如何在使用大图像时使用JNI位图操作来帮助避免OOM？

Question

如何在使用大图像时使用JNI位图操作来帮助避免OOM？背景大多数时候，在Android上获取OOM是由于使用了太多位图和/或创建大位图。最近我决定试用JNI，以便通过将数据本身存储在JNI端来避免OOM。在与JNI搞砸了一段时间后，我在SO上创建了一些帖子，寻求帮助并分享我的知识，现在我决定与你分享更多代码。如果有人有兴趣阅读调查结果或做出贡献，这里有帖子：如何将位图缓存到本机内存中在Android上使用JNI进行图像解码和操作JNI - 如何使用具有不同字段的多个Jni包装器实例？使用JNI和NDK旋转位图这一次，我添加了存储，恢复，裁剪和旋转位图的功能。它应该很容易添加更多选项，如果其他人在这里将自己的代码添加到更有用的功能，我会很高兴。所以我要展示的代码实际上是合并了我创造的所有东西。示例使用代码：Bitmap bitmap=BitmapFactory.decodeResource(getResources(),R.drawable.ic_launcher);final int width=bitmap.getWidth(),height=bitmap.getHeight();// store the bitmap in the JNI "world"final JniBitmapHolder bitmapHolder=new JniBitmapHolder(bitmap);// no need for the bitmap on the java "world", since the operations are done on the JNI "world"bitmap.recycle();// crop a center square from the bitmap, from (0.25,0.25) to (0.75,0.75) of the bitmap.bitmapHolder.cropBitmap(width/4,height/4,width*3/4,height*3/4);//rotate the bitmap:bitmapHolder.rotateBitmapCcw90();//get the output java bitmap , and free the one on the JNI "world"bitmap=bitmapHolder.getBitmapAndFree();该项目可在github上获得项目页面可在github上找到。随时提供建议和贡献。重要笔记与此处显示的相同的注释，加上：此处编写的当前功能（在项目页面上更新）：商店恢复逆时针旋转90度作物。我为这段代码采用的方法是内存效率（仅使用我需要的内存，并在不需要时释放它）和CPU效率（我尽可能使用指针和CPU内存缓存优化）。为了获得最佳性能，我做了很少的验证，特别是在JNI部分。最好管理java“world”上的验证。我认为应该添加许多缺失的功能，我希望我有时间添加它们。如果有人愿意贡献，我也很乐意添加他们的代码。以下是我认为可能有用的功能：获取当前位图信息缩放位图，包括选择使用哪种算法（最近邻和双线性插值应该足够）。使用不同的位图格式在JNI中进行解码，以避免从一开始就创建java位图（而不是在java世界中使用堆），只是在完成所有操作时才结束。面部检测任何角度的旋转，或至少是明显的旋转。目前我只增加了90度逆时针旋转。

Answer 1

注意：这是一个有点旧的代码。对于最新的，请查看github上的项目页面。

JNI / Android.mk

LOCAL_PATH := $(call my-dir)#bitmap operations moduleinclude $(CLEAR_VARS)LOCAL_MODULE    := JniBitmapOperationsLOCAL_SRC_FILES := JniBitmapOperations.cpp
LOCAL_LDLIBS := -llog
LOCAL_LDFLAGS += -ljnigraphics

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)APP_OPTIM := debug
LOCAL_CFLAGS := -g#if you need to add more module, do the same as the one we started with (the one with the CLEAR_VARS)

JNI / JniBitmapOperations.cpp

#include <jni.h>#include <jni.h>#include <android/log.h>#include <stdio.h>#include <android/bitmap.h>#include <cstring>#include <unistd.h>#define  LOG_TAG    "DEBUG"#define  LOGD(...)  __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG,LOG_TAG,__VA_ARGS__)#define  LOGE(...)  __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR,LOG_TAG,__VA_ARGS__)extern "C"
  {
  JNIEXPORT jobject JNICALL Java_com_jni_bitmap_1operations_JniBitmapHolder_jniStoreBitmapData(JNIEnv * env, jobject obj, jobject bitmap);
  JNIEXPORT jobject JNICALL Java_com_jni_bitmap_1operations_JniBitmapHolder_jniGetBitmapFromStoredBitmapData(JNIEnv * env, jobject obj, jobject handle);
  JNIEXPORT void JNICALL Java_com_jni_bitmap_1operations_JniBitmapHolder_jniFreeBitmapData(JNIEnv * env, jobject obj, jobject handle);
  JNIEXPORT void JNICALL Java_com_jni_bitmap_1operations_JniBitmapHolder_jniRotateBitmapCcw90(JNIEnv * env, jobject obj, jobject handle);
  JNIEXPORT void JNICALL Java_com_jni_bitmap_1operations_JniBitmapHolder_jniCropBitmap(JNIEnv * env, jobject obj, jobject handle, uint32_t left, uint32_t top, uint32_t right, uint32_t bottom);
  }class JniBitmap
  {
  public:
    uint32_t* _storedBitmapPixels;
    AndroidBitmapInfo _bitmapInfo;
    JniBitmap()
      {
      _storedBitmapPixels = NULL;
      }
  };/**crops the bitmap within to be smaller. note that no validations are done*/ //JNIEXPORT void JNICALL Java_com_jni_bitmap_1operations_JniBitmapHolder_jniCropBitmap(JNIEnv * env, jobject obj, jobject handle, uint32_t left, uint32_t top, uint32_t right, uint32_t bottom)
  {
  JniBitmap* jniBitmap = (JniBitmap*) env->GetDirectBufferAddress(handle);
  if (jniBitmap->_storedBitmapPixels == NULL)
    return;
  uint32_t* previousData = jniBitmap->_storedBitmapPixels;
  uint32_t oldWidth = jniBitmap->_bitmapInfo.width;
  uint32_t newWidth = right - left, newHeight = bottom - top;
  uint32_t* newBitmapPixels = new uint32_t[newWidth * newHeight];
  uint32_t* whereToGet = previousData + left + top * oldWidth;
  uint32_t* whereToPut = newBitmapPixels;
  for (int y = top; y < bottom; ++y)
    {
    memcpy(whereToPut, whereToGet, sizeof(uint32_t) * newWidth);
    whereToGet += oldWidth;
    whereToPut += newWidth;
    }
  //done copying , so replace old data with new one
  delete[] previousData;
  jniBitmap->_storedBitmapPixels = newBitmapPixels;
  jniBitmap->_bitmapInfo.width = newWidth;
  jniBitmap->_bitmapInfo.height = newHeight;
  }/**rotates the inner bitmap data by 90 degress counter clock wise*/ //JNIEXPORT void JNICALL Java_com_jni_bitmap_1operations_JniBitmapHolder_jniRotateBitmapCcw90(JNIEnv * env, jobject obj, jobject handle)
  {
  JniBitmap* jniBitmap = (JniBitmap*) env->GetDirectBufferAddress(handle);
  if (jniBitmap->_storedBitmapPixels == NULL)
    return;
  uint32_t* previousData = jniBitmap->_storedBitmapPixels;
  AndroidBitmapInfo bitmapInfo = jniBitmap->_bitmapInfo;
  uint32_t* newBitmapPixels = new uint32_t[bitmapInfo.height * bitmapInfo.width];
  int whereToPut = 0;
  // A.D D.C
  // ...>...
  // B.C A.B
  for (int x = bitmapInfo.width - 1; x >= 0; --x)
    for (int y = 0; y < bitmapInfo.height; ++y)
      {
      uint32_t pixel = previousData[bitmapInfo.width * y + x];
      newBitmapPixels[whereToPut++] = pixel;
      }
  delete[] previousData;
  jniBitmap->_storedBitmapPixels = newBitmapPixels;
  uint32_t temp = bitmapInfo.width;
  bitmapInfo.width = bitmapInfo.height;
  bitmapInfo.height = temp;
  }/**free bitmap*/  //JNIEXPORT void JNICALL Java_com_jni_bitmap_1operations_JniBitmapHolder_jniFreeBitmapData(JNIEnv * env, jobject obj, jobject handle)
  {
  JniBitmap* jniBitmap = (JniBitmap*) env->GetDirectBufferAddress(handle);
  if (jniBitmap->_storedBitmapPixels == NULL)
    return;
  delete[] jniBitmap->_storedBitmapPixels;
  jniBitmap->_storedBitmapPixels = NULL;
  delete jniBitmap;
  }/**restore java bitmap (from JNI data)*/  //JNIEXPORT jobject JNICALL Java_com_jni_bitmap_1operations_JniBitmapHolder_jniGetBitmapFromStoredBitmapData(JNIEnv * env, jobject obj, jobject handle)
  {
  JniBitmap* jniBitmap = (JniBitmap*) env->GetDirectBufferAddress(handle);
  if (jniBitmap->_storedBitmapPixels == NULL)
    {
    LOGD("no bitmap data was stored. returning null...");
    return NULL;
    }
  //
  //creating a new bitmap to put the pixels into it - using Bitmap Bitmap.createBitmap (int width, int height, Bitmap.Config config) :
  //
  //LOGD("creating new bitmap...");
  jclass bitmapCls = env->FindClass("android/graphics/Bitmap");
  jmethodID createBitmapFunction = env->GetStaticMethodID(bitmapCls, "createBitmap", "(IILandroid/graphics/Bitmap$Config;)Landroid/graphics/Bitmap;");
  jstring configName = env->NewStringUTF("ARGB_8888");
  jclass bitmapConfigClass = env->FindClass("android/graphics/Bitmap$Config");
  jmethodID valueOfBitmapConfigFunction = env->GetStaticMethodID(bitmapConfigClass, "valueOf", "(Ljava/lang/String;)Landroid/graphics/Bitmap$Config;");
  jobject bitmapConfig = env->CallStaticObjectMethod(bitmapConfigClass, valueOfBitmapConfigFunction, configName);
  jobject newBitmap = env->CallStaticObjectMethod(bitmapCls, createBitmapFunction, jniBitmap->_bitmapInfo.width, jniBitmap->_bitmapInfo.height, bitmapConfig);
  //
  // putting the pixels into the new bitmap:
  //
  int ret;
  void* bitmapPixels;
  if ((ret = AndroidBitmap_lockPixels(env, newBitmap, &bitmapPixels)) < 0)
    {
    LOGE("AndroidBitmap_lockPixels() failed ! error=%d", ret);
    return NULL;
    }
  uint32_t* newBitmapPixels = (uint32_t*) bitmapPixels;
  int pixelsCount = jniBitmap->_bitmapInfo.height * jniBitmap->_bitmapInfo.width;
  memcpy(newBitmapPixels, jniBitmap->_storedBitmapPixels, sizeof(uint32_t) * pixelsCount);
  AndroidBitmap_unlockPixels(env, newBitmap);
  //LOGD("returning the new bitmap");
  return newBitmap;
  }/**store java bitmap as JNI data*/  //JNIEXPORT jobject JNICALL Java_com_jni_bitmap_1operations_JniBitmapHolder_jniStoreBitmapData(JNIEnv * env, jobject obj, jobject bitmap)
  {
  AndroidBitmapInfo bitmapInfo;
  uint32_t* storedBitmapPixels = NULL;
  //LOGD("reading bitmap info...");
  int ret;
  if ((ret = AndroidBitmap_getInfo(env, bitmap, &bitmapInfo)) < 0)
    {
    LOGE("AndroidBitmap_getInfo() failed ! error=%d", ret);
    return NULL;
    }
  LOGD("width:%d height:%d stride:%d", bitmapInfo.width, bitmapInfo.height, bitmapInfo.stride);
  if (bitmapInfo.format != ANDROID_BITMAP_FORMAT_RGBA_8888)
    {
    LOGE("Bitmap format is not RGBA_8888!");
    return NULL;
    }
  //
  //read pixels of bitmap into native memory :
  //
  //LOGD("reading bitmap pixels...");
  void* bitmapPixels;
  if ((ret = AndroidBitmap_lockPixels(env, bitmap, &bitmapPixels)) < 0)
    {
    LOGE("AndroidBitmap_lockPixels() failed ! error=%d", ret);
    return NULL;
    }
  uint32_t* src = (uint32_t*) bitmapPixels;
  storedBitmapPixels = new uint32_t[bitmapInfo.height * bitmapInfo.width];
  int pixelsCount = bitmapInfo.height * bitmapInfo.width;
  memcpy(storedBitmapPixels, src, sizeof(uint32_t) * pixelsCount);
  AndroidBitmap_unlockPixels(env, bitmap);
  JniBitmap *jniBitmap = new JniBitmap();
  jniBitmap->_bitmapInfo = bitmapInfo;
  jniBitmap->_storedBitmapPixels = storedBitmapPixels;
  return env->NewDirectByteBuffer(jniBitmap, 0);
  }

SRC / COM / JNI / bitmap_operations / JniBitmapHolder.java

package com.jni.bitmap_operations;import java.nio.ByteBuffer;import android.graphics.Bitmap;import android.util.Log;public class JniBitmapHolder
  {
  ByteBuffer _handler =null;
  static
    {
    System.loadLibrary("JniBitmapOperations");
    }

  private native ByteBuffer jniStoreBitmapData(Bitmap bitmap);

  private native Bitmap jniGetBitmapFromStoredBitmapData(ByteBuffer handler);

  private native void jniFreeBitmapData(ByteBuffer handler);

  private native void jniRotateBitmapCcw90(ByteBuffer handler);

  private native void jniCropBitmap(ByteBuffer handler,final int left,final int top,final int right,final int bottom);

  public JniBitmapHolder()
    {}

  public JniBitmapHolder(final Bitmap bitmap)
    {
    storeBitmap(bitmap);
    }

  public void storeBitmap(final Bitmap bitmap)
    {
    if(_handler!=null)
      freeBitmap();
    _handler=jniStoreBitmapData(bitmap);
    }

  public void rotateBitmapCcw90()
    {
    if(_handler==null)
      return;
    jniRotateBitmapCcw90(_handler);
    }

  public void cropBitmap(final int left,final int top,final int right,final int bottom)
    {
    if(_handler==null)
      return;
    jniCropBitmap(_handler,left,top,right,bottom);
    }

  public Bitmap getBitmap()
    {
    if(_handler==null)
      return null;
    return jniGetBitmapFromStoredBitmapData(_handler);
    }

  public Bitmap getBitmapAndFree()
    {
    final Bitmap bitmap=getBitmap();
    freeBitmap();
    return bitmap;
    }

  public void freeBitmap()
    {
    if(_handler==null)
      return;
    jniFreeBitmapData(_handler);
    _handler=null;
    }

  @Override
  protected void finalize() throws Throwable
    {
    super.finalize();
    if(_handler==null)
      return;
    Log.w("DEBUG","JNI bitmap wasn't freed nicely.please rememeber to free the bitmap as soon as you can");
    freeBitmap();
    }
  }