Android 图形图像之从上到下

Android 图形图像显示系统:
四大组件中Activity负责UI的展示和交互,对于Activity的生命周期常常如下:
oncreate->onresume()-onpause-onstop-ondestroy
通常在oncreate中设置对应的布局UI,当执行到onresume时候我们就能看到界面的展示。
根据这个流程我们通过AOSP源码 我们可以将图形图像的流程和相关关键类归纳如下:
在Android Framework Client层
1、ActivityThread,Activity
负责启动android进程和android虚拟机,加载Activity,控制Activity生命周期执行。在activity生命周期的oncreate阶段加载对应的布局文件,从第一个DecorView 开始构建顶层FrameLayout容器,同时根据对应的布局文件控件层级关系加载进来。在ActivityThread handleResumeActivity 中开始将当前的activity布局的DecorView 正式添加到WindowsManager中来,并同时调用wm.addView为DecorView的根节点信息(ViewRootImpl),并且调用ViewRootImpl 中requestFitSystemWindows以触发图形图像的测量布局和绘制。

2、WindowManager,WindowManagerGlobal
负责维护当前Window的控件中状态。

3、ViewRootImpl,View 负责控件的具体测量绘制。
图像的具体绘制由scheduleTraversals函数调度 performTraversals完成完整的一整套android 测量,位置布局,绘制流程。我们目前不关心控件的测量和布局,仅关心图像的呈现。关于绘制部分详细的可以流程在draw方法中可以看到具体实现

 private void draw(boolean fullRedrawNeeded) {
        Surface surface = mSurface;
        if (!surface.isValid()) {
            return;
        }
        if (DEBUG_FPS) {
            trackFPS();
        }
  ....
        if (mSurfaceHolder != null) {
            // The app owns the surface, we won't draw.
            dirty.setEmpty();
            if (animating && mScroller != null) {
                mScroller.abortAnimation();
            }
            return;
        }
        if (fullRedrawNeeded) {
            mAttachInfo.mIgnoreDirtyState = true;
            dirty.set(0, 0, (int) (mWidth * appScale + 0.5f), (int) (mHeight * appScale + 0.5f));
        }
  ....
        if (!dirty.isEmpty() || mIsAnimating || accessibilityFocusDirty) {
            if (mAttachInfo.mThreadedRenderer != null && mAttachInfo.mThreadedRenderer.isEnabled()) {
             ....
                mAttachInfo.mThreadedRenderer.draw(mView, mAttachInfo, this);
            } else {
              ...
                if (!drawSoftware(surface, mAttachInfo, xOffset, yOffset, scalingRequired, dirty)) {
                    return;
                }
            }
        }
...
    }

在draw中 程序会根据是否开启硬件加速选择执行软件绘制或者硬件绘制。对应软件绘制的情况,主要是利用surface获取到Canvas,然后调用View.draw 绘制到对应的画布上。

 private boolean drawSoftware(Surface surface, AttachInfo attachInfo, int xoff, int yoff,
            boolean scalingRequired, Rect dirty) {

        // Draw with software renderer.
        final Canvas canvas;
...
        canvas = mSurface.lockCanvas(dirty);
        try {
    
            if (!canvas.isOpaque() || yoff != 0 || xoff != 0) {
                canvas.drawColor(0, PorterDuff.Mode.CLEAR);
            }

            dirty.setEmpty();
            mIsAnimating = false;
            mView.mPrivateFlags |= View.PFLAG_DRAWN;
     
            try {
                canvas.translate(-xoff, -yoff);
                if (mTranslator != null) {
                    mTranslator.translateCanvas(canvas);
                }
                canvas.setScreenDensity(scalingRequired ? mNoncompatDensity : 0);
                attachInfo.mSetIgnoreDirtyState = false;

                mView.draw(canvas);

                drawAccessibilityFocusedDrawableIfNeeded(canvas);
            } finally {
                if (!attachInfo.mSetIgnoreDirtyState) {
                    // Only clear the flag if it was not set during the mView.draw() call
                    attachInfo.mIgnoreDirtyState = false;
                }
            }
        } finally {
            try {
                surface.unlockCanvasAndPost(canvas);
            } catch (IllegalArgumentException e) {
                Log.e(mTag, "Could not unlock surface", e);
                mLayoutRequested = true;    // ask wm for a new surface next time.
                //noinspection ReturnInsideFinallyBlock
                return false;
            }

            if (LOCAL_LOGV) {
                Log.v(mTag, "Surface " + surface + " unlockCanvasAndPost");
            }
        }
        return true;
    }

4 、Cavas.java SkiaCanvas.cpp
对于软绘制而言,最终回到了Canvas提供的一系列绘制函数例如 drawRect,drawArc,drawLine等。以drawArc 为列,Canvas的最终会调用到对应 JNI层的Canvas绘制,具体的绘制则有对应hwui库实现相关绘制,具体路径为(frameworks/base/libs/hwui),对应到native层的SkiaCanvas。

5、渲染到显示流程:
创建空surface,空的canvas,relayout阶段开始分配native层Surface,在draw阶段开始根据surface lockcavas获取canvas,获取canvas过程中Canvas 通过native层锁定获取bufferquee,在bufferqueue中dequeuebuffer获取GraphicBuffer,并且根据锁定的区域重新设置bitmap,将bitmap的的像素地址和grphaicbuffer中申请的内存地址绑定。同时为画布设置新的bitmap(例如skcanvas 设置skbitmap)。获取到Canvas过后,在Canvas的任何操纵 比如 drawarc即反映到bitmap上。绘制结束后,unlockcanvas 会向bufferqueue中queuebuffer 告知新的帧图像数据准备好;由surfacefliner取出合成或送显。

4、ThreadedRenderer 负责View的硬件绘制

在Framework Server层。

4、ThreadedRenderer

未完待续....

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