【问题标题】：iOS UIImage storage formats, memory usage and encoding / decodingiOS UIImage存储格式、内存使用和编码/解码
【发布时间】：2014-01-02 12:15:32
【问题描述】：

iOS 如何存储从压缩数据（jpeg2000、png、jpg 等）加载的图像

示例：[UIImage imageWithData:pngData]

它是在内部存储实际编码字节并按需解压缩，还是永久解压缩为原始像素或其他格式？

【问题讨论】：

标签： ios image png jpeg

【解决方案1】：

我在 iPad 2 上创建了一个测试应用程序，它使用以下三种方法加载了 200 个 384x384 像素 jpeg2000 图像文件（价值 117,964,800 字节的原始像素）：[UIImage imageNamed]、[UIImage imageWithContentsOfFile:] 和 [UIImage imageWithData]。 jpeg2000 文件集是 100 个纹理，然后我将它们复制到额外的 100 个带有“复制”后缀的文件中，以查看 iOS 是否执行任何重复文件检查，它会执行此操作。更多内容请参见下文。

测试分两步完成

只需加载图像并将它们存储在一个数组中。
一个单独的按钮为每个图像创建 UIImageViews 并显示它们。

结果如下：

[UIImage imageNamed:]

第 1 步：内存只增加了大约所有 jpeg2000 文件的总和（每个文件大约 50K，因此内存增加了大约 5 MB）。我假设此时没有复制重复文件，并且以某种方式被 iOS 合并，因为如果没有重复检查，此时内存将增加 10MB。

第 2 步： 内存显着增加（达到大约 200 MB），可能是因为图像被解码为 BGRA 格式以准备在 UIImageView 中显示。看起来在这个阶段没有重复过滤，并且为每个图像分配了单独的原始内存。我不知道为什么，但这比实际的原始像素内存使用量应该多出大约 80 MB。

[UIImage imageWithContentsOfFile:]

第 1 步： 内存使用与 [UIImage imageNamed:] 相同，因此在此阶段进行了重复过滤。

第 2 步：内存使用量增加到 130 MB。出于某种原因，这比 [UIImage imageNamed:] 小 70 MB。这个数字更接近 200 张图像的预期原始像素内存量。

[UIImage imageWithData:]

[NSData dataWithContentsOfFile:] 首先使用。

第 1 步：内存使用量为 15 MB。我假设这里没有重复过滤，因为这接近所有 jpeg2000 数据的总文件大小。

第 2 步：内存使用量增加到 139 MB。这比[UIImage imageWithContentsOfFile:] 多，但也不多。

总结

iOS 似乎会引用使用上述三种方法加载的UIImage 的压缩数据，直到实际需要原始像素，然后对其进行解码。

[UIImage imageNamed:] 从未释放内存，因为我所有的图像视图都引用了图像。如果我错开加载并允许运行循环执行，它将释放未引用图像的内存。一个优点是对同一图像的重复[UIImage imageNamed:] 调用基本上是免费的。请勿将此方法用于 GUI 图像以外的任何内容，否则可能会耗尽内存。

[UIImage imageWithContentsOfFile:] 在内存使用方面的行为类似于[UIImage imageNamed:]，直到需要原始像素为止，此时由于某种原因它在内存使用方面效率更高。当 UIImage 被释放时，这个方法也会导致内存立即被释放。使用同一文件重复调用 [UIImage imageWithContentsOfFile:] 似乎会使用缓存副本，直到所有引用该文件的 UIImage 都被释放。

[UIImage imageWithData:] 不进行缓存或重复检查，始终创建新图像。

我测试了与 PNG 文件相同的集合，imageNamed 和 imageWithContentsOfFile 的第 1 步结果显示使用的内存更少（大约 0.5 MB），而 imageWithData 显示了所有压缩的 PNG 文件的总和。我的猜测是 iOS 只是存储对文件的引用，并且在解码之前不会对它做任何其他事情。 PNG 的第 2 步结果是相同的。

【讨论】：

有趣的是[UIImage imageNamed:] 从未刷新其缓存。这是在哪个iOS版本上的？我们已经使用imageNamed: 作为我们的图像缓存很长一段时间了，还没有遇到内存问题。
iOS 6 和 7 都经过测试，从未释放内存
这一切都在一个运行循环中吗？我想知道问题是否在于imageNamed: 在出现内存警告之前不会刷新其缓存，这可能会在随后的运行循环中发生。
这是一个电话。我将再次运行它，并为每个调用异步调度。
错开加载似乎有所帮助，尽管我仍然在屏幕上出现大量图像视图时崩溃。我仍然会错误地将 imageNamed 仅用于 GUI 元素，而将 imageWithContentsOfFile 用于任何大的、临时的或用户生成的东西。

【解决方案2】：

一旦加载到内存中，UIImage 就会采用未压缩的RGBA 格式。这意味着图像在内存中占用width x height x 4 字节，其中width 和height 是以像素为单位的图像大小。

UIImage 在某些情况下可能会提供一些优化，但您应该做好以上计划。

更新：

在我看来，上述情况可能并不总是正确的。 UIImage 具有 CGImage 属性。然后是各种功能，如CGImageGetBitmapInfo 和CGImageGetAlphaInfo 以及其他一些相关功能。这些函数的返回值表明图像可以有多种不同的格式。有各种 32 位格式，以及 24 位和 16 位格式。 alpha 可以是第一个、最后一个或根本不存在。并且字节顺序可以是大端或小端。

【讨论】：

查看我的更新答案。似乎有许多可能的格式。有关我提到的功能，请参阅文档。