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Comment utiliser les opérations bitmap JNI pour éviter les MOO lors de l'utilisation de grandes images?

Contexte

la plupart du temps, obtenir OOM sur Android est dû à l'utilisation de trop de bitmaps et/ou à la création de grands bitmaps.

récemment, j'ai décidé d'essayer JNI afin de permettre d'éviter OOM en stockant les données elles-mêmes du côté JNI.

après avoir joué avec JNI pendant un certain temps, j'ai créé des messages sur SO demandant de l'aide et partageant mes connaissances, et j'ai maintenant décidé de partager un peu plus de code avec vous. voici les articles au cas où quelqu'un serait intéressé à lire les résultats ou à contribuer:

cette fois, j'ai ajouté la possibilité de stocker, restaurer, recadrer et faire pivoter les bitmaps. il devrait être facile d'ajouter plus d'options et je serais heureux si d'autres personnes ici ajoutaient leur propre code à des fonctions plus utiles .

donc le code que je suis sur le point de montrer fusionne en fait tout ce que j'ai créé.

Exemple de code d'utilisation:

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();

Le projet est disponible sur github

  • la page du projet est disponible sur github ici .

  • n'hésitez pas à donner des conseils et à contribuer.

Notes IMPORTANTES

mêmes notes que celles montrées ici , plus:

  • fonctionnalités actuelles qui sont écrites ici (plus mises à jour sur la page du projet):

    • le magasin

    • restaurer

    • tourner de 90 degrés CCW

    • surgir.

  • l'approche que j'ai adoptée pour ce code est à la fois l'efficacité de la mémoire (utilisez uniquement la mémoire dont j'ai besoin et libérez-la lorsqu'elle n'est pas nécessaire) et l'efficacité du processeur (j'ai essayé d'utiliser des pointeurs et des optimisations de cache de mémoire du processeur dans la mesure du possible).

  • pour de meilleures performances, j'ai effectué très peu de validations, notamment sur la partie JNI. il peut être préférable de gérer les validations sur le Java "world".

  • il y a encore beaucoup de fonctionnalités manquantes qui, à mon avis, devraient être ajoutées, et j'espère que j'aurai le temps de les ajouter. si quelqu'un souhaite contribuer, je serai heureux d'ajouter également son code. voici les fonctions qui, je pense, pourraient être utiles:

    • obtenir les informations bitmap actuelles

    • mettre à l'échelle les bitmaps, y compris le choix de l'algorithme à utiliser (le voisin le plus proche et l'interpolation bilinéaire devraient suffire).

    • utiliser différents formats bitmap

    • faire le décodage dans JNI, pour éviter la création du bitmap Java (et ne pas utiliser le tas sur le monde Java) depuis le début, seulement à la fin) , lorsque vous avez terminé toutes les opérations.

    • détection facial

    • rotation dans n'importe quel angle, ou au moins les plus évidents. actuellement, j'ai seulement ajouté une rotation de 90 degrés dans le sens antihoraire.

androidbitmapandroid-ndkjava-native-interfaceout-of-memory
45
android developer

REMARQUE: il s'agit d'un code un peu ancien. pour la plus récente, consultez la page du projet sur github .

jni/Android.mk

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

#bitmap operations module
include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE    := JniBitmapOperations
LOCAL_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();
    }
  }
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