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AndroidManifest.xml：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    package="com.xiesir.example21downimage">

    <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET"/>

    <application
        android:allowBackup="true"
        android:icon="@mipmap/ic_launcher"
        android:label="@string/app_name"
        android:supportsRtl="true"
        android:theme="@style/AppTheme">
        <activity android:name=".MainActivity">
            <intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.MAIN" />

                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
            </intent-filter>
        </activity>
    </application>

</manifest>

activity_main.xml：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin"
    android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin"
    android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin"
    android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin"
    android:orientation="vertical"
    tools:context="com.xiesir.example21downimage.MainActivity">

    <RelativeLayout
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content">

        <Button
            android:id="@+id/btnDown"
            android:text="查看"
            android:onClick="downClick"
            android:layout_alignParentRight="true"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content" />

        <EditText
            android:id="@+id/etURL"
            android:hint="请输入网址"
            android:lines="1"
            android:layout_toLeftOf="@id/btnDown"
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="wrap_content" />
    </RelativeLayout>

    <ImageView
        android:id="@+id/iv"
        android:layout_gravity="center"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content" />
</LinearLayout>

MainActivity.java：

package com.xiesir.example21downimage;

import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.BitmapFactory;
import android.os.Handler;
import android.os.Message;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.widget.EditText;
import android.widget.ImageView;
import android.widget.Toast;

import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.InputStream;
import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.URL;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    Handler handler = new Handler() {
        // 只要消息队列有消息，此方法就会在主线程执行
        public void handleMessage(Message msg) {
            // 刷新UI
            switch (msg.what) {
                case 1:
                    ImageView iv = (ImageView) findViewById(R.id.iv);
                    iv.setImageBitmap((Bitmap) msg.obj);
                    break;
                case 2:
                    Toast.makeText(MainActivity.this, "请求失败o(╯□╰)o", Toast.LENGTH_LONG).show();
                    break;
            }
        }
    };

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
    }

    public void downClick(View v) {

        EditText etURL = (EditText) findViewById(R.id.etURL);
        final String path;
        if (etURL.getText().toString().isEmpty())
            // http://pic.pp3.cn/uploads//201509/2015092411.jpg
            path = "http://pic.pp3.cn/uploads//201509/2015092405.jpg";
        else
            path = etURL.getText().toString();

        final File file = new File(getCacheDir(), path.substring(path.lastIndexOf("/") + 1));

        if (file.exists()) {
            System.out.println("从缓存获取");
            Bitmap bm = BitmapFactory.decodeFile(file.getAbsolutePath());

            Message msg = new Message();
            msg.obj = bm;
            msg.what = 1;
            handler.sendMessage(msg);
            // 现在在主线程中，所以也可以直接在界面上显示图像
            // ImageView iv = (ImageView) findViewById(R.id.iv);
            // iv.setImageBitmap((Bitmap) msg.obj);
        } else {
            Thread t = new Thread() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println("从网络获取");
                    URL url;
                    try {
                        // 1.使用网址构造一个URL对象
                        url = new URL(path);
                        // 2.获取连接对象
                        HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) url.openConnection();
                        // 3.设置一些属性
                        // 设置请求方式，注意大写
                        conn.setRequestMethod("GET");
                        // 设置请求超时
                        conn.setConnectTimeout(8000);
                        // 设置读取超时
                        conn.setReadTimeout(8000);
                        // 4.发送请求，建立连接，获取响应码，判断请求是否成功
                        if (conn.getResponseCode() == 200) {
                            // 获取服务器返回的流，流里包含客户端请求的数据
                            InputStream is = conn.getInputStream();

                            // 我们自己读取流里的数据，读取1k，就把1k写到本地文件缓存起来
                            byte[] b = new byte[1024];
                            int len;

                            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);
                            while ((len = is.read(b)) != -1)
                                fos.write(b, 0, len);
                            fos.close();

                            //                        因为缓存时已经把流里数据读取完了，此时流里没有任何数据
                            //                        Bitmap bm = BitmapFactory.decodeStream(is);

                            Bitmap bm = BitmapFactory.decodeFile(file.getAbsolutePath());

                            // 当子线程需要刷新ui时，只需发送一条消息至消息队列
                            // 发送消息至消息队列，主线程会执行handleMessage
                            Message msg = new Message();
                            //消息对象本身是可以携带数据的
                            msg.obj = bm;
                            //使用what标注消息是什么类型的
                            msg.what = 1;
                            handler.sendMessage(msg);
                        } else {
                            // 如果消息池有消息，取出消息池第一条消息，返回，如果没有，就new一个消息返回
                            // Message msg = handler.obtainMessage();
                            // msg.what = 2;
                            // handler.sendMessage(msg);

                            handler.sendEmptyMessage(2);
                        }
                    } catch (Exception e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            };

            t.start();
        }
    }

}

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参考：