Android 显示框架：Surface详解之一

最新推荐文章于 2025-04-13 19:01:22 发布

爱睡觉的潘sky

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文章标签： android

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/vs624010607/article/details/129666617

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1、Surface图形系统概览

Surface是一个显示系统中的组件，无论是在图形系统的结构之中，还是在生产消费模型的流程之中都做作为一个举足轻重的角色，参与整个安卓的显示生命周期之中。

我们摘抄了两段谷歌对surface的描述作为贯穿整个文章的中心：
1.A surface is an interface for a producer to exchange buffers with a consumer.
2.No matter what rendering API developers use, everything is rendered onto a surface. The surface represents the producer side of a buffer queue that is often consumed by SurfaceFlinger. Every window that is created on the Android platform is backed by a surface.

下图是安卓官网对于安卓图形架构组成的说明
- 其中High-level components 是在编写安卓程序时使用到的具体类，安卓app通过控制这些工具，来间接控制surface在底层的使用。
- 其中Low-level components 是真正属于在framework层中的图形显示实践。

在这里插入图片描述

下图是整个Low-level components的Graphic Oerview，着重说明了整个显示系统的流转。我们从每个组件，每个箭头来一一分析。

我们将整个过程当做一次美术博物馆的展出，便于理解这些组件在显示过程中的作用。

1.1 IMAGE STREAM PRODUCERS

在这里插入图片描述
位于生产消费模型的生产端，所有可以生成buffer data 的内容。读取media中的内容，读取camera中的内容，用NDK生成图像，用OpenGL生成图像等等。他们都可以作为纯粹的画家，也就是内容生产者。
他们既决定Buffer Data中的内容，也同时决定“取景框”Windows的大小位置。

1.2 NATIVE FRAMEWORK

在这里插入图片描述

在native framework层中，libgui负责构建buffer队列，安排buffer的消费者，组织有序的生产和消费流程。
可以理解为“不懂画但是手握画品的拍卖工厂”。

1.3 WINDOW POSITIONING

在这里插入图片描述

大部分显示系统，无论安卓、windows、qnx都会需要一个window管理，用来管理不同buffer的大小、层级、位置等等信息，在一个屏幕中，尽可能的配合所有画面的内容。
相当于“杂志的排版编辑”

1.4 IMAGE STREAM CONSUMERS

在这里插入图片描述

自此真正的消费者出现了，他们根据排版编辑的排列信息，去到拍卖工厂中的GraphicBufferQueue中，整合信息将展览画面传到屏幕中。SurfaceFlinger会与HWC通信，决定由谁来合成layer画面。

1.5 HAL

在这里插入图片描述

硬件部分的内容，HWC是Android中进行窗口（Layer）合成和显示的HAL层模块，Gralloc是用于给graphicbuffer申请内存地址的。

2 Surface的创建

surface在很多层面都有自己的属性，从base到native。由上而下来看看surface到底是怎么创建的。

2.1 构造函数

第一层：java接口调用
- 位置：/frameworks/base/core/java/android/view/Surface.java

    /**
     * Create an empty surface, which will later be filled in by readFromParcel().
     * @hide
     */
    public Surface() {
   
    }

    /**
     * Create Surface from a {@link SurfaceTexture}.
     *
     * Images drawn to the Surface will be made available to the {@link
     * SurfaceTexture}, which can attach them to an OpenGL ES texture via {@link
     * SurfaceTexture#updateTexImage}.
     *
     * Please note that holding onto the Surface created here is not enough to
     * keep the provided SurfaceTexture from being reclaimed.  In that sense,
     * the Surface will act like a
     * {@link java.lang.ref.WeakReference weak reference} to the SurfaceTexture.
     *
     * @param surfaceTexture The {@link SurfaceTexture} that is updated by this
     * Surface.
     * @throws OutOfResourcesException if the surface could not be created.
     */
    public Surface(SurfaceTexture surfaceTexture) {
   
		....
        mIsSingleBuffered = surfaceTexture.isSingleBuffered();
        synchronized (mLock) {
   
            mName = surfaceTexture.toString();