android 自定义View、SurfaceView对比

最新推荐文章于 2021-09-23 08:37:05 发布

amoshcxy

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分类专栏： Android

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本文对比分析了Android中的自定义View和SurfaceView。SurfaceView可以在子线程中绘图，效率高于View，适合高帧率动画和游戏场景。自定义View则适合帧数较低的简单动画。SurfaceView的生命周期与Surface关联，允许非UI线程进行绘图，通过SurfaceHolder管理Surface的创建和销毁，从而实现帧数控制。

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概述

SurfaceView允许在子线程中绘图，View只能在主线程中执行绘图。
SurfaceView放在最底层的视图层中，其它视图层都在它上面，而且它不能是透明的。
它执行动画的效率比View高，而且你可以控制帧数。
因为它的定义和使用比View复杂，占用的资源也比较多，除非使用View不能完成，再用SurfaceView否则最好用View就可以。(贪吃蛇，俄罗斯方块，棋牌类这种帧数比较低的可以使用View做就好)。

自定义View

AnimateViewActivity.java：

@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(new AnimateView(this));
}

AnimateView.java：

public class AnimateView extends View {
    private float radius = 10;
    private Paint paint;
    public AnimateView(Context context) {
        super(context);
        paint = new Paint();
        paint.setColor(Color.RED);
        paint.setStyle(Paint.Style.STROKE);
    }

    @Override
    protected void onDraw(Canvas canvas) {
        super.onDraw(canvas);
        canvas.translate(200,200);
        canvas.drawCircle(0,0,radius++,paint);
        if(radius>100){
            radius = 10;
        }
        invalidate();
    }
}

运行上面的Activity，你将看到一个圆圈，它原始半径是10，然后不断的变大，直到达到100后又恢复到10，这样循环显示，视觉效果上说你将看到一个逐渐变大的圆圈。它能做的只是简单的动画效果，具有一些局限性。首先你无法控制动画的显示速度，目前它是以最快的速度显示，但是当你要更快，获取帧数更高的动画呢？因为View的帧数是由系统控制的，所以你没办法完成上面的操作。如果你需要编写一个游戏，它需要的帧数比较高，那么View就无能为力了，因为它被设计出来时本来就不是用来处理一些高帧数显示的。你可以把View理解为一个经过系统优化的，可以用来高效的执行一些帧数比较低动画的对象，它具有特定的使用场景，比如有一些帧数较低的游戏就可以使用它来完成：贪吃蛇、俄罗斯方块、棋牌类等游戏，因为这些游戏执行的帧数都很低。但是如果是一些实时类的游戏，如射击游戏、塔防游戏、RPG游戏等就没办法使用View来做，因为它的帧数太低了，会导致动画执行不顺畅。所以我们需要一个能自己控制执行帧数的对象，SurfaceView因此诞生了。

SurfaceView

什么是SurfaceView呢？

SDK的文档说到：SurfaceView就是在Window上挖一个洞，它就是显示在这个洞里，其他的View是显示在Window上，所以View可以显式在 SurfaceView之上，你也可以添加一些层在SurfaceView之上。

SurfaceView还有其他的特性，上面我们讲了它可以控制帧数，那它是什么控制的呢？这就需要了解它的使用机制。一般在很多游戏设计中，我们都是开辟一个后台线程计算游戏相关的数据，然后根据这些计算完的新数据再刷新视图对象，由于对View执行绘制操作只能在UI线程上，所以当你在另外一个线程计算完数据后，你需要调用View.invalidate方法通知系统刷新View对象，所以游戏相关的数据也需要让UI线程能访问到，这样的设计架构比较复杂，要是能让后台计算的线程能直接访问数据，然后更新View对象那改多好。我们知道View的更新只能在UI线程中，所以使用自定义View没办法这么做，但是SurfaceView就可以了。它一个很好用的地方就是允许其他线程(不是UI线程)绘制图形(使用Canvas)，根据它这个特性，你就可以控制它的帧数，你如果让这个线程1秒执行50次绘制，那么最后显示的就是50帧。

如何使用SurfaceView？

首先SurfaceView也是一个View，它也有自己的生命周期。因为它需要另外一个线程来执行绘制操作，所以我们可以在它生命周期的初始化阶段开辟一个新线程，然后开始执行绘制，当生命周期的结束阶段我们插入结束绘制线程的操作。这些是由其内部一个SurfaceHolder对象完成的。 SurfaceHolder，顾名思义，它里面保存了一个队Surface对象的引用，而我们执行绘制方法就是操作这个 Surface，SurfaceHolder因为保存了对Surface的引用，所以使用它来处理Surface的生命周期，说到底 SurfaceView的生命周期其实就是Surface的生命周期，因为SurfaceHolder保存对Surface的引用，所以使用 SurfaceHolder来处理生命周期的初始化。首先我们先看看建立一个SurfaceView的大概步骤，先看看代码：

DemoSurfaceViewActivity.java

@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(new DemoSurfaceView(this));
}

DemoSurfaceView.java：

public class DemoSurfaceView extends SurfaceView  implements Callback{  

    public DemoSurfaceView(Context context) {  
        super(context);  

        init(); //初始化,设置生命周期回调方法  

    }  

    private void init(){  

        SurfaceHolder holder = getHolder();  
        holder.addCallback(this); //设置Surface生命周期回调  

    }  

    @Override  
    public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width,  
            int height) {  
    }  

    @Override  
    public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder) {  
    }  

    @Override  
    public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {  
    }  

}

上面代码我们在SurfaceView的构造方法中执行了init初始化方法，在这个方法里，我们先获取SurfaceView里的 SurfaceHolder对象，然后通过它设置Surface的生命周期回调方法，使用DemoSurfaceView类本身作为回调方法代理类。 surfaceCreated方法，是当SurfaceView被显示时会调用的方法，所以你需要再这边开启绘制的线程，surfaceDestroyed方法是当SurfaceView被隐藏会销毁时调用的方法，在这里你可以关闭绘制的线程。上面的例子运行后什么也不显示，因为还没定义一个执行绘制的线程。下面我们修改下代码，使用一个线程绘制一个逐渐变大的圆圈：

public class DemoSurfaceView extends SurfaceView implements SurfaceHolder.Callback {
    private LoopThread loopThread;
    public DemoSurfaceView(Context context) {
        super(context);
        init();
    }

    private void init(){
        SurfaceHolder holder = getHolder();
        holder.addCallback(this);
        loopThread = new LoopThread(holder,getContext());
    }

    @Override
    public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder) {
        loopThread.isRunning = true;
        loopThread.start();
    }

    @Override
    public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width, int height) {

    }

    @Override
    public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {
        loopThread.isRunning = false;
        try {
            loopThread.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    class LoopThread extends Thread{
        SurfaceHolder holder;
        Context context;
        boolean isRunning;
        float radius = 10f;
        Paint paint;

        public LoopThread(SurfaceHolder holder, Context context){
            this.holder = holder;
            this.context = context;
            paint = new Paint();
            paint.setColor(Color.RED);
            paint.setStyle(Paint.Style.STROKE);
        }

        @Override
        public void run() {
            super.run();
            Canvas canvas = null;
            while (isRunning){
                synchronized (holder){
                    canvas = holder.lockCanvas();
                    doDraw(canvas);
                    try {
                        holder.wait(50);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }finally {
                        holder.unlockCanvasAndPost(canvas);
                    }
                }
            }
        }

        public void doDraw(Canvas canvas){
            canvas.drawColor(Color.BLACK);
            canvas.translate(200,200);
            canvas.drawCircle(0,0,radius++,paint);
            if(radius>100){
                radius = 10f;
            }
        }
    }
}

点击查看Java中Synchronized的用法
上面代码编写了一个使用SurfaceView制作的动画效果，它的效果跟上面自定义View的一样，但是这边的SurfaceView可以控制动画的帧数。在SurfaceView中内置一个LoopThread线程，这个线程的作用就是用来绘制图形，在SurfaceView中实例化一个 LoopThread实例，一般这个操作会放在SurfaceView的构造方法中。然后通过在SurfaceView中的SurfaceHolder的生命周期回调方法中插入一些操作，当Surface被创建时(SurfaceView显示在屏幕中时)，开启LoopThread执行绘制，LoopThread会一直刷新SurfaceView对象，当SurfaceView被隐藏时就停止改线程释放资源。这边有几个地方要注意下：

因为SurfaceView允许自定义的线程操作Surface对象执行绘制方法，而你可能同时定义多个线程执行绘制，所以当你获取 SurfaceHolder中的Canvas对象时记得加同步操作，避免两个不同的线程同时操作同一个Canvas对象，当操作完成后记得调用 SurfaceHolder.unlockCanvasAndPost方法释放掉Canvas锁。
在调用doDraw执行绘制时，因为SurfaceView的特点，它会保留之前绘制的图形，所以你需要先清空掉上一次绘制时留下的图形。(View则不会，它默认在调用View.onDraw方法时就自动清空掉视图里的东西)。
记得在回调方法：onSurfaceDestroyed方法里将后台执行绘制的LoopThread关闭，这里是使用join方法。这涉及到线程如何关闭的问题，多数人建议是通过一个标志位：isRunning来判断线程是否该停止运行，如果你想关闭线程只需要将isRunning改成false即可，线程会自动执行完run方法后退出。

点击下载源码

点击查看原文