簡單梳理Android Surface原理（基於O）

[Android Framework] 簡單梳理Android Surface原理（基於O））

一. Surface概述

https://www.cnblogs.com/Sharley/p/5600314.html
Surface對應了一塊屏幕緩衝區，每個window對應一個Surface，任何View都要畫在Surface的Canvas上
Surface中有一個Canvas成員，專門用於畫圖的。
Surface是用來管理數據的。（句柄）
準確來說應該是一個數據容器交由生產者往surface申請對應的GraphicBuffer中填數據，交由consumer消費，consumer不僅只是surfaceflinger;

二.Surface使用的場景

1. Activity界面顯示

主要步驟：

1. activity創建時會給Activity創建一個對應的PhoneWindow，而該PhoneWindow中會創建一個DecorView，即一個Activity對應一個PhoneWindow，對應一個DecorView;
2. Activity生命週期onCreate中調用setContentView(int ResourceID)方法實際調用到了PhoneWindow的該方法，將調用LayoutInflater的inflater方法將佈局文件中的View創建出來加入到PhoneWindow的DercorView中;
3. 創建viewRootImpl將DercorView中的內容數據填充到自身的成員變量Surface中
   該Surface實質上是一個數據載體，最終通過WindowsManagerService傳遞給SurfaceFLinger去顯示，準確的說應該是Surface通過BufferQueue的機制，使得App與Surfaceflinger分別成爲生產者和消費者去處理Surface中的數據。

ViewRoot中的surface通過WMS與SurfaceFlinger中的BufferLayer進行關聯：

通過如上過程，知道一點，ViewRootImpl中的mSurface對應着SurfaceFlinger中的一個BufferLayer;
以drawSoftware方法來看（新版本Android已經不走該方法，通過RenderThread去繪製，下次學習完再做整理）：

繪製的時候會去dequeuebuffer，生產數據完畢後在queueBuffer,之後SurfaceFlinger會拿到buffer數據進行顯示。

綜上來看，App進程作爲Activity對應的ViewRootImpl中的mSurface的生產者，根據View的改變不斷的在mSurface中填充View數據，mSurface通過WindowManagerService進程與SurfaceFlinger中的BufferLayer一一對應，SurfaceFliner作爲該mSurface的消費者，將數據合成並交由硬件顯示出來。

該例子中的BufferQueue由SurfaceFlinger進行管理。

2. SurfaceView

SurfaceView本身持有一個Surface對象，它的特點是：
A. 具有獨立的繪圖表面；
B. 需要在宿主窗口上挖一個洞來顯示自己；
C. 它的UI繪製可以在獨立的線程中進行，這樣就可以進行復雜的UI繪製，並且不會影響應用程序的主線程響應用戶輸入。
原理可以參考學習：
https://blog.csdn.net/suhaiqiangxue/article/details/52932147
https://blog.csdn.net/luoshengyang/article/details/8661317/

如果layout中有SurfaceView：

從上面圖看來，SurfaceView中的mSurface也會通過WMS與SurfaceFlinger中的Bufferlayer進行關聯，及如果一個window中有SurfaceView控件，PhoneWindow本身會有一個mSurface對應SurfaceFlinger中的一個Bufferlayer,SurfaceView中的mSurface也會對應Surfaceflinger中的一個Bufferlayer，及SurfaceFlinger爲該界面維護者兩個BufferQueue。
大致情況如下：

3. 相機中的Surface

相機preview與takepicture都使用到Surface去作爲生產或消費的數據載體，相機的細節流程這裏不討論，下次專門整理下，大概流程如下：

1.相機打開之後會傳兩個Surface到CameraServer，一個Surface是用來作爲Preview的數據載體，另一個用作拍照時保存圖片的數據載體。一般preview的Surface由TextureView或GLSurfaceView關聯的SurfaceTexture來提供，保存圖片的Surface由ImageReader來提供;
2.Surface會在CameraServer進程中包裝創建出流，即一個Surface對應着一個OutputStream,用於HAL層將數據填充回來，當然這裏HAL層就相當與該Surface的生產者,而上層的GLSurfaceView和ImageReader相當與Surface的消費者（分別將Surface中的數據預覽顯示出來和保存成圖片消費掉）;
3. CameraServer中初始化時會起個RequestThread，不斷循環等待處理的request：

這裏看出HAL層實際上是Surface的生產者。
而Surface的消費者正是Camera應用中的預覽使用的TextureView或GLSurfaceView，與保存圖片的ImageReader:

1. Preview:
   
   GLSurfaceView中需要創建SurfaceTexture來使用（TextureView自帶一個SurfaceTexture）SurfaceTexture作爲preview的surface的消費者，交由GLConsumer消費成TextImage繪製到對應的GLSurfaceView的mSurface上;這裏的BufferQueue由應用進程分配管理;

GLSurfaceView本質上也是個SurfaceView，在上面提到的SurfaceView的mSurface與SurfaceFlinger中的BufferLayer相關連，因此此時GLSurfaceView與SurfaceFlinger又維持着一個BufferQueue的生產者與消費者的關係，與上一段中的提到的BufferQueue不是一個，mSurface中的內容最終交給SurfaceFlinger去合成顯示。

2. takePicture:
   
   Camera應用作爲拍照Surface的消費者將Surface中的數據消費生產出圖片進行保存。這裏的BufferQueue由應用進程分配管理;

三. 總結

Surface一般作爲GraphicBuffer數據載體，提給給生產者和消費者進行數據的填充和獲取。