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SurfaceView 和 GLSurfaceView

Android 應(yīng)用框架界面是以使用 View 開頭的對(duì)象層次結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)春缕。所有界面元素都會(huì)經(jīng)過一個(gè)復(fù)雜的測(cè)量和布局過程，該過程會(huì)將這些元素融入到矩形區(qū)域中，并且所有可見 View 對(duì)象都會(huì)渲染到一個(gè)由 SurfaceFlinger 創(chuàng)建的 Surface（在應(yīng)用置于前臺(tái)時(shí)穆壕，由 WindowManager 進(jìn)行設(shè)置）菌赖。應(yīng)用的界面線程會(huì)執(zhí)行布局并渲染到單個(gè)緩沖區(qū)（不考慮 Layout 和 View 的數(shù)量以及 View 是否已經(jīng)過硬件加速）。

SurfaceView 采用與其他視圖相同的參數(shù)，因此您可以為 SurfaceView 設(shè)置位置和大小剩盒，并在其周圍填充其他元素呆瞻。但是台夺，當(dāng)需要渲染時(shí)，內(nèi)容會(huì)變得完全透明痴脾；SurfaceView 的 View 部分只是一個(gè)透明的占位符颤介。

當(dāng) SurfaceView 的 View 組件即將變得可見時(shí)，框架會(huì)要求 WindowManager 命令 SurfaceFlinger 創(chuàng)建一個(gè)新的 Surface。（這個(gè)過程并非同步發(fā)生滚朵，因此您應(yīng)該提供回調(diào)冤灾，以便在 Surface 創(chuàng)建完畢后收到通知。）默認(rèn)情況下辕近，新的 Surface 將放置在應(yīng)用界面 Surface 的后面韵吨，但可以替換默認(rèn)的 Z 排序，將 Surface 放在頂層移宅。

渲染到該 Surface 上的內(nèi)容將會(huì)由 SurfaceFlinger（而非應(yīng)用）進(jìn)行合成归粉。這是 SurfaceView 的真正強(qiáng)大之處：您獲得的 Surface 可以由單獨(dú)的線程或單獨(dú)的進(jìn)程進(jìn)行渲染，并與應(yīng)用界面執(zhí)行的任何渲染隔離開漏峰，而緩沖區(qū)可直接轉(zhuǎn)至 SurfaceFlinger糠悼。您不能完全忽略界面線程，因?yàn)槟匀恍枰c Activity 生命周期相協(xié)調(diào)浅乔，并且如果 View 的大小或位置發(fā)生變化倔喂，您可能需要調(diào)整某些內(nèi)容，但是您可以擁有整個(gè) Surface童擎。與應(yīng)用界面和其他圖層的混合由 Hardware Composer 處理滴劲。

新的 Surface 是 BufferQueue 的生產(chǎn)者端，其消費(fèi)者是 SurfaceFlinger 層顾复。您可以使用任意提供 BufferQueue 的機(jī)制（例如班挖，提供 Surface 的 Canvas 函數(shù)）來更新 Surface，附加 EGLSurface 并使用 GLES 進(jìn)行繪制芯砸，或者配置 MediaCodec 視頻解碼器以便于寫入萧芙。

合成與硬件縮放

我們來仔細(xì)研究一下dumpsys SurfaceFlinger。當(dāng)在 Nexus 5 上假丧，以縱向方向在 Grafika 的“播放視頻 (SurfaceView)”活動(dòng)中播放電影時(shí)双揪，采用以下輸出；視頻是 QVGA (320x240)：

type? ? |? ? ? ? ? source crop? ? ? ? ? ? ? |? ? ? ? ? frame? ? ? ? ? name------------+-----------------------------------+--------------------------------? ? ? ? HWC | [? ? 0.0,? ? 0.0,? 320.0,? 240.0] | [? 48,? 411, 1032, 1149] SurfaceView? ? ? ? HWC | [? ? 0.0,? 75.0, 1080.0, 1776.0] | [? ? 0,? 75, 1080, 1776] com.android.grafika/com.android.grafika.PlayMovieSurfaceActivity? ? ? ? HWC | [? ? 0.0,? ? 0.0, 1080.0,? 75.0] | [? ? 0,? ? 0, 1080,? 75] StatusBar? ? ? ? HWC | [? ? 0.0,? ? 0.0, 1080.0,? 144.0] | [? ? 0, 1776, 1080, 1920] NavigationBar? FB TARGET | [? ? 0.0,? ? 0.0, 1080.0, 1920.0] | [? ? 0,? ? 0, 1080, 1920] HWC_FRAMEBUFFER_TARGET

列表順序是從后到前：SurfaceView 的 Surface 位于后面包帚，應(yīng)用界面層位于其上渔期，其次是處于最前方的狀態(tài)欄和導(dǎo)航欄。

源剪裁值表示 Surface 緩沖區(qū)中 SurfaceFlinger 將顯示的部分渴邦。應(yīng)用界面會(huì)獲得一個(gè)與顯示屏的完整尺寸 (1080x1920) 一樣大的 Surface疯趟，但是由于渲染和合成將被狀態(tài)欄和導(dǎo)航欄遮擋的像素毫無意義，因此將源剪裁為一個(gè)矩形（上自離頂部 75 個(gè)像素谋梭，下至離底部 144 個(gè)像素）信峻。狀態(tài)欄和導(dǎo)航欄的 Surface 較小，并且源剪裁描述了一個(gè)矩形（起點(diǎn)位于左上角 (0,0) 并且會(huì)橫跨其內(nèi)容）瓮床。

框架值指定在顯示屏上顯示像素的矩形盹舞。對(duì)于應(yīng)用界面層产镐，框架會(huì)與源剪裁匹配，因?yàn)槲覀儠?huì)將與顯示屏同樣大小的圖層的一部分復(fù)制（或疊加）到另一個(gè)與顯示屏同樣大小的圖層中的相同位置踢步。對(duì)于狀態(tài)欄和導(dǎo)航欄癣亚，兩者的框架矩形大小相同，但是位置經(jīng)過調(diào)整贾虽，所以導(dǎo)航欄出現(xiàn)在屏幕底部逃糟。

SurfaceView 層容納我們的視頻內(nèi)容。源剪裁與視頻的大小相匹配蓬豁，而 SurfaceFlinger 了解該信息，因?yàn)?MediaCodec 解碼器（緩沖區(qū)生成器）正在將同樣大小的緩沖區(qū)移出隊(duì)列菇肃〉胤啵框架矩形具有完全不同的尺寸：984x738。

SurfaceFlinger 通過縮放（根據(jù)需要放大或縮兴霭）緩沖區(qū)內(nèi)容來填充框架矩形蟆技，以處理大小差異。之所以選擇這種特定尺寸斗忌，是因?yàn)樗哂信c視頻相同的寬高比 (4:3)质礼，并且由于 View 布局的限制（為了美觀，在屏幕邊緣處留有一定的內(nèi)邊距）织阳，因此應(yīng)盡可能地寬眶蕉。

如果您在同一 Surface 上開始播放不同的視頻，底層 BufferQueue 會(huì)將緩沖區(qū)自動(dòng)重新分配為新的大小唧躲，而 SurfaceFlinger 將調(diào)整源剪裁造挽。如果新視頻的寬高比不同，則應(yīng)用需要強(qiáng)制重新布局 View 才能與之匹配弄痹，這將導(dǎo)致 WindowManager 通知 SurfaceFlinger 更新框架矩形饭入。

如果您通過其他方式（如 GLES）在 Surface 上進(jìn)行渲染，則可以使用SurfaceHolder#setFixedSize()調(diào)用設(shè)置 Surface 尺寸肛真。例如谐丢，您可以將游戲配置為始終采用 1280x720 的分辨率進(jìn)行渲染，這將大大減少填充 2560x1440 平板電腦或 4K 電視機(jī)屏幕所需處理的像素?cái)?shù)蚓让。顯示處理器會(huì)處理縮放乾忱。如果您不希望給游戲加上水平或垂直黑邊，您可以通過設(shè)置尺寸來調(diào)整游戲的寬高比凭疮，使窄尺寸為 720 像素饭耳，但長尺寸設(shè)置為維持物理顯示屏的寬高比（例如，設(shè)置為 1152x720 來匹配 2560x1600 的顯示屏）执解。有關(guān)此方法的示例寞肖，請(qǐng)參閱 Grafika 的“硬件縮放練習(xí)程序”活動(dòng)纲酗。

GLSurfaceView

GLSurfaceView 類提供幫助程序類，用于管理 EGL 上下文新蟆、線程間通信以及與 Activity 生命周期的交互觅赊。這就是其功能。您無需使用 GLSurfaceView 來應(yīng)用 GLES琼稻。

例如吮螺，GLSurfaceView 創(chuàng)建一個(gè)渲染線程，并配置 EGL 上下文帕翻。當(dāng)活動(dòng)暫停時(shí)鸠补，狀態(tài)將自動(dòng)清除。大多數(shù)應(yīng)用都不需要知道 EGL嘀掸，便可通過 GESurfaceView 使用 GLES紫岩。

在大多數(shù)情況下，GLSurfaceView 非常實(shí)用睬塌，可簡化 GLES 的使用泉蝌。但在某些情況下，卻會(huì)造成妨礙揩晴。請(qǐng)?jiān)谟杏脮r(shí)使用勋陪，無用時(shí)棄用。

SurfaceView 和 Activity 生命周期

當(dāng)使用 SurfaceView 時(shí)硫兰，使用主界面線程之外的線程渲染 Surface 是很好的做法诅愚。不過，這樣就會(huì)產(chǎn)生一些與線程和 Activity 生命周期之間的交互相關(guān)的問題瞄崇。

對(duì)于具有 SurfaceView 的 Activity呻粹，存在兩個(gè)單獨(dú)但相互依賴的狀態(tài)機(jī)：

狀態(tài)為 onCreate/onResume/onPause 的應(yīng)用

已創(chuàng)建/更改/銷毀的 Surface

當(dāng) Activity 開始時(shí)，將按以下順序獲得回調(diào)：

onCreate

onResume

surfaceCreated

surfaceChanged

如果回?fù)羲昭校鷮⒌玫剑?/p>

onPause

surfaceDestroyed（在 Surface 消失前調(diào)用）

如果旋轉(zhuǎn)屏幕等浊，Activity 將被消解并重新創(chuàng)建，而您將獲得整個(gè)周期摹蘑。您可以通過檢查isFinishing()告知屏幕快速重新啟動(dòng)筹燕。啟動(dòng)/停止 Activity 可能非常快速衅鹿，從而可能導(dǎo)致surfaceCreated()實(shí)際上是在onPause()之后發(fā)生撒踪。

如果您點(diǎn)按電源按鈕鎖定屏幕，則只會(huì)得到onPause()（沒有surfaceDestroyed()）大渤。Surface 仍處于活躍狀態(tài)制妄，并且渲染可以繼續(xù)。如果您繼續(xù)請(qǐng)求泵三，甚至可以持續(xù)獲得 Choreographer 事件耕捞。如果您使用強(qiáng)制變向的鎖屏衔掸，則當(dāng)設(shè)備未鎖定時(shí)，您的 Activity 可能會(huì)重新啟動(dòng)俺抽；但如果沒有敞映，您可以使用與之前相同的 Surface 脫離屏幕鎖定。

當(dāng)使用具有 SurfaceView 的單獨(dú)渲染器線程時(shí)磷斧，會(huì)引發(fā)一個(gè)基本問題：線程壽命是否依賴 Surface 或 Activity 的壽命振愿？答案取決于鎖屏?xí)r您想要看到的情況：(1) 在 Activity 啟動(dòng)/停止時(shí)啟動(dòng)/停止線程，或 (2) 在 Surface 創(chuàng)建/銷毀時(shí)啟動(dòng)/停止線程弛饭。

選項(xiàng) 1 與應(yīng)用生命周期交互良好冕末。我們?cè)趏nResume()中啟動(dòng)渲染器線程，并在onPause()中將其停止侣颂。當(dāng)創(chuàng)建和配置線程時(shí)栓霜，會(huì)顯得有點(diǎn)奇怪，因?yàn)橛袝r(shí) Surface 已經(jīng)存在横蜒，有時(shí)不存在（例如，在使用電源按鈕切換屏幕后销凑，它仍然存在）丛晌。我們必須先等待 Surface 完成創(chuàng)建，然后再在線程中進(jìn)行一些初始化操作斗幼，但是我們不能簡單地在surfaceCreated()回調(diào)中進(jìn)行操作澎蛛，因?yàn)槿绻粗匦聞?chuàng)建 Surface，將不會(huì)再次觸發(fā)蜕窿。因此谋逻，我們需要查詢或緩存 Surface 狀態(tài)，并將其轉(zhuǎn)發(fā)到渲染器線程桐经。

注意：在線程之間傳遞對(duì)象時(shí)要小心毁兆。最好通過處理程序消息傳遞 Surface 或 SurfaceHolder（而不僅僅是將其填充到線程中），以避免多核系統(tǒng)出現(xiàn)問題阴挣。有關(guān)詳細(xì)信息气堕，請(qǐng)參閱Android SMP Primer。

選項(xiàng) 2 非常具有吸引力畔咧，因?yàn)?Surface 和渲染器在邏輯上互相交織茎芭。我們?cè)趧?chuàng)建 Surface 后啟動(dòng)線程，避免了一些線程間通信問題誓沸，也可輕松轉(zhuǎn)發(fā) Surface 已創(chuàng)建/更改的消息梅桩。當(dāng)屏幕鎖定時(shí)，我們需要確保渲染停止拜隧，并在未鎖定時(shí)恢復(fù)渲染宿百；要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)趁仙，可能只需告知 Choreographer 停止調(diào)用框架繪圖回調(diào)。當(dāng)且僅當(dāng)渲染器線程正在運(yùn)行時(shí)犀呼，我們的onResume()才需要恢復(fù)回調(diào)幸撕。盡管如此，如果我們根據(jù)框架之間的已播放時(shí)長進(jìn)行動(dòng)畫繪制外臂，我們可能發(fā)現(xiàn)坐儿，在下一個(gè)事件到來前存在很大的差距；應(yīng)使用一個(gè)明確的暫停/恢復(fù)消息宋光。

注意：有關(guān)選項(xiàng) 2 的示例貌矿，請(qǐng)參閱 Grafika 的“硬件縮放練習(xí)程序”。

這兩個(gè)選項(xiàng)主要關(guān)注如何配置渲染器線程以及線程是否正在執(zhí)行罪佳。一個(gè)相關(guān)問題是逛漫，終止 Activity 時(shí)（在onPause()或onSaveInstanceState()中）從線程中提取狀態(tài)；在此情況下赘艳，選項(xiàng) 1 最有效酌毡，因?yàn)樵阡秩酒骶€程加入后，不需要使用同步基元就可以訪問其狀態(tài)蕾管。

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Last updated 八月 24, 2017.