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BufferQueue 和 gralloc
要了解 Android 圖形系統(tǒng)，需首先了解后臺(tái)的 BufferQueue 和 gralloc HAL。
BufferQueue 類是 Android 中所有圖形處理操作的核心榜晦。它的作用很簡單：將生成圖形數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的一方（生產(chǎn)方）連接到接受數(shù)據(jù)以進(jìn)行顯示或進(jìn)一步處理的一方（消耗方）杈湾。幾乎所有在系統(tǒng)中移動(dòng)圖形數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的內(nèi)容都依賴于 BufferQueue蒸绩。
gralloc 內(nèi)存分配器會(huì)進(jìn)行緩沖區(qū)分配紊遵，并通過供應(yīng)商特定的 HAL 接口來實(shí)現(xiàn)（請(qǐng)參見hardware/libhardware/include/hardware/gralloc.h）蝠检。alloc()函數(shù)獲得預(yù)期的參數(shù)（寬度、高度肝箱、像素格式）以及一組用法標(biāo)記（詳見下文）。
BufferQueue 生產(chǎn)方和消耗方
基本用法很簡單：生產(chǎn)方請(qǐng)求一個(gè)可用的緩沖區(qū) (dequeueBuffer())稀蟋，并指定一組特性煌张，包括寬度、高度退客、像素格式和用法標(biāo)記骏融。生產(chǎn)方填充緩沖區(qū)并將其返回到隊(duì)列 (queueBuffer())。隨后，消耗方獲取該緩沖區(qū) (acquireBuffer()) 并使用該緩沖區(qū)的內(nèi)容绎谦。當(dāng)消耗方操作完畢后管闷，將該緩沖區(qū)返回到隊(duì)列 (releaseBuffer())。
最新的 Android 設(shè)備支持“同步框架”窃肠，這使得系統(tǒng)能夠在與可以異步處理圖形數(shù)據(jù)的硬件組件結(jié)合使用時(shí)提高工作效率包个。例如，生產(chǎn)方可以提交一系列 OpenGL ES 繪制命令冤留，然后在渲染完成之前將輸出緩沖區(qū)加入隊(duì)列碧囊。該緩沖區(qū)伴有一個(gè)柵欄，當(dāng)內(nèi)容準(zhǔn)備就緒時(shí)纤怒，柵欄會(huì)發(fā)出信號(hào)糯而。當(dāng)該緩沖區(qū)返回到空閑列表時(shí)，會(huì)伴有第二個(gè)柵欄泊窘，因此消耗方可以在內(nèi)容仍在使用期間釋放該緩沖區(qū)熄驼。該方法縮短了緩沖區(qū)通過系統(tǒng)時(shí)的延遲時(shí)間，并提高了吞吐量烘豹。
隊(duì)列的一些特性（例如可以容納的最大緩沖區(qū)數(shù)）由生產(chǎn)方和消耗方聯(lián)合決定瓜贾。但是，BufferQueue 負(fù)責(zé)根據(jù)需要分配緩沖區(qū)携悯。除非特性發(fā)生變化祭芦，否則將會(huì)保留緩沖區(qū)；例如憔鬼，如果生產(chǎn)方請(qǐng)求具有不同大小的緩沖區(qū)龟劲，則系統(tǒng)會(huì)釋放舊的緩沖區(qū)，并根據(jù)需要分配新的緩沖區(qū)轴或。
生產(chǎn)方和消耗方可以存在于不同的進(jìn)程中昌跌。目前，消耗方始終創(chuàng)建和擁有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)侮叮。在舊版本的 Android 中避矢，只有生產(chǎn)方才進(jìn)行 Binder 處理（即生產(chǎn)方可能在遠(yuǎn)程進(jìn)程中，但消耗方必須存在于創(chuàng)建隊(duì)列的進(jìn)程中）囊榜。Android 4.4 和更高版本已發(fā)展為更常規(guī)的實(shí)現(xiàn)审胸。
BufferQueue 永遠(yuǎn)不會(huì)復(fù)制緩沖區(qū)內(nèi)容（移動(dòng)如此多的數(shù)據(jù)是非常低效的操作）。相反卸勺，緩沖區(qū)始終通過句柄進(jìn)行傳遞砂沛。
gralloc HAL 用法標(biāo)記
gralloc 分配器不僅僅是在原生堆上分配內(nèi)存的另一種方法；在某些情況下曙求，分配的內(nèi)存可能并非緩存一致碍庵，或者可能完全無法從用戶空間訪問映企。分配的性質(zhì)由用法標(biāo)記確定，這些標(biāo)記包括以下屬性：
從軟件 (CPU) 訪問內(nèi)存的頻率
從硬件 (GPU) 訪問內(nèi)存的頻率
是否將內(nèi)存用作 OpenGL ES (GLES) 紋理
視頻編碼器是否會(huì)使用內(nèi)存
例如静浴，如果您的格式指定 RGBA 8888 像素堰氓，并且您指明將從軟件訪問緩沖區(qū)（這意味著您的應(yīng)用將直接觸摸像素），則分配器必須按照 R-G-B-A 的順序?yàn)槊總€(gè)像素創(chuàng)建 4 個(gè)字節(jié)的緩沖區(qū)苹享。相反双絮，如果您指明僅從硬件訪問緩沖區(qū)且緩沖區(qū)作為 GLES 紋理，則分配器可以執(zhí)行 GLES 驅(qū)動(dòng)程序所需的任何操作 - BGRA 排序得问、非線性攪和布局囤攀、替代顏色格式等。允許硬件使用其首選格式可以提高性能宫纬。
某些值在特定平臺(tái)上無法組合焚挠。例如，視頻編碼器標(biāo)記可能需要 YUV 像素漓骚，因此將無法添加軟件訪問權(quán)并指定 RGBA 8888蝌衔。
gralloc 分配器返回的句柄可以通過 Binder 在進(jìn)程之間傳遞。
使用 Systrace 跟蹤 BufferQueue
要真正了解圖形緩沖區(qū)如何移動(dòng)蝌蹂，請(qǐng)使用 Systrace胚委。系統(tǒng)級(jí)圖形代碼經(jīng)過很好的檢測，很多相關(guān)的應(yīng)用框架代碼也是如此叉信。
要完整地說明如何有效地使用 Systrace，則需要很長的篇幅艘希。我們首先介紹如何啟用gfx硼身、view和sched標(biāo)記。您還將在跟蹤記錄中看到 BufferQueue覆享。如果您以前使用過 Systrace佳遂，則可能已經(jīng)見到過它們，但不知道它們是什么撒顿。例如丑罪，如果您在Grafika的“播放視頻 (SurfaceView)”正在運(yùn)行時(shí)獲取跟蹤記錄，則標(biāo)有 SurfaceView 的行會(huì)告訴您在任何給定時(shí)間排隊(duì)的緩沖區(qū)數(shù)量凤壁。
當(dāng)應(yīng)用處于活動(dòng)狀態(tài)時(shí)吩屹，該值會(huì)遞增（觸發(fā) MediaCodec 解碼器渲染幀），而在 SurfaceFlinger 正在工作和消耗緩沖區(qū)時(shí)拧抖，該值會(huì)遞減煤搜。當(dāng)以 30fps 的幀率顯示視頻時(shí)，隊(duì)列的值從 0 變?yōu)?1唧席，因?yàn)榇蠹s 60fps 的顯示速度可以輕松跟上來源的幀率擦盾。（另請(qǐng)注意嘲驾，SurfaceFlinger 僅在有工作要執(zhí)行時(shí)才被喚醒，而不是每秒喚醒 60 次迹卢。系統(tǒng)會(huì)盡力嘗試避免工作辽故，而且如果屏幕沒有任何更新，將完全停用 VSYNC腐碱。）
如果您切換到 Grafika 的“播放視頻 (TextureView)”并獲取新的跟蹤記錄誊垢，將看到一個(gè)標(biāo)為 com.android.grafika/com.android.grafika.PlayMovieActivity 的行。這是主界面層喻杈，其只是另一個(gè) BufferQueue彤枢。由于 TextureView 渲染到界面層（而不是單獨(dú)的層），因此您將在此看到所有視頻驅(qū)動(dòng)的更新筒饰。
有關(guān) Systrace 工具的更多信息缴啡，請(qǐng)參閱Systrace 文檔。
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Last updated 九月 13, 2017.
