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SurfaceView 和 GLSurfaceView

Android 应用框架界面是以使用 View 开头的对象层次结构为基础。所有界面元素都会经过一系列的测量和一个布局过程,该过程会将这些元素融入到矩形区域中。然后,所有可见 View 对象都会渲染到一个 Surface(当应用置于前台时,由 WindowManager 进行设置)。应用的界面线程会按帧执行布局并渲染到缓冲区。

SurfaceView

SurfaceView 是一个组件,可用于在 View 层次结构中嵌入其他合成层。SurfaceView 采用与其他 View 相同的布局参数,因此可以像对待其他任何 View 一样对其进行操作,但 SurfaceView 的内容是透明的。

当您使用外部缓冲区来源(例如 GL 上下文和媒体解码器)进行渲染时,您需要从缓冲区来源复制缓冲区,以便在屏幕上显示这些缓冲区。为此,您可以使用 SurfaceView。

当 SurfaceView 的 View 组件即将变得可见时,框架会要求 SurfaceControl 从 SurfaceFlinger 请求新的 Surface。要在创建或销毁 Surface 时收到回调,请使用 SurfaceHolder 接口。默认情况下,新创建的 Surface 放置在应用界面 Surface 的后面。您可以替换默认的 Z 轴顺序,将新的 Surface 放在前面。

在需要渲染到单独的 Surface(例如,使用 Camera API 或 OpenGL ES 上下文进行渲染)时,使用 SurfaceView 渲染很有帮助。使用 SurfaceView 渲染时,SurfaceFlinger 会直接将缓冲区合成到屏幕上。如果没有 SurfaceView,您需要将缓冲区合成到屏幕上的 Surface,然后该 Surface 会合成到屏幕上,而使用 SurfaceView 进行渲染可以省去额外的工作。使用 SurfaceView 进行渲染后,请使用界面线程与 Activity 生命周期相协调,并根据需要调整 View 的大小或位置。然后,硬件混合渲染器会将应用界面与其他层混合在一起。

新的 Surface 是 BufferQueue 的生产方,其使用方是 SurfaceFlinger 层。您可以通过任何可向 BufferQueue 馈送资源的机制更新 Surface,例如,使用提供 Surface 的 Canvas 函数、附加 EGLSurface 并使用 GLES 在 Surface 上绘制,或者配置媒体解码器以写入 Surface。

SurfaceView 和 Activity 生命周期

当使用 SurfaceView 时,请使用主界面线程之外的线程渲染 Surface。

对于具有 SurfaceView 的 Activity,存在两个单独但相互依赖的状态机:

  • 状态为 onCreate/onResume/onPause 的应用
  • 已创建/更改/销毁的 Surface

当 Activity 启动时,您将按以下顺序获得回调:

  1. onCreate()
  2. onResume()
  3. surfaceCreated()
  4. surfaceChanged()

如果点击“返回”,您会获得:

  1. onPause()
  2. surfaceDestroyed()(在 Surface 消失前调用)

如果旋转屏幕,Activity 将被销毁并重新创建,而您将获得整个生命周期。您可以通过检查 isFinishing() 判断这是一次快速重新启动。启动/停止 Activity 的速度可能非常快,以至于 onPause() 之后就会发生 surfaceCreated()

如果您点按电源按钮锁屏,则只会出现 onPause()(没有 surfaceDestroyed())。Surface 仍处于活动状态,并且可以继续渲染。如果您继续请求,则可以持续获得 Choreographer 事件。如果锁屏会强制改变方向,则当设备解锁时,您的 Activity 可能会重启。否则,您可以在脱离锁屏状态后使用与之前相同的 Surface。

线程的生命周期可以与 Surface 或 Activity 相关联,具体取决于锁屏时您想要发生的情况。该线程可以在 Activity 启动/停止时或者在 Surface 创建/销毁时启动/停止。

在 Activity 启动/停止时启动/停止线程可与应用生命周期良好配合。您可以在 onResume() 中启动渲染器线程,并在 onStop() 中停止渲染器线程。在创建和配置线程时,有时 Surface 已经存在,有时不存在(例如,在使用电源按钮关闭屏幕后,Surface 仍处于活动状态)。您必须先等待 Surface 完成创建,然后再在线程中进行初始化。您不能在 surfaceCreate() 回调中初始化,因为如果未重新创建 Surface,它将不会再次触发。您需要改为查询或缓存 Surface 状态,并将其转发到渲染器线程。

在创建/销毁 Surface 时启动/停止线程能够实现很好的效果,因为 Surface 和渲染器在逻辑上互相交织。您可以在创建 Surface 后启动线程,这样能够避免一些线程间通信问题,也可轻松转发 Surface 已创建/更改的消息。为确保在锁屏时停止渲染,并在解锁时恢复渲染,请告知 Choreographer 停止调用帧绘制回调。如果渲染器线程正在运行,则 onResume() 会恢复回调。不过,如果您根据各个帧之间所用的时间添加动画效果,则在下一个事件到来前可能有很大的间隔;使用明确的暂停/恢复消息可以解决该问题。

这两个选项(让线程的生命周期与 Surface 或 Activity 关联)都主要关注如何配置渲染器线程以及该线程是否正在执行。一个相关问题是,终止 Activity 时(在 onStop()onSaveInstanceState() 中)从线程中提取状态;在这种情况下,将线程的生命周期与 Activity 关联在一起效果最好,因为在渲染器线程加入后,无需使用同步基元就可以访问经过渲染的线程的状态。

GLSurfaceView

GLSurfaceView 类提供了帮助管理 EGL 上下文、在线程间通信以及与 Activity 生命周期交互的辅助程序类。您无需使用 GLSurfaceView 即可使用 GLES。

例如,GLSurfaceView 会创建一个渲染线程,并在线程上配置 EGL 上下文。当 Activity 暂停时,状态将自动清除。大多数应用无需了解有关 EGL 的任何信息即可通过 GLSurfaceView 来使用GLES。

在大多数情况下,GLSurfaceView 可简化 GLES 的使用。但在某些情况下,却会造成妨碍。