博客摘录「 SurfaceFlinger VSync信号(5)」2024年10月28日

原创已于 2024-10-28 13:39:17 修改 · 159 阅读

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#笔记

于 2024-10-28 11:10:47 首次发布

app vsync 请求

最终会调用到ViewRootImpl的invalidate()来请求下一个VSync

// 通过Choreographer请求下一个VSync，详见1.3
mChoreographer.postCallback(
Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, mTraversalRunnable, null);

status_t DisplayEventReceiver::requestNextVsync() {

通过SurfaceFlinger的binder接口createDisplayEventConnection拿到一个binder对象，除了返回binder对象，还返回了BitTube一侧的读写fd，后续端侧就可以通过这个BitTube和SurfaceFlinger通信，处理VSync相关的通知。

本文为博客笔记，
原文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_43833152/article/details/139940649

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所以说mValue = (mValue + 1) % 2的这个赋值操作就是打印trace了，也就是说系统执行到了 DispSyncSource::onVsyncCallback就代表有vsync到来，上升和下降那种理论就说的过去了，因为上升下降代表mValue确实有变化了。那么结合我们上面的代码结论我们知道，第一次有value的trace打印了，说明肯定是有vsync的回调了，至于之前脉冲图没有打印，那一般是因为抓取时候就没有触发这个onVsyncCallback回调，所以自然不会打印出来啦。

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核心思想: 把流体域看作一个普通的几何实体,用SpaceClaim的建模工具直接创建。适用场景外流场分析(汽车、飞机、建筑物)简单规则的内流场核心思想: 当固体模型是一个封闭的容器时,其内部的"空腔"就是流体域。我们需要将这个空腔"实体化"。物理类比想象一个水壶:实体模型 = 壶壁+壶身+壶嘴(外形)流体域 = 如果你能冻住水壶里的水,它的形状抽取过程 = 用"魔法"把壶里的水变成实体适用场景管道系统泵、阀门内部流动热交换器任何"流体在容器内"的情况。

SurfaceFlinger 如何处理图层合成和 VSync 信号？

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<think>嗯，用户想深入了解SurfaceFlinger的图层合成机制和VSync信号处理的细节。这个问题涉及Android图形系统的核心机制，需要从硬件交互、软件调度和性能优化多角度解释。用户提供的引用材料很有价值：引用1提到VSync信号触发合成流程的关键作用，引用2强调VSync专用socket的底层支持，引用3则补充了DisplayDevice与合成的关系。这些正好构成回答的主线——应该按"信号触发→图层准备→合成执行→显示输出"的逻辑链展开。考虑到用户的技术背景，需要特别注意： 1）解释专业术语时保持精准度，比如"INVALIDATE消息"要明确是SurfaceFlinger内部通信机制 2）突出硬件合成(HWC)与软件合成的切换逻辑，这是性能优化的关键 3）用分层结构说明合成流程，避免信息过载特别要强调VSync的双重作用：既是合成开始的触发器，又是帧率稳定的控制器。这点在引用1和2中都有隐含线索，需要显性化表达。对于技术难点部分，比如"异步合成模式"，准备用硬件能力差异的例子说明。用户可能关心实际开发中的卡顿问题，所以最后补充的优化建议要包含具体场景(如视频播放时旋转屏幕)。生成的问题设计成阶梯式：从机制原理(问题1)→异常处理(问题2)→扩展应用(问题3)。这样用户可以根据兴趣选择深入方向。</think>以下是对 Android SurfaceFlinger 图层合成流程与 VSync 信号处理机制的详细解析，结合核心引用内容整理： --- ### **一、图层合成核心流程** 1. **图层管理与更新** - SurfaceFlinger 接收来自不同应用的图层数据（称为 **Surface**），每个图层对应一个应用的 UI 视图。 - 维护按 **Z-Order（深度顺序）** 排序的图层列表，决定叠加优先级。 - 当应用提交新帧（如视图变化、动画更新）时，SurfaceFlinger 收到 `INVALIDATE` 消息，标记图层需更新[^1]。 2. **VSync 信号触发合成** - SurfaceFlinger 监听显示设备的 **垂直同步信号（VSync）**，该信号以固定频率（如 60Hz）周期性发出。 - 当 VSync 信号到达时，SurfaceFlinger 启动合成流程（通过 `REFRESH` 消息触发）[^1][^2]。 3. **图像合成执行** - **硬件合成（HWC）优先**：若硬件支持（如 GPU 或专用显示处理器），SurfaceFlinger 优先使用硬件合成器，直接操作显示内存，减少 CPU/GPU 负载。 - **软件合成回退**：当图层数量超限或变换复杂（如旋转、透明度动画）时，退回到 GPU 软件合成[^1]。 - **混合策略**：使用 Alpha 混合、颜色空间转换等技术组合图层，确保透明效果正确渲染[^1]。 4. **输出到显示设备** - 合成后的帧通过 **DisplayDevice** 提交给显示设备（如屏幕），最终呈现给用户[^3]。 --- ### **二、VSync 信号的关键作用** 1. **同步机制** - VSync 将合成、渲染与显示刷新率对齐，避免 **画面撕裂**（部分旧帧/新帧同时显示）。 - 应用在 VSync 信号到来时开始绘制，SurfaceFlinger 在下一个 VSync 周期进行合成[^1][^2]。 2. **双缓冲/三缓冲机制** - **双缓冲**：前台缓冲区显示时，后台缓冲区准备下一帧。 - **三缓冲**：增加一个中间缓冲区，避免因帧未就绪导致掉帧（如应用绘制超时）。 3. **VSync 分发** - SurfaceFlinger 通过 **vsync-socket** 向应用分发 VSync 信号，协调应用绘制时机[^2]。 --- ### **三、性能优化机制** 1. **脏区域更新（Partial Updates）** - 仅重绘发生变化的屏幕区域，减少合成计算量[^1]。 2. **图层缓存** - 缓存静态图层（如壁纸），跳过重复合成[^1]。 3. **异步合成模式** - 允许合成与显示刷新并行执行，提升高负载场景流畅度。 --- ### **四、流程图解** ```mermaid graph LR A[应用提交新帧] --> B(INVALIDATE 消息) C[VSync 信号到达] --> D(REFRESH 消息) D --> E{硬件合成是否支持？} E -- 是 --> F[硬件合成器 HWC] E -- 否 --> G[GPU 软件合成] F/G --> H[混合图层并输出] H --> I[DisplayDevice 显示] ``` --- ### **典型问题分析** **Q: 若应用未在 VSync 周期内完成绘制会怎样？** A: 导致掉帧（Dropped Frame）。SurfaceFlinger 会继续使用上一帧合成，直到新帧就绪，用户可能感知卡顿。 **Q: 为什么旋转屏幕时卡顿更明显？** A: 旋转触发所有图层重建和重排，硬件合成可能退回到 GPU 软件路径，增加计算负载[^1]。 ---