要的变量；或者一些占用大量内存资源的一些缓存的变量，就需要考虑 SoftReference。对于GC来说， WeakReference 的强度又明显低于 SoftReference 。 WeakReference 修饰的引用，其告诉GC：我是一个弱引用，对于你的要求我没有话说，我指向的这个内存是可以给你释放掉的。虚引用其实和上面讲到的各种引用不是一回事的，他主要是为跟踪一个对象何时被GC回收。在android里面也是有用到的：FileCleaner.java 。这些避免内存溢出的引用方式在Android 2.3+的版本上已经不再起太大作用, 因为垃圾回收器会频繁回收非强引用的对象, Android官方建议使用LRUCache。所以当我们用软引用进行内存缓存时会发现内存中的资源会被系统频繁回收。最终是从本地进行读数据。

        这样我们就能很好的理解要三级缓存了。首先，在内存读数据。内存中读数据需要用到最近最少引用算法（lrucache）。Lrucache算法要求为new LruCache<String, Bitmap>()传入一个分配给软件的最大内存，同时重写sizeof（）方法，计算每一张图片的大小。这样就可以直接调用LruCache的put（）和get（）方法。当发现内存中没用数据是时，找到SD卡中的存储文件。通过Bitmap的compress()方法向文件夹中写数据，通过位图工厂BitmapFactory的decodeStream()读取数据，同时可以为decodeStream（）方法传入options参数，缩小图片。最后如果，本地仍然没有获取数据，在从网络获取。网络获取数据可以用异步任务来执行（耗时操作不能再主线程中执行）。异步任务需要重写onPostExecute()方法和doInBackground()方法。doInBackground()方法中访问网路，这里用到的是Httpurlconnection，通过连接得到输入流，利用位图工厂转换成位图，返回。onPostExecute()方法在doInBackground()方法执行后执行，传入的参数数doInBackground()方法的返回值。

代码实现我在这块就不多讲了，网上一搜一大堆都可以用，接下来我来讲讲LruCache(算法)；

LruCache：最近最少引用算法  ，什么意思呢，  因为是缓存所以往里面放数据 1 2 3 4 5  第一次看 是1 2 3 4 5  如果指定看 2那么就成了 21345  就是进次看的放前面，不看的放后面，因为LruCache的缓存有大小限制 在往里面存放，内存满的话后面的5 会自动被回收，这样就非常的实用，举个例子，比如淘宝，搜索的最多的类型会经常看到，没搜索的不会看到！LruCache源码里面是一个LinkedHashMap，自带一个‘有道’哪里不会划哪里，非常简单！

DeskLruCache：

我们知道为了防止多图OOM的核心解决思路就是使用LruCache技术。但LruCache只是管理了内存中图片的存储与释放，如果图片从内存中被移除的话，那么又需要从网络上重新加载一次图片，这显然非常耗时。对此，Google又提供了一套硬盘缓存的解决方案：DiskLruCache(非Google官方编写，但获得官方认证)。只可惜，Android Doc中并没有对DiskLruCache的用法给出详细的说明，而网上关于DiskLruCache的资料也少之又少，因此今天我准备专门写一篇博客来详细讲解DiskLruCache的用法，以及分析它的工作原理，那么我们先来看一下有哪些应用程序已经使用了DiskLruCache技术。在我所接触的应用范围里，Dropbox、Twitter、网易新闻等都是使用DiskLruCache来进行硬盘缓存的，其中Dropbox和Twitter大多数人应该都没用过，那么我们就从大家最熟悉的网易新闻开始着手分析，来对DiskLruCache有一个最初的认识吧。

相信所有人都知道，网易新闻中的数据都是从网络上获取的，包括了很多的新闻内容和新闻图片

但是不知道大家有没有发现，这些内容和图片在从网络上获取到之后都会存入到本地缓存中，因此即使手机在没有网络的情况下依然能够加载出以前浏览过的新闻。而使用的缓存技术不用多说，自然是DiskLruCache了

其实DiskLruCache并没有限制数据的缓存位置，可以自由地进行设定，但是通常情况下多数应用程序都会将缓存的位置选择为 /sdcard/Android/data/<application package>/cache 这个路径。选择在这个位置有两点好处：第一，这是存储在SD卡上的，因此即使缓存再多的数据也不会对手机的内置存储空间有任何影响，只要SD卡空间足够就行。第二，这个路径被Android系统认定为应用程序的缓存路径，当程序被卸载的时候，这里的数据也会一起被清除掉，这样就不会出现删除程序之后手机上还有很多残留数据的问题。

详细可以看：https://blog.youkuaiyun.com/guolin_blog/article/details/28863651