Android-怎么就不卡了呢之Choreographer

关注

原创最新推荐文章于 2026-06-04 08:32:29 发布 245 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

渲染机制(二)：Choreographer 源码解析在引入 Vsync 之前，系统渲染一帧是通过Message来实现的，Msg中间没有间隔。但由于Msg的消费时长不确定，这直接导致了帧率不稳定，从而产生了Jank现象，画面撕裂等问题。为了优化这些问题，Android 在4.1之后引入了 `Choreographer + SurfaceFlinger + Vsync + TripleBuffer` 这一套机制，保证了 Android App 可以以一个稳定的帧率运行(60fps)，减少帧率波动带来的不适感。阅读详情

void doScheduleCallback(int callbackType) {
synchronized (mLock) {
if (!mFrameScheduled) {
final long now = SystemClock.uptimeMillis();
if (mCallbackQueues[callbackType].hasDueCallbacksLocked(now)) {
scheduleFrameLocked(now);
}
}
}
}

这个方法中先是做了一些判断，mFrameSceduled为false 并且hasDueCallbacksLocked（）这个方法的返回值为true，看方法名就能猜出这个callback是否到期了，下面我们再分析这个。最终如果满足条件的情况下它会调用 scheduleFrameLocked()这个方法，咦这个方法眼熟不？对，没错，postCallbackDelayedInternal（）方法中如果到期了的话就直接执行的那个方法。是时候看这个方法里面搞的什么事情了。

1.4 scheduleFrameLocked（）

private void scheduleFrameLocked(long now) {
if (!mFrameScheduled) {
mFrameScheduled = true;//设置标记位，表示已经安排请求下一帧渲染了。
if (USE_VSYNC) {

// If running on the Looper thread, then schedule the vsync immediately,
// otherwise post a message to schedule the vsync from the UI thread
// as soon as possible.
/**
翻译一下，如果在主线程中，就直接调用立即安排垂直同步，否则也就是非主线程的化就发送一个消息在主线程尽快安排一个垂直同步
*/
if (isRunningOnLooperThreadLocked()) {
scheduleVsyncLocked();
} else {
Message msg = mHandler.obtainMessage(MSG_DO_SCHEDULE_VSYNC);
msg.setAsynchronous(true);
mHandler.sendMessageAtFrontOfQueue(msg);
}
} else {
final long nextFrameTime = Math.max(
mLastFrameTimeNanos / TimeUtils.NANOS_PER_MS + sFrameDelay, now);
if (DEBUG_FRAMES) {
Log.d(TAG, “Scheduling next frame in " + (nextFrameTime - now) + " ms.”);
}
Message msg = mHandler.obtainMessage(MSG_DO_FRAME);
msg.setAsynchronous(true);
mHandler.sendMessageAtTime(msg, nextFrameTime);
}
}
}

这个方法的目的很明确就是安排，安排垂直同步而且立刻马上尽快。安排垂直同步的条件是USE_VSYNC为true，也就是设备支持垂直同步
如果不是垂直同步就通过handler发送一个延时一个周期的消息安排垂直同步，这个Message的what值为 MSG_DO_FRAME，参照1.2的代码块对what为MSG_DO_FRAME的消息会去执行doFrame（）方法。
一个细节,当这个值mFrameScheduled为true的时候就直接返回不安排请求下一帧渲染了，如果为false，执行scheduleFrameLocked（）方法继续执行，并且将其设置为ture；在什么时候设置为false的呢？详细细节看附录二

安排垂直同步的具体实现是FrameDisplayEventReceiver类他是DisplayEventReceiver的用于接收垂直信号

private final class FrameDisplayEventReceiver extends DisplayEventReceiver
implements Runnable {
private boolean mHavePendingVsync;
private long mTimestampNanos;
private int mFrame;

public FrameDisplayEventReceiver(Looper looper, int vsyncSource) {
super(looper, vsyncSource);
}
@Override
public void onVsync(long timestampNanos, int builtInDisplayId, int frame) {
mTimestampNanos = timestampNanos;
mFrame = frame;
Message msg = Message.obtain(mHandler, this);
msg.setAsynchronous(true);//Message设置为异步
mHandler.sendMessageAtTime(msg, timestampNanos / TimeUtils.NANOS_PER_MS);
}
@Override
public void run() {
mHavePendingVsync = false;
doFrame(mTimestampNanos, mFrame);
}
}

接收到垂直同步信号后回调onVsync方法，这个方法使用handler发送带callback 《Android学习笔记总结+最新移动架构视频+大厂安卓面试真题+项目实战源码讲义》无偿开源徽信搜索公众号【编程进阶路】 （Runnable类型，自身已继承）的message，最后run（）中也是调用doFrame（）;(关于这个handler的这个操作详细信息逻辑，参照下面本文附录一 handler 分发message

这个message设置为了异步（msg.setAsynchronous(true);）这意味这他有优先执行的权利，他是怎么被优先执行的呢？参照附录三 message的异步模式

综上，添加callback流程

二、执行

doFrame

void doFrame(long frameTimeNanos, int frame) {
final long startNanos;
synchronized (mLock) {
if (!mFrameScheduled) {
return; // no work to do
}

//当前时间
startNanos = System.nanoTime();
//当前时间和垂直同步时间
final long jitterNanos = startNanos - frameTimeNanos;
//垂直同步时间和当前时间的差值如果大于一个周期就修正一下
if (jitterNanos >= mFrameIntervalNanos) {
//取插值和始终周期的余数
final long lastFrameOffset = jitterNanos % mFrameIntervalNanos;
//当前时间减去上一步得到的余数当作最新的始终信号时间
frameTimeNanos = startNanos - lastFrameOffset;
}
//垂直同步时间上一次时间还小，就安排下次垂直，直接返回
if (frameTimeNanos < mLastFrameTimeNanos) {
scheduleVsyncLocked();
return;
}
mFrameInfo.setVsync(intendedFrameTimeNanos, frameTimeNanos);
mFrameScheduled = false;
mLastFrameTimeNanos = frameTimeNanos;
}

try {
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_VIEW, “Choreographer#doFrame”);
AnimationUtils.lockAnimationClock(frameTimeNanos / TimeUtils.NANOS_PER_MS);

mFrameInfo.markInputHandlingStart();
doCallbacks(Choreographer.CALLBACK_INPUT, frameTimeNanos);

mFrameInfo.markAnimationsStart();
doCallbacks(Choreographer.CALLBACK_ANIMATION, frameTimeNanos);

mFrameInfo.markPerformTraversalsStart();
doCallbacks(Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, frameTimeNanos);

doCallbacks(Choreographer.CALLBACK_COMMIT, frameTimeNanos);
} finally {
AnimationUtils.unlockAnimationClock();
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_VIEW);
}

if (DEBUG_FRAMES) {
final long endNanos = System.nanoTime();
Log.d(TAG, "Frame " + frame + ": Finished, took "

(endNanos - startNanos) * 0.000001f + " ms, latency "
(startNanos - frameTimeNanos) * 0.000001f + " ms.");
}
}

第一步修正判断

当前时间 startNanos = System.nanoTime();
求当前时间和垂直同步时间的差值：jitterNanos = startNanos - frameTimeNanos;
垂直同步时间和当前时间的差值如果大于一个周期（jitterNanos >= mFrameIntervalNanos）就修正一下
取插值和始终周期的余数：lastFrameOffset = jitterNanos % mFrameIntervalNanos;
当前时间减去上一步得到的余数当作最新的始终信号时间：frameTimeNanos = startNanos - lastFrameOffset;
垂直同步时间上一次时间还小，就安排下次渲染： frameTimeNanos < mLastFrameTimeNanos，直接返回

第二步‍执行callback callback的执行顺序是：

CALLBACK_INPUT输入时间优先级最高
CALLBACK_ANIMATION 动画的次之
CALLBACK_TRAVERSAL UI绘制布局的再次之
CALLBACK_COMMIT动画修正相关最后。

2.2 doCallbacks();

在 CallbackQueue[] mCallbackQueues在取特定类型（输入，动画，布局，Commit）的单向链表
然后取出已到期的Callback/Runable执行

取出需要被执行的Actions

Action包装在CallbackRecord中，是一个单向列表，按照时间的大小顺序排列的。取出待执行的Actions是通过CallBackQueue的extractDueCallbacksLocked（）方法，可以把CallBackQueue看做是CallBack的管理类，其中还包括添加Action addCallbackLocked（），移除Action removeCallbacksLocked（）,是否有带起的Anction hasDueCallbacksLocked（）方法。

private final class CallbackQueue {
//链表头
private CallbackRecord mHead;
//是否存在已经到期的Action
public boolean hasDueCallbacksLocked(long now) {
return mHead != null && mHead.dueTime <= now;
}
//获取已经到期的Action
public CallbackRecord extractDueCallbacksLocked(long now) {
…
return callbacks;
}

//添加Action
public void addCallbackLocked(long dueTime, Object action, Object token) {
…
}
//移除Action
public void removeCallbacksLocked(Object action, Object token) {
…
}
}

执行Action

for (CallbackRecord c = callbacks; c != null; c = c.next) {
c.run(frameTimeNanos);
}

从callback中遍历出CallBcakRecord，挨个执行。

三、小结

Choreographer对外提供了postCallback等方法，最终他们内部都是通过调用postCallbackDelayedInternal（）实现这个方法主要会做两件事情
存储Action
请求垂直同步，垂直同步
垂直同步回调立马执行Action（CallBack/Runnable）。
Action一个动作内容的类型可能是
CALLBACK_INPUT输入时间优先级最高
CALLBACK_ANIMATION 动画的次之
CALLBACK_TRAVERSAL UI绘制布局的再次之
CALLBACK_COMMIT动画修正相关最后。
复习Hanlder机制，我认为他是Android系统跑起来的大引擎终点关注下，handler对message的分发执行，以及“异步模式”。

附

附一、关于handler执行Message

下面是handler分发逻辑，Looper在MessageQueue得到要执行的message之后就会交给message的target（Handler类型）属性处理msg.target.dispatchMessage(msg);;

public void dispatchMessage(Message msg) {
//当msg的callback不为空的时候直接执行msg的callback它是一个Runnable对象
if (msg.callback != null) {
handleCallback(msg);
} else {
//然后再交给mCallBack，它是handler的一个属性，
//创建Handler的时候可以选择传入一个CallBack对象
//当callBack中handleMessage返回true的时候表示：True if no further handling is desired（不需要进一步处理）

if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
//当mCallback处理返回为false的时候才去执行Handler自身的handleMessage（）方法
handleMessage(msg);
}
}

关键逻辑在已注释，小结一下 handler的执行分发Message逻辑