SurfaceView原始碼分析

摘要： 基於 android-27原始碼 https://blog.csdn.net/Luoshengyang/article/details/8661317 1. 什麼是SurfaceView,和普通的View的區別? View適用於主動更新的情況，而Surfac...

1. 什麼是SurfaceView/">SurfaceView,和普通的View的區別?

1. View適用於主動更新的情況，而SurfaceView則適用於被動更新的情況，比如頻繁重新整理介面。
2. View在主執行緒中對頁面進行重新整理，而SurfaceView則開啟一個子執行緒來對頁面進行重新整理。
3. View在繪圖時沒有實現雙緩衝機制，SurfaceView在底層機制中就實現了雙緩衝機制。(當一個動畫爭先顯示時，程式又在改變它，前面還沒有顯示完，程式又請求重新繪製，這樣螢幕就會不停地閃爍。而雙緩衝技術是把要處理的圖片在記憶體中處理好之後，再將其顯示在螢幕上。雙緩衝主要是為了解決 反覆區域性刷屏帶來的閃爍。把要畫的東西先畫到一個記憶體區域裡，然後整體的一次性畫出來。)

2. SurfaceView的繪製原理

Android應用程式視窗是通過SurfaceFlinger服務來繪製自己的UI。一般來說，每一個視窗在SurfaceFlinger服務中都對應有一個Layer，用來描述它的繪圖表面。對於那些具有SurfaceView的視窗來說，每一個SurfaceView在SurfaceFlinger服務中還對應有一個獨立的Layer或者LayerBuffer，用來單獨描述它的繪圖表面，以區別於它的宿主視窗的繪圖表面。

3. SurfaceView的繪製過程

SurfaceView的繪圖表面的建立過程從ViewRoot類的成員函式performTraversals開始

3.1 ViewRoot.performTraversals

host = ViewRoot.mView指向DecorView物件,描述當前視窗的頂級檢視

attachInfo = ViewRoot.mAttachInfo指向的AttachInfo是描述串列埠資訊物件

這個方法的主要作用是判斷繪圖表面是否建立,通知View(ViewGroup)附加到視窗 3.2 ,判斷並通知當前視窗的可見性是否變化 3.5

3.2 ViewGroup.dispatchAttachedToWindow() (DecorView ViewGroup)

遍歷通知子檢視新增到視窗 3.3

3.3 View.dispatchAttachedToWindow() (View)

儲存視窗資訊mAttachInfo,呼叫子類的onAttachedToWindow 3.4

3.4 SurfaceView.onAttachedToWindow() (SurfaceView)

主要做了兩件事:

1 通知父檢視,當前正在處理的SurfaceView需要在宿主視窗的繪圖表面上挖一個洞，即需要在宿主視窗的繪圖表面上設定一塊透明區域。 待更新

2 呼叫從父類View繼承下來的成員函式getWindowSession()來獲得一個實現了IWindowSession介面的Binder代理物件. mSession指向這個物件.主要是想通過binder請求繪製繪圖表面.

3.5 ViewGroup.dispatchWindowVisibilityChanged() (DecorView ViewGroup)

遍歷設定子View的可見性 3.6

3.6 View.dispatchWindowVisibilityChanged() (View)

呼叫成員函式onWindowVisibilityChanged()來讓子類處理可見性變化

3.7 SurfaceView.onWindowVisibilityChanged() (SurfaceView)

設定當前SurfaceView的可見性,呼叫3.8方法,更新檢視,如果還沒有繪製SurfaceView,就請求繪製

3.8 SurfaceView.updateWindow

重要的成員變數解釋:

mSurface:指向特定的繪圖表面,其他的View的繪圖表面是共享的,SurfaceView的是特有的;

mWindow:指向MyWindow物件,每個SurfaceView都關聯了一個實現了IWindow介面的Binder本地物件

mWindowType:描述SurfaceView的視窗型別,預設是顯示多媒體的型別,可通過視窗設定層級,比如media的在下面,media_overlate的在上面;也可以通過修改setZXXX()的值來提升在Z軸的顯示層級

mRequestedType:繪圖表面型別 Layer or LayerBuffer 對應的在SurfaceFlinger的記憶體分配也不一致.

3.8.1 繪圖表面的建立過程:

1. 判斷並準備宿主視窗

2. 獲得SurfaceView寬高

3. 更新記錄SurfaceView的繪製資訊,可見性、位置、大小、繪圖表面畫素格式和型別等等
   

   image

4. 檢查成員變數mWindow的值是否等於null,相當於檢測是否新增到WindowManagerService服務

5. 呼叫成員變數mSession所描述的一個Binder代理物件的成員函式relayout來請求WindowManagerService服務對SurfaceView的UI進行佈局

3.8.2 SurfaceView的挖洞過程:

1. SurfaceView -- SurfaceView.onAttachedToWindow
   呼叫mParent.requestTransparentRegion(SurfaceView.this);來請求在宿主視窗挖洞;
2. ViewGroup -- requestTransparentRegion()
   設定標誌位mPrivateFlags為頂層繪製透明視窗,呼叫mParent(ViewRoot)的方法;
3. ViewRootImp -- requestTransparentRegion()
   檢查執行緒(為非主執行緒),檢查viewRoot指向的物件和傳入的引數是否是同個物件;設定標誌位,調requestLayout()開始重新整理視窗;
4. ViewRootImp -- performTraversals()
   在視窗的UI佈局完成之後，並且在視窗的UI繪製之前，收集嵌入在它裡面的SurfaceView所設定的透明區域的,這樣子View的大小和位置才能確定;
5. ViewGroup -- gatherTransparentRegion() 挖洞過程
   5.1 呼叫父類View的成員函式gatherTransparentRegion來檢查當前正在處理的檢視容器是否需要繪製。
   5.2 遍歷子類的gatherTransparentRegion來繼續往下收集透明區域。
6. SurfaceView -- gatherTransparentRegion()
   假設當前正在處理的SurfaceView不是用作視窗面板，並且也是不需要在宿主視窗的繪圖表面上進行繪製的，而引數region的值又不等於null，那麼SurfaceView類的成員函式gatherTransparentRegion就會先計算好當前正在處理的SurfaceView所佔據的區域，然後再將該區域新增到引數region所描述的區域中去，這樣就可以得到視窗的一個新的透明區域。

3.8.3 SurfaceView的繪製過程:

如果要在一個繪圖表面進行UI繪製，那麼就順序執行以下的操作：

(1). 在繪圖表面的基礎上建立一塊畫布，即獲得一個Canvas物件。

(2). 利用Canvas類提供的繪圖介面在前面獲得的畫布上繪製任意的UI。

(3). 將已經填充好了UI資料的畫布緩衝區提交給SurfaceFlinger服務，以便SurfaceFlinger服務可以將它合成到螢幕上去。

SurfaceView提供了一個SurfaceHolder介面，通過這個SurfaceHolder介面就可以執行第(1)和引(3)個操作;

SurfaceView sv = (SurfaceView )findViewById(R.id.surface_view);
SurfaceHolder sh = sv.getHolder();
Cavas canvas = sh.lockCanvas()
//Draw something on canvas
......
sh.unlockCanvasAndPost(canvas);

1. SurfaceView.getHolder
   獲得SurfaceHolder物件
2. SurfaceHolder.lockCanvas
   因為SurfaceView是在子執行緒執行繪製的,畫布的繪製過程不是執行緒安全的,所以在繪製的時候需要對當前的繪圖表面進行鎖保護--mSurfaceLock;
3. Surface.lockCanvas
   通過JNI方法來在當前正在處理的繪圖表面上獲得一個 圖形緩衝區 ，並且將這個圖形繪衝區封裝在一塊型別為Canvas的畫布中返回給呼叫者使用。

mLockedObject = nativeLockCanvas(mNativeObject, mCanvas, inOutDirty);

這樣就可以開始在mCanvas中繪製

4. SurfaceHolder.unlockCanvasAndPost
   SurfaceHolder類的成員函式unlockCanvasAndPost再呼叫當前正在處理的SurfaceView的成員變數mSurfaceLock所指向的一個ReentrantLock物件的成員函式unlock來解鎖當前正在處理的SurfaceView的繪圖表面
5. Surface.unlockCanvasAndPost

mHwuiContext.unlockAndPost(canvas);

將在前面的Step 3中所獲得的一個圖形緩衝區提交給SurfaceFlinger服務，以便SurfaceFlinger服務可以在合適的時候將該圖形緩衝區合成到螢幕上去顯示，這樣就可以將對應的SurfaceView的UI展現出來了;繪製後釋放鎖

總結:

SurfaceView有以下三個特點：

A. 具有獨立的繪圖表面；

B. 需要在宿主視窗上挖一個洞來顯示自己；

C. 它的UI繪製可以在獨立的執行緒中進行，這樣就可以進行復雜的UI繪製，並且不會影響應用程式的主執行緒響應使用者輸入。