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Android二级缓存之物理存储介质上的缓存DiskLruCache
Android DiskLruCache属于物理性质的缓存，相较于LruCache缓存，则DiskLruCache属于Android二级缓存中的最后一级。通常Android缓存分为两级，第一级是内存缓存，第二级是物理缓存也即DiskLruCache。顾名思义，DiskLruCache就是将数据缓存到Android的物理介质如外部存储器存储卡、内部存储器存储卡上。
关于LruCache缓存即内存缓存，我在之前写过一系列文章，详情请见附录文章2，3。本文介绍Android硬件级的缓存策略：DiskLruCache。 DiskLruCache的Android谷歌官方实现代码链接： DiskLruCache.java Android谷歌官方源代码实现链接： 事实上，由于DiskLruCache实现原理和过程透明公开，有不少第三方实现，在github上有一个比较流行的DiskLruCache开源实现版本，其项目主页： 本文将基于JakeWharton实现的DiskLruCache开源库为例说明。使用JakeWharton实现的DiskLruCache，需要先将github上的代码下载，下载后，直接复制到自己项目代码java目录下作为自己的源代码直接使用即可。（1）DiskLruCache的初始化。
public static DiskLruCache open(File directory, int appVersion, int valueCount, long maxSize);
DiskLruCache使用前首先需要从一个静态方法open创建一个DiskLruCache实例。
一个缓存目录directory，缓存目录directory可以用Android系统提供的默认缓存目录，也可以自己指定一个显而易见的目录。 DiskLruCache在open缓存目录时候，如果前后appVersion不同则销魂缓存。 valueCount类似于指明一个数组的长度，通常是1，是1 的话，那么在后面写缓存newOutputStream时候是newOutputStream(0)，因为类似数组下标。长度为1的数组，那么数组中只有一个元素且该元素的下标是0。同样，读的时候也是getInputStream(0)。 maxSize意义简单，指定DiskLruCache缓存的大小，总不能让DiskLruCache无限制缓存吧。所以一般要给DiskLruCache指定一个适当的缓存尺寸和限制，一般是10 * 1024 * 1024，10MB。我写的初始化例子：
private void makeDiskLruCache() { try { File cacheDir = getDiskCacheDir(this, UNIQUENAME); if (!cacheDir.exists()) { Log.d(TAG, "缓存目录不存在，创建之..."); cacheDir.mkdirs(); } else Log.d(TAG, "缓存目录已存在，不需创建."); //第二个参数我选取APP的版本code。DiskLruCache如果发现第二个参数version不同则销毁缓存 //第三个参数为1，在写缓存的流时候，newOutputStream(0)，0为索引，类似数组的下标 mDiskLruCache = DiskLruCache.open(cacheDir, getVersionCode(this), 1, DISK_CACHE_MAX_SIZE); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } （2）往DiskLruCache写缓存的一般过程。
DiskLruCache的缓存是<K,V>结构。缓存写入DiskLruCache，首先要从DiskLruCache获得一个DiskLruCache.Editor，用DiskLruCache.Editor的editor传递参数key进去，再获得一个OutputStream，拿到这个OutputStream，就可以把DiskLruCache当作一个接收数据的输出流往里面写数据。写完不要忘记commit。一个DiskLruCache写缓存的代码片段：//把byte字节写入缓存DiskLruCache private void writeToDiskLruCache(String url, byte[] buf) throws Exception { Log.d(TAG, url + " : 开始写入缓存..."); //DiskLruCache缓存需要一个key，我先把url转换成md5字符串， //然后以md5字符串作为key键 String key=urlToKey(url); DiskLruCache.Editor editor = mDiskLruCache.edit(key); OutputStream os = editor.newOutputStream(0); os.write(buf); os.flush(); editor.commit(); mDiskLruCache.flush(); Log.d(TAG, url + " : 写入缓存完成."); } （3）从DiskLruCache读缓存的一般过程。
直接的以之前写缓存时候的key键从DiskLruCache中读取：DiskLruCache.get(key)，获得一个快照DiskLruCache.Snapshot，如果这个DiskLruCache.Snapshot为null，则说明没有缓存，如果有，则说明已经缓存，然后从DiskLruCache.Snapshot组建一个输入流把缓存数据恢复出来即可。读缓存的代码：//从DiskLruCache中读取缓存 private Bitmap readBitmapFromDiskLruCache(String url) { DiskLruCache.Snapshot snapShot = null; try { //把url转换成一个md5字符串，然后以这个md5字符串作为key String key = urlToKey(url); snapShot = mDiskLruCache.get(key); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } if (snapShot != null) { Log.d(TAG, "发现缓存:" + url); InputStream is = snapShot.getInputStream(0); Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(is); Log.d(TAG, "从缓存中读取Bitmap."); return bitmap; } else return null; } 再写一个完整的简单例子说明。一个ImageView，ImageView需要加载一个网路图片，该图片是我的csdn博客头像。例子中，代码启动后，在为ImageView加载网络图片时候，会首先检查本地DiskLruCache中是否有缓存，如果有则直接使用缓存，如果没有，则重新开启一个线程下载图片资源，图片下载完成后，一方面要设置到ImageView中，同时要把图片数据写入DiskLruCache缓存中。
package zhangphil.app;import android.content.Context;import android.content.pm.PackageInfo;import android.content.pm.PackageManager;import android.graphics.Bitmap;import android.graphics.BitmapFactory;import android.os.Environment;import android.os.Handler;import android.os.Message;import android.support.v7.app.AppCompatActivity;import android.os.Bundle;import android.util.Log;import android.widget.ImageView;import com.jakewharton.disklrucache.DiskLruCache;import java.io.BufferedInputStream;import java.io.ByteArrayOutputStream;import java.io.File;import java.io.InputStream;import java.io.OutputStream;import java.net.HttpURLConnection;import java.net.URL;import java.security.MessageDigest;import java.security.NoSuchAlgorithmException;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;public class MainActivity extends AppCompatActivity { private Handler handler; private ExecutorService pool; // 默认的线程池容量 private int DEFAULT_TASK_NUMBER = 10; private final int WHAT = 0xe001; private String TAG = "zhangphil_tag"; private String UNIQUENAME = "zhangphil_cache"; private DiskLruCache mDiskLruCache = null; //缓存大小 private int DISK_CACHE_MAX_SIZE = 10 * 1024 * 1024; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_main); //初始化DiskLruCache，创建DiskLruCache实例 makeDiskLruCache(); //创建容量为 asyncTaskNumber 的线程池。 pool = Executors.newFixedThreadPool(DEFAULT_TASK_NUMBER); final ImageView image = (ImageView) findViewById(R.id.image); handler = new Handler() { @Override public void handleMessage(Message msg) { switch (msg.what) { case WHAT: image.setImageBitmap((Bitmap) msg.obj); } } }; //一个测试的URL连接，从这个链接下载一个图片加载到ImageView中 String image_url = "http://avatar.csdn.net/9/7/A/1_zhangphil.jpg"; getBitmap(image_url); } private void getBitmap(String url) { //首先从DiskLruCache读取缓存，缓存是否有该url的图片缓存 Bitmap bmp = readBitmapFromDiskLruCache(url); if (bmp == null) { //如果缓存中没有，则创建一个线程下载 Thread t = new DownloadThread(url); //把线程放到线程池中下载 pool.execute(t); } else { //在DiskLruCache中发现缓存，直接复用 sendResult(bmp); } } //从DiskLruCache中读取缓存 private Bitmap readBitmapFromDiskLruCache(String url) { DiskLruCache.Snapshot snapShot = null; try { //把url转换成一个md5字符串，然后以这个md5字符串作为key String key = urlToKey(url); snapShot = mDiskLruCache.get(key); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } if (snapShot != null) { Log.d(TAG, "发现缓存:" + url); InputStream is = snapShot.getInputStream(0); Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(is); Log.d(TAG, "从缓存中读取Bitmap."); return bitmap; } else return null; } //把byte字节写入缓存DiskLruCache private void writeToDiskLruCache(String url, byte[] buf) throws Exception { Log.d(TAG, url + " : 开始写入缓存..."); //DiskLruCache缓存需要一个key，我先把url转换成md5字符串， //然后以md5字符串作为key键 String key=urlToKey(url); DiskLruCache.Editor editor = mDiskLruCache.edit(key); OutputStream os = editor.newOutputStream(0); os.write(buf); os.flush(); editor.commit(); mDiskLruCache.flush(); Log.d(TAG, url + " : 写入缓存完成."); } private void makeDiskLruCache() { try { File cacheDir = getDiskCacheDir(this, UNIQUENAME); if (!cacheDir.exists()) { Log.d(TAG, "缓存目录不存在，创建之..."); cacheDir.mkdirs(); } else Log.d(TAG, "缓存目录已存在，不需创建."); //第二个参数我选取APP的版本code。DiskLruCache如果发现第二个参数version不同则销毁缓存 //第三个参数为1，在写缓存的流时候，newOutputStream(0)，0为索引，类似数组的下标 mDiskLruCache = DiskLruCache.open(cacheDir, getVersionCode(this), 1, DISK_CACHE_MAX_SIZE); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } // 开辟一个下载线程 private class DownloadThread extends Thread { private String url; public DownloadThread(String url) { this.url = url; } @Override public void run() { try { byte[] imageBytes = loadRawDataFromURL(url); // 数据下载完毕，把新的bitmap数据写入DiskLruCache缓存 writeToDiskLruCache(url, imageBytes); Bitmap bmp = BitmapFactory.decodeByteArray(imageBytes, 0, imageBytes.length); sendResult(bmp); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } } // 发送消息通知：bitmap已经下载完成。 private void sendResult(Bitmap bitmap) { Message message = handler.obtainMessage(); message.what = WHAT; message.obj = bitmap; handler.sendMessage(message); } //从一个url下载原始数据，本例是一个图片资源。 public byte[] loadRawDataFromURL(String u) throws Exception { Log.d(TAG, "开始下载 " + u); URL url = new URL(u); HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) url.openConnection(); InputStream is = conn.getInputStream(); BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(is); ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream(); final int BUFFER_SIZE = 2048; final int EOF = -1; int c; byte[] buf = new byte[BUFFER_SIZE]; while (true) { c = bis.read(buf); if (c == EOF) break; baos.write(buf, 0, c); } conn.disconnect(); is.close(); byte[] data = baos.toByteArray(); baos.flush(); Log.d(TAG, "下载完成! " + u); return data; } /* * * 当SD卡存在或者SD卡不可被移除的时候，就调用getExternalCacheDir()方法来获取缓存路径， * 否则就调用getCacheDir()方法来获取缓存路径。 * 前者获取到的就是 /sdcard/Android/data/ /cache * 而后者获取到的是 /data/data/ /cache 。 * * */ public File getDiskCacheDir(Context context, String uniqueName) { String cachePath = null; if (Environment.MEDIA_MOUNTED.equals(Environment.getExternalStorageState()) || !Environment.isExternalStorageRemovable()) { cachePath = context.getExternalCacheDir().getPath(); } else { cachePath = context.getCacheDir().getPath(); } File dir = new File(cachePath + File.separator + uniqueName); Log.d(TAG, "缓存目录:" + dir.getAbsolutePath()); return dir; } //版本名 public static String getVersionName(Context context) { return getPackageInfo(context).versionName; } //版本号 public static int getVersionCode(Context context) { return getPackageInfo(context).versionCode; } private static PackageInfo getPackageInfo(Context context) { PackageInfo pi = null; try { PackageManager pm = context.getPackageManager(); pi = pm.getPackageInfo(context.getPackageName(), PackageManager.GET_CONFIGURATIONS); return pi; } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } return pi; } public String urlToKey(String url) { return getMD5(url); } /* * 传入一个字符串String msg，返回Java MD5加密后的16进制的字符串结果。 * 结果形如：c0e84e870874dd37ed0d164c7986f03a */ public static String getMD5(String msg) { MessageDigest md = null; try { md = MessageDigest.getInstance("MD5"); } catch (NoSuchAlgorithmException e) { e.printStackTrace(); } md.reset(); md.update(msg.getBytes()); byte[] bytes = md.digest(); String result = ""; for (byte b : bytes) { // byte转换成16进制 result += String.format("%02x", b); } return result; }} 涉及到Android网络操作和存储设备的读写，不要忘记加相关权限：
附录文章：
1，《基于Java LinkedList,实现Android大数据缓存策略》链接地址： 2，《使用新式LruCache取代SoftReference缓存图片，Android异步加载图片》链接地址： 3，《使用Android新式LruCache缓存图片，基于线程池异步加载图片》链接地址： 4，《Java MD5（字符串）》链接地址： 5，《从一个URL下载原始数据，基于byte字节》链接地址：6，《Android获取App版本号和版本名》链接地址：
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