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Android WebView使用的Chromium引擎,虽然没有自己的GPU进程或者线程,但是却可以执行GPU命令。原来,Android WebView会给它提供一个In-Process Command Buffer GL接口。通过这个接口,Chromium引擎就可以将GPU命令提交给App的Render Thread执行。本文接下来就详细分析Android WebView执行GPU命令的过程。
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从前面Chromium硬件加速渲染的OpenGL命令执行过程分析这篇文章可以知道,Chromium渲染引擎在有自己的GPU进程或者线程的情况下,是通过一个Command Buffer GL接口执行GPU命令的。这个Command Buffer GL接口通过一个GLES2Implementation类描述。Android WebView给Chromium引擎提供的In-Process Command Buffer GL接口,同样是通过GLES2Implementation类描述的。这样,Chromium渲染引擎就不用关心它发出的GPU命令是如何执行的。
在Chromium渲染引擎中,需要执行GPU命令的是Render端和Browser端。Render端执行GPU命令是为渲染网页的UI,而Browser端执行GPU命令是为了将Render端渲染的网页UI合成显示在屏幕上。对Android WebView来说,它的Render端会将网页抽象成一个CC Layer Tree,然后使用一个Synchronous Compositor将它渲染在一个Synchronous Compositor Output Surface上,如图1所示:
图1 Android WebView的Render端渲染网页UI的示意图
Android WebView的Browser端同样会将自己要合成的UI抽象为一个CC Layer Tree,然后使用一个Hardware Renderer将它渲染在一个Parent Output Surface上,如图2所示:
图2 Android WebView的Browser端合成网页UI的示意图
Browser端的CC Layer Tree比较特别,它只有两个节点。一个是根节点,另一个是根节点的子节点,称为Delegated Render Layer,它要渲染的内容来自于Render端的渲染输出。从前面Chromium硬件加速渲染的UI合成过程分析一文可以知道,Render端的渲染输出是一系列的Render Pass。每一个Render Pass都包含了若干个纹理。这些纹理是在Render端光栅化网页时产生的。Browser端的Hardware Renderer所要做的事情就是将这些纹理渲染在屏幕上。这个过程也就是Browser端合成网页UI的过程。
不管是Render端,还是Browser端,当它们执行GPU命令的时候,都是通过GLES2Implementation类描述的一个In-Process Command Buffer GL接口写入到一个Command Buffer中去的。只不过在Android WebView的情况下,这些GPU命令会被一个DeferredGpuCommandService服务提交给App的Render Thread执行,如图3所示:
图3 Android WebView执行GPU命令的过程
Render端和Browser端将要执行的GPU命令写入到Command Buffer之后,就会请求DeferredGpuCommandService服务在App的Render Thread中调度执行一个Task。这个Task绑定了InProcessCommandBuffer类的成员函数FlushOnGpuThread。InProcessCommandBuffer类的成员函数FlushOnGpuThread又是通过一个Gpu Scheduler按照上下文来执行请求的GPU命令,并且这些GPU命令在执行之前,先要经过一个GLES2 Decoder进行解码。这个过程可以参考前面Chromium硬件加速渲染的OpenGL命令执行过程分析一文。
对于Browser端来说,它本来就是在App的Render Thread中请求执行GPU命令的。这时候DeferredGpuCommandService服务会直接在当前线程中调用InProcessCommandBuffer类的成员函数FlushOnGpuThread,以便执行请求的GPU命令。
对于Render端来说,它在两种情景下需要请求执行GPU命令。第一种情景是光栅化网页的UI,第二种情景是绘制网页的UI。这两种情景都是发生在Render端的Compositor线程中。关于Render端的Compositor线程,以及网页UI的光栅化和绘制操作,可以参考前面Chromium网页渲染机制简要介绍和学习计划这个系列的文章。
上述两种情景都会将要执行的GPU操作抽象为一个DrawGLFunctor对象。对于第一个情景,DrawGLFunctor对象会通过App的UI线程直接提交给App的Render Thread。App的Render Thread再通知该DrawGLFunctor对象执行GPU操作。
对于第二个情景,DrawGLFunctor对象会被App的UI线程封装为一个DrawFunctorOp操作,并且写入到App UI的Display List中。 接下来App的UI线程会将Display List同步给App的Render Thread。随后这个Display List就会被App的Render Thread通过一个OpenGL Renderer进行Replay,这时候Display List中包含的DrawFunctorOp操作就会被执行。在执行的过程中,与它关联的DrawGLFunctor对象获得通知。DrawGLFunctor对象获得通知以后就会执行之前Render端请求的GPU操作了。
DrawGLFunctor对象在执行GPU操作的时候,会调用到一个DrawGL函数。这个DrawGL函数是Android WebView在启动Chromium渲染引擎时注册的。它在执行的过程中,就会通过Browser端的Hardware Renderer通知DeferredGpuCommandService服务执行此前请求调度的Task。这时候InProcessCommandBuffer类的成员函数FlushOnGpuThread就会被调用,这时候Render端之前请求的GPU命令就会被执行。
接下来,我们就结合源码,分析Chromium渲染引擎的Render端和Browser端创建In-Process Command Buffer GL接口的过程,以及以Render端使用GPU光栅化网页的过程为例,分析Chromium渲染引擎通过In-Process Command Buffer GL接口执行GPU命令的过程。不过,在分析这些过程之前,我们首先分析Android WebView向Chromium渲染引擎注册DrawGL函数的过程。这个过程发生在Android WebView启动Chromium渲染引擎的Browser端的过程中。
从前面Android WebView启动Chromium渲染引擎的过程分析一文可以知道,Android WebView在启动Chromium渲染引擎的Browser端的过程中,会调用到WebViewChromiumFactoryProvider类的成员函数startChromiumLocked,如下所示:
public class WebViewChromiumFactoryProvider implements WebViewFactoryProvider { ...... private void startChromiumLocked() { ...... initPlatSupportLibrary(); AwBrowserProcess.start(ActivityThread.currentApplication()); ...... } ......}
这个函数定义在文件frameworks/webview/chromium/java/com/android/webview/chromium/WebViewChromiumFactoryProvider.java中。
在调用AwBrowserProcess类的静态成员函数start动Chromium渲染引擎的Browser端之前,WebViewChromiumFactoryProvider类的成员函数startChromiumLocked先会调用成员函数initPlatSupportLibrary向Chromium渲染引擎注册一个DrawGL函数,如下所示:
public class WebViewChromiumFactoryProvider implements WebViewFactoryProvider { ...... private void initPlatSupportLibrary() { DrawGLFunctor.setChromiumAwDrawGLFunction(AwContents.getAwDrawGLFunction()); ...... } ......}
这个函数定义在文件frameworks/webview/chromium/java/com/android/webview/chromium/WebViewChromiumFactoryProvider.java中。
WebViewChromiumFactoryProvider类的成员函数startChromiumLocked首先会调用AwContents类的静态成员函数getAwDrawGLFunction获得要注册的DrawGL函数,然后再调用DrawGLFunctor类的静态成员函数setChromiumAwDrawGLFunction将它注册到Chromium渲染引擎中。
接下来,我们首先分析AwContents类的静态成员函数getAwDrawGLFunction获取要注册的DrawGL函数的过程,然后再分析DrawGLFunctor类的静态成员函数setChromiumAwDrawGLFunction注册DrawGL函数到Chromium渲染引擎的过程。
AwContents类的静态成员函数getAwDrawGLFunction的实现如下所示:
public class AwContents { ...... public static long getAwDrawGLFunction() { return nativeGetAwDrawGLFunction(); } ......}
这个函数定义在文件external/chromium_org/android_webview/java/src/org/chromium/android_webview/AwContents.java中。AwContents类的静态成员函数getAwDrawGLFunction调用另外一个静态成员函数AwContents类的静态成员函数获取要注册的的DrawGL函数的过程。
AwContents类的静态成员函数AwContents类的静态成员函数是一个JNI方法,它由C++层的函数Java_com_android_org_chromium_android_1webview_AwContents_nativeGetAwDrawGLFunction实现,如下所示:
__attribute__((visibility("default")))jlong Java_com_android_org_chromium_android_1webview_AwContents_nativeGetAwDrawGLFunction(JNIEnv* env, jclass jcaller) { return GetAwDrawGLFunction(env, jcaller);}
这个函数定义在文件out/target/product/generic/obj/GYP/shared_intermediates/android_webview/jni/AwContents_jni.h中。
函数Java_com_android_org_chromium_android_1webview_AwContents_nativeGetAwDrawGLFunction又通过调用另外一个函数GetAwDrawGLFunction获取要注册的DrawGL函数,如下所示:
static jlong GetAwDrawGLFunction(JNIEnv* env, jclass) { return reinterpret_cast<intptr_t>(&DrawGLFunction);}
这个函数定义在文件external/chromium_org/android_webview/native/aw_contents.cc中。
函数GetAwDrawGLFunction返回的是定义在同文件中的函数DrawGLFunction。这个函数的地址将会返回到前面分析的WebViewChromiumFactoryProvider类的成员函数initPlatSupportLibrary向Chromium,后者再调用DrawGLFunctor类的静态成员函数setChromiumAwDrawGLFunction将它注册到Chromium渲染引擎中,如下所示:
class DrawGLFunctor { ...... public static void setChromiumAwDrawGLFunction(long functionPointer) { nativeSetChromiumAwDrawGLFunction(functionPointer); } ......}
这个函数定义在文件frameworks/webview/chromium/java/com/android/webview/chromium/DrawGLFunctor.java中。
DrawGLFunctor类的静态成员函数setChromiumAwDrawGLFunction调用另外一个静态成员函数nativeSetChromiumAwDrawGLFunction将前面获得的函数DrawGLFunction注册在Chromium渲染引擎中。
DrawGLFunctor类的静态成员函数nativeSetChromiumAwDrawGLFunction是一个JNI方法,它由C++层的函数SetChromiumAwDrawGLFunction实现,如下所示:
AwDrawGLFunction* g_aw_drawgl_function = NULL;......void SetChromiumAwDrawGLFunction(JNIEnv*, jclass, jlong draw_function) { g_aw_drawgl_function = reinterpret_cast<AwDrawGLFunction*>(draw_function);}
这个函数定义在文件frameworks/webview/chromium/plat_support/draw_gl_functor.cpp中。
函数SetChromiumAwDrawGLFunction将参数draw_function描述的函数DrawGLFunction的地址保存在全局变量g_aw_drawgl_function中。这样,Android WebView就在启动Chromium渲染引擎的Browser端的过程中,向Chromium渲染引擎注册了一个DrawGL函数。
接下来,我们分析Chromium渲染引擎为Render端创建In-Process Command Buffer GL接口的过程。Chromium渲染引擎为Render端创建的In-Process Command Buffer GL接口是封装在绘图表面(Output Surface)里面的。在Chromium中,每一个网页都关联一个Output Surface。在分析Render端的In-Process Command Buffer GL接口的创建之前,我们首先分析网页的Output Surface的创建过程。
从前面Chromium网页绘图表面(Output Surface)创建过程分析和Chromium的GPU进程启动过程分析这两篇文章可以知道,Render端在加载了网页之后,会为网页创建一个绘图表面,即一个Output Surface,最终是通过调用RenderWidget类的成员函数CreateOutputSurface进行创建的,如下所示:
scoped_ptr<cc::OutputSurface> RenderWidget::CreateOutputSurface(bool fallback) { ......#if defined(OS_ANDROID) if (SynchronousCompositorFactory* factory = SynchronousCompositorFactory::GetInstance()) { return factory->CreateOutputSurface(routing_id()); }#endif ......}
这个函数定义在文件external/chromium_org/content/renderer/render_widget.cc中。
在Android平台上,RenderWidget类的成员函数CreateOutputSurface首先会调用SynchronousCompositorFactory类的静态成员函数GetInstance检查当前进程是否存在一个用来创建Output Surface的工厂对象。如果存在,那么就会调用它的成员函数CreateOutputSurface为当前加载的网页创建一个Output Surface。
SynchronousCompositorFactory类的静态成员函数GetInstance的实现如下所示:
SynchronousCompositorFactory* g_instance = NULL;......void SynchronousCompositorFactory::SetInstance( SynchronousCompositorFactory* instance) { ...... g_instance = instance;}SynchronousCompositorFactory* SynchronousCompositorFactory::GetInstance() { return g_instance;}
这两个函数定义在文件external/chromium_org/content/renderer/android/synchronous_compositor_factory.cc。
SynchronousCompositorFactory类的静态成员函数GetInstance返回的是全局变量g_instance指向的一个SynchronousCompositorFactoryImpl对象。这个SynchronousCompositorFactoryImpl对象是通过SynchronousCompositorFactory类的静态成员数SetInstance设置给全局变量g_instance的。
这个SynchronousCompositorFactoryImpl对象是什么时候设置给全局变量g_instance的呢?回忆前面Android WebView启动Chromium渲染引擎的过程分析一文,Android WebView在启动Chromium渲染引擎的过程,会创建一个DeferredGpuCommandService服务,并且将这个DeferredGpuCommandService服务保存在一个SynchronousCompositorFactoryImpl对象的成员变量service_中。这个SynchronousCompositorFactoryImpl对象在创建的过程中,就会通过调用SynchronousCompositorFactory类的静态成员数SetInstance将自己保存在上述全局变量g_instance中,如下所示:
SynchronousCompositorFactoryImpl::SynchronousCompositorFactoryImpl() : record_full_layer_(true), num_hardware_compositors_(0) { SynchronousCompositorFactory::SetInstance(this);}
这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/android/in_process/synchronous_compositor_factory_impl.cc中。
回到前面分析的RenderWidget类的成员函数CreateOutputSurface中,这时候它调用SynchronousCompositorFactory类的静态成员函数GetInstance就会获得一个SynchronousCompositorFactoryImpl对象。有了这个SynchronousCompositorFactoryImpl对象之后,RenderWidget类的成员函数CreateOutputSurface就会调用它的成员函数CreateOutputSurface为当前正在加载的网页创建一个Output Surface,如下所示:
scoped_ptr<cc::OutputSurface>SynchronousCompositorFactoryImpl::CreateOutputSurface(int routing_id) { scoped_ptr<SynchronousCompositorOutputSurface> output_surface( new SynchronousCompositorOutputSurface(routing_id)); return output_surface.PassAs<cc::OutputSurface>();}
这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/android/in_process/synchronous_compositor_factory_impl.cc中。
SynchronousCompositorFactoryImpl类的成员函数CreateOutputSurface创建一个类型为Synchronous Compositor的Output Surface返回给调用者。从前面Chromium网页绘图表面(Output Surface)创建过程分析一文可以知道,这个Synchronous Compositor Output Surface将会返回给ThreadProxy类的成员函数CreateAndInitializeOutputSurface,如下所示:
void ThreadProxy::CreateAndInitializeOutputSurface() { ...... scoped_ptr<OutputSurface> output_surface = layer_tree_host()->CreateOutputSurface(); if (output_surface) { Proxy::ImplThreadTaskRunner()->PostTask( FROM_HERE, base::Bind(&ThreadProxy::InitializeOutputSurfaceOnImplThread, impl_thread_weak_ptr_, base::Passed(&output_surface))); return; } ...... }
这个函数定义在文件external/chromium_org/cc/trees/thread_proxy.cc中。
ThreadProxy类的成员函数CreateAndInitializeOutputSurface又会将这个Synchronous Compositor Output Surface传递给Render端的Compositor线程,让后者对它进行初始化。这个初始化操作是通过在Render端的Compositor线程中调用ThreadProxy类的成员函数InitializeOutputSurfaceOnImplThread实现的。
从前面Chromium网页绘图表面(Output Surface)创建过程分析一文可以知道,ThreadProxy类的成员函数InitializeOutputSurfaceOnImplThread在初始化Synchronous Compositor Output Surface的过程中,会调用它的成员函数BindToClient,表示它已经被设置给一个网页使用。
SynchronousCompositorOutputSurface类的成员函数BindToClient的实现如下所示:
bool SynchronousCompositorOutputSurface::BindToClient( cc::OutputSurfaceClient* surface_client) { ...... SynchronousCompositorOutputSurfaceDelegate* delegate = GetDelegate(); if (delegate) delegate->DidBindOutputSurface(this); return true;}
这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/android/in_process/synchronous_compositor_output_surface.cc中。SynchronousCompositorOutputSurface类的成员函数BindToClient会调用另外一个成员函数GetDelegate获得一个Delegate对象,如下所示:
SynchronousCompositorOutputSurfaceDelegate*SynchronousCompositorOutputSurface::GetDelegate() { return SynchronousCompositorImpl::FromRoutingID(routing_id_);}
这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/android/in_process/synchronous_compositor_output_surface.cc中。
SynchronousCompositorOutputSurface类的成员函数GetDelegate通过调用SynchronousCompositorImpl类的静态成员函数FromRoutingID获得一个Delegate对象,如下所示:
SynchronousCompositorImpl* SynchronousCompositorImpl::FromRoutingID( int routing_id) { return FromID(GetInProcessRendererId(), routing_id);}
这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/android/in_process/synchronous_compositor_impl.cc中。
SynchronousCompositorImpl类的静态成员函数FromRoutingID首先会调用静态成员函数GetInProcessRendererId获得当前正在处理的Render端的ID。有了这个ID之后,连同参数routing_id描述的网页ID,传递给SynchronousCompositorImpl类的另外一个静态成员函数FromID,如下所示:
SynchronousCompositorImpl* SynchronousCompositorImpl::FromID(int process_id, int routing_id) { ...... RenderViewHost* rvh = RenderViewHost::FromID(process_id, routing_id); ...... WebContents* contents = WebContents::FromRenderViewHost(rvh); ...... return FromWebContents(contents);}
这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/android/in_process/synchronous_compositor_impl.cc中。
SynchronousCompositorImpl类的静态成员函数FromID首先通过调用RenderViewHost类的静态成员函数FromID获得与参数process_id和routing_id对应的一个RenderViewHost对象。这个RenderViewHost对象用来在Browser端描述的一个网页。这个网页就是当前正在Android WebView中加载的网页。
获得了与当前正在加载的网页对应的RenderViewHost对象之后,就可以调用WebContents类的静态成员函数FromRenderViewHost获得一个WebContents对象。在Chromium中,每一个网页在Content层又都是通过一个WebContents对象描述的。这个WebContents对象的创建过程可以参考前面Android WebView启动Chromium渲染引擎的过程分析一文。
获得了用来描述当前正在加载的网页的WebContents对象之后,SynchronousCompositorImpl类的静态成员函数FromID就可以调用另外一个静态成员函数FromWebContents获得一个SynchronousCompositorImpl对象。这个SynchronousCompositorImpl对象的创建过程可以参考前面Android WebView启动Chromium渲染引擎的过程分析一文,它是负责用来渲染在Android WebView中加载的网页的UI的。
SynchronousCompositorImpl类的静态成员函数FromID最后会将获得的SynchronousCompositorImpl对象返回给调用者,也就是前面分析的SynchronousCompositorOutputSurface类的成员函数BindToClient。SynchronousCompositorOutputSurface类的成员函数BindToClient接下来会调用这个SynchronousCompositorImpl对象的成员函数DidBindOutputSurface,表示它现在已经与一个Synchronous Compositor Output Surface建立了绑定关系,这样以后它就可以将网页的UI渲染在这个Synchronous Compositor Output Surface之上。
SynchronousCompositorImpl类的成员函数DidBindOutputSurface的实现如下所示:
void SynchronousCompositorImpl::DidBindOutputSurface( SynchronousCompositorOutputSurface* output_surface) { ...... output_surface_ = output_surface; if (compositor_client_) compositor_client_->DidInitializeCompositor(this);}
这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/android/in_process/synchronous_compositor_impl.cc中。
SynchronousCompositorImpl类的成员函数DidBindOutputSurface首先将参数output_surface描述的Synchronous Compositor Output Surface保存在成员变量output_surface_中。
从前面Android WebView启动Chromium渲染引擎的过程分析一文可以知道,SynchronousCompositorImpl类的成员变量compositor_client_指向的是一个BrowserViewRenderer对象。SynchronousCompositorImpl类的成员函数DidBindOutputSurface最后会调用这个BrowserViewRenderer对象的成员函数DidInitializeCompositor,表示Chromium渲染引擎已经为它创建了一个用来渲染网页UI的Synchronous Compositor,如下所示:
void BrowserViewRenderer::DidInitializeCompositor( content::SynchronousCompositor* compositor) { ...... compositor_ = compositor;}
这个函数定义在文件external/chromium_org/android_webview/browser/browser_view_renderer.cc中。
BrowserViewRenderer类的成员函数DidInitializeCompositor会将参数compositor指向的一个SynchronousCompositorImpl对象保存在成员变量compositor_中。
这一步执行完成之后,Chromium渲染引擎就为在Render端加载的网页创建了一个Synchronous Compositor Output Surface,并且会将这个Synchronous Compositor Output Surface设置给一个Synchronous Compositor。这个Synchronous Compositor又会设置给一个BrowserViewRenderer对象。这个BrowserViewRenderer对象负责绘制Android WebView的UI。
接下来我们就开始分析Chromium渲染引擎为Render端创建In-Process Command Buffer GL接口的过程。这个In-Process Command Buffer GL接口是在Android WebView第一次执行硬件加速渲染之前创建的。从前面Android WebView启动Chromium渲染引擎的过程分析一文可以知道,Android WebView每次被绘制时,它在Chromium的android_webview模块中对应的AwContents对象的成员函数OnDraw都会被调用,如下所示:
bool AwContents::OnDraw(JNIEnv* env, jobject obj, jobject canvas, jboolean is_hardware_accelerated, jint scroll_x, jint scroll_y, jint visible_left, jint visible_top, jint visible_right, jint visible_bottom) { DCHECK(BrowserThread::CurrentlyOn(BrowserThread::UI)); if (is_hardware_accelerated) InitializeHardwareDrawIfNeeded(); return browser_view_renderer_.OnDraw( canvas, is_hardware_accelerated, gfx::Vector2d(scroll_x, scroll_y), gfx::Rect(visible_left, visible_top, visible_right - visible_left, visible_bottom - visible_top));}
这个函数定义在文件external/chromium_org/android_webview/native/aw_contents.cc。
如果执行的是硬件加速渲染,那么AwContents类的成员函数OnDraw首先会调用另外一个成员函数InitializeHardwareDrawIfNeeded检查当前是否已经创建了一个DeferredGpuCommandService服务。如果还没有创建,那么就会进行创建。这个DeferredGpuCommandService服务的创建过程可以参考前面Android WebView启动Chromium渲染引擎的过程分析一文。
AwContents类的成员函数OnDraw接下来会调用成员变量browser_view_renderer_描述的一个BrowserViewRenderer对象的成员函数OnDraw执行硬件加速渲染,如下所示:
bool BrowserViewRenderer::OnDraw(jobject java_canvas, bool is_hardware_canvas, const gfx::Vector2d& scroll, const gfx::Rect& global_visible_rect) { ...... if (is_hardware_canvas && attached_to_window_) return OnDrawHardware(java_canvas); // Perform a software draw return OnDrawSoftware(java_canvas);}
这个函数定义在文件external/chromium_org/android_webview/browser/browser_view_renderer.cc中。
在执行硬件加速渲染的情况下,BrowserViewRenderer对象的成员函数OnDraw会调用成员函数OnDrawHardware对Android WebView进行绘制,如下所示:
bool BrowserViewRenderer::OnDrawHardware(jobject java_canvas) { ...... if (!hardware_enabled_) { hardware_enabled_ = compositor_->InitializeHwDraw(); ...... } ...... scoped_ptr<DrawGLInput> draw_gl_input(new DrawGLInput); ...... scoped_ptr<cc::CompositorFrame> frame = compositor_->DemandDrawHw(surface_size, gfx::Transform(), viewport, clip, viewport_rect_for_tile_priority, transform_for_tile_priority); ...... shared_renderer_state_->SetDrawGLInput(draw_gl_input.Pass()); ...... return client_->RequestDrawGL(java_canvas, false);}
这个函数定义在文件external/chromium_org/android_webview/browser/browser_view_renderer.cc中。
当BrowserViewRenderer类的成员变量hardware_enabled_的值等于false时,表示Android WebView是第一次启用硬件加速渲染。在这种情况下,BrowserViewRenderer类的函数OnDraw首先会初始化一个硬件加速渲染环境,然后再对Android WebView进行绘制。
从前面的分析可以知道,BrowserViewRenderer类的成员变量compositor_指向的是一个SynchronousCompositorImpl对象。BrowserViewRenderer类的函数OnDraw就是通过调用这个SynchronousCompositorImpl对象的成员函数InitializeHwDraw初始化一个硬件加速渲染环境的。在初始化这个硬件加速渲染环境的过程中,就会创建一个In-Process Command Buffer GL接口。
接下来,我们就继续分析SynchronousCompositorImpl类的成员函数InitializeHwDraw初始化创建In-Process Command Buffer GL接口的过程。在接下来一篇文章中,我们再分析BrowserViewRenderer类的函数OnDraw绘制Android WebView的过程。
SynchronousCompositorImpl类的成员函数InitializeHwDraw的实现如下所示:
base::LazyInstance<SynchronousCompositorFactoryImpl>::Leaky g_factory = LAZY_INSTANCE_INITIALIZER;......bool SynchronousCompositorImpl::InitializeHwDraw() { ...... scoped_refptr<cc::ContextProvider> onscreen_context = g_factory.Get().CreateOnscreenContextProviderForCompositorThread(); bool success = output_surface_->InitializeHwDraw(onscreen_context); ...... return success;}
这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/android/in_process/synchronous_compositor_impl.cc中。全局变量指向的就是前面提到的用来为网页创建Output Surface的SynchronousCompositorFactoryImpl对象。SynchronousCompositorImpl类的成员函数InitializeHwDraw调用这个SynchronousCompositorFactoryImpl对象的成员函数CreateOnscreenContextProviderForCompositorThread创建一个硬件加速渲染环境。
创建出来的硬件加速渲染环境是通过一个ContextProviderInProcess对象描述的。这个ContextProviderInProcess对象又会设置给SynchronousCompositorImpl类的成员变量output_surface_描述的一个Synchronous Compositor Output Surface。Synchronous Compositor Output Surface有了硬件加速渲染环境之后,就可以执行GPU命令了。
接下来,我们首先分析SynchronousCompositorFactoryImpl类的成员函数CreateOnscreenContextProviderForCompositorThread创建硬件加速渲染环境的过程,如下所示:
scoped_refptr<cc::ContextProvider> SynchronousCompositorFactoryImpl:: CreateOnscreenContextProviderForCompositorThread() { ...... return webkit::gpu::ContextProviderInProcess::Create( WrapContext(CreateContext(service_, share_context_.get())), "Child-Compositor");}
这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/android/in_process/synchronous_compositor_factory_impl.cc中。
SynchronousCompositorFactoryImpl类的成员函数CreateOnscreenContextProviderForCompositorThread首先调有函数CreateContext创建一个In-Process Command Buffer GL接口,然后再调用另外一个函数WrapContext将这个In-Process Command Buffer GL接口封装在一个WebGraphicsContext3DInProcessCommandBufferImpl对象,最后调用ContextProviderInProcess类的静态成员函数Create将该WebGraphicsContext3DInProcessCommandBufferImpl对象封装在一个ContextProviderInProcess对象中。
从前面Android WebView启动Chromium渲染引擎的过程分析一文可以知道,SynchronousCompositorFactoryImpl类的成员变量service_指向的就是一个DeferredGpuCommandService服务。函数CreateContext在创建In-Process Command Buffer GL接口的时候,会使用到这个DeferredGpuCommandService服务,如下所示:
scoped_ptr<gpu::GLInProcessContext> CreateContext( scoped_refptr<gpu::InProcessCommandBuffer::Service> service, gpu::GLInProcessContext* share_context) { ...... scoped_ptr<gpu::GLInProcessContext> context( gpu::GLInProcessContext::Create(service, NULL /* surface */, false /* is_offscreen */, gfx::kNullAcceleratedWidget, gfx::Size(1, 1), share_context, false /* share_resources */, in_process_attribs, gpu_preference)); return context.Pass();}
这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/android/in_process/synchronous_compositor_factory_impl.cc中。
函数调用GLInProcessContext类的静态成员函数Create创建了一个In-Process Command Buffer GL接口,如下所示:
GLInProcessContext* GLInProcessContext::Create( scoped_refptr<gpu::InProcessCommandBuffer::Service> service, scoped_refptr<gfx::GLSurface> surface, bool is_offscreen, gfx::AcceleratedWidget window, const gfx::Size& size, GLInProcessContext* share_context, bool use_global_share_group, const GLInProcessContextAttribs& attribs, gfx::GpuPreference gpu_preference) { ...... scoped_ptr<GLInProcessContextImpl> context(new GLInProcessContextImpl()); if (!context->Initialize(surface, is_offscreen, use_global_share_group, share_context, window, size, attribs, gpu_preference, service)) return NULL; return context.release();}
这个函数定义在文件external/chromium_org/gpu/command_buffer/client/gl_in_process_context.cc中。
GLInProcessContext类的静态成员函数Create首先创建了一个GLInProcessContextImpl对象,然后调用这个GLInProcessContextImpl对象的成员函数Initialize对其进行初始化。在初始化的过程中,就会创建一个In-Process Command Buffer GL接口,如下所示:
bool GLInProcessContextImpl::Initialize( scoped_refptr<gfx::GLSurface> surface, bool is_offscreen, bool use_global_share_group, GLInProcessContext* share_context, gfx::AcceleratedWidget window, const gfx::Size& size, const GLInProcessContextAttribs& attribs, gfx::GpuPreference gpu_preference, const scoped_refptr<InProcessCommandBuffer::Service>& service) { ...... command_buffer_.reset(new InProcessCommandBuffer(service)); ...... if (!command_buffer_->Initialize(surface, is_offscreen, window, size, attrib_vector, gpu_preference, wrapped_callback, share_command_buffer)) { ...... return false; } // Create the GLES2 helper, which writes the command buffer protocol. gles2_helper_.reset(new gles2::GLES2CmdHelper(command_buffer_.get())); ...... // Create the object exposing the OpenGL API. gles2_implementation_.reset(new gles2::GLES2Implementation( gles2_helper_.get(), share_group, transfer_buffer_.get(), bind_generates_resources, attribs.lose_context_when_out_of_memory > 0, command_buffer_.get())); ...... return true;}
这个函数定义在文件external/chromium_org/gpu/command_buffer/client/gl_in_process_context.cc中。
GLInProcessContextImpl类的成员函数Initialize创建In-Process Command Buffer GL接口的过程与前面Chromium硬件加速渲染的OpenGL命令执行过程分析一文提到的Command Buffer GL接口的创建过程是类似的。首先是创建一个Command Buffer,然后再将该Command Buffer封装在一个GLES2CmdHelper对象中。以后通过个GLES2CmdHelper对象就可以将要执行的GPU命令写入到它封装的Command Buffer中去。最后又会使用前面封装得到的GLES2CmdHelper对象创建一个GLES2Implementation对象。这个GLES2Implementation对象就用来描述的一个In-Process Command Buffer GL或者Command Buffer GL接口。
In-Process Command Buffer GL接口与Command Buffer GL接口的最大区别就在于它们使用了不同的Command Buffer。In-Process Command Buffer GL使用的Command Buffer是一个In-Process Command Buffer,而Command Buffer GL接口使用的Command Buffer是一个Command Buffer Proxy。In-Process Command Buffer会将要执行的GPU命令发送给App的Render Thread处理,而Command Buffer Proxy会将要执行的GPU命令发送给Chromium的GPU进程/线程处理。
接下来,我们就重点分析In-Process Command Buffer的创建过程,以便后面可以更好地理解它是怎么将要执行的GPU命令发送给App的Render Thread处理的。
从前面的调用过程可以知道,参数service描述的是一个DeferredGpuCommandService服务。这个DeferredGpuCommandService服务将会用来创建In-Process Command Buffer,如下所示:
InProcessCommandBuffer::InProcessCommandBuffer( const scoped_refptr<Service>& service) : ......, service_(service.get() ? service : GetDefaultService()), ...... { ......}
这个函数定义在文件external/chromium_org/gpu/command_buffer/service/in_process_command_buffer.cc中。
在创建In-Process Command Buffer的过程中,如果指定了一个Service,那么以后就会通过这个Service执行GPU命令。在我们这个情景中,指定的Service即为一个DeferredGpuCommandService服务。因此,这时候InProcessCommandBuffer类的成员变量service_指向的是一个DeferredGpuCommandService服务。
如果在创建In-Process Command Buffer的过程中,没有指定一个Service,那么InProcessCommandBuffer的构造函数就会通过调用另外一个成员函数GetDefaultService获得一个默认的Service,用来执行GPU命令。这个默认的Service实际上就是一个自行创建的GPU线程。
回到GLInProcessContextImpl类的成员函数Initialize中,它创建了一个In-Process Command Buffer之后,接下来还会调用这个InProcessCommandBuffer类的成员函数Initialize对它进行初始化,如下所示:
bool InProcessCommandBuffer::Initialize( scoped_refptr<gfx::GLSurface> surface, bool is_offscreen, gfx::AcceleratedWidget window, const gfx::Size& size, const std::vector<int32>& attribs, gfx::GpuPreference gpu_preference, const base::Closure& context_lost_callback, InProcessCommandBuffer* share_group) { ...... gpu::Capabilities capabilities; InitializeOnGpuThreadParams params(is_offscreen, window, size, attribs, gpu_preference, &capabilities, share_group); base::Callback<bool(void)> init_task = base::Bind(&InProcessCommandBuffer::InitializeOnGpuThread, base::Unretained(this), params); base::WaitableEvent completion(true, false); bool result = false; QueueTask( base::Bind(&RunTaskWithResult<bool>, init_task, &result, &completion)); completion.Wait(); ...... return result;}
这个函数定义在文件external/chromium_org/gpu/command_buffer/service/in_process_command_buffer.cc中。
InProcessCommandBuffer类的成员函数Initialize所做的事情就是通过成员变量service_指向的DeferredGpuCommandService服务请求在App的Render Thread中调用InProcessCommandBuffer类的成员函数InitializeOnGpuThread,以便对当前正在创建的In-Process Command Buffer进行初始化。
后面分析Render端执行的GPU命令的过程时,我们就会清楚地看到DeferredGpuCommandService服务是如何请求在App的Render Thread执行一个操作的。现在我们主要关注In-Process Command Buffer的初始化过程,也就是InProcessCommandBuffer类的成员函数InitializeOnGpuThread的实现,如下所示:
bool InProcessCommandBuffer::InitializeOnGpuThread( const InitializeOnGpuThreadParams& params) { ...... scoped_ptr<CommandBufferService> command_buffer( new CommandBufferService(transfer_buffer_manager_.get())); command_buffer->SetPutOffsetChangeCallback(base::Bind( &InProcessCommandBuffer::PumpCommands, gpu_thread_weak_ptr_)); ...... decoder_.reset(gles2::GLES2Decoder::Create( params.context_group ? params.context_group->decoder_->GetContextGroup() : new gles2::ContextGroup(NULL, NULL, NULL, service_->shader_translator_cache(), NULL, bind_generates_resource))); gpu_scheduler_.reset( new GpuScheduler(command_buffer.get(), decoder_.get(), decoder_.get())); ...... command_buffer_ = command_buffer.Pass(); decoder_->set_engine(gpu_scheduler_.get()); ......}
这个函数定义在文件external/chromium_org/gpu/command_buffer/service/in_process_command_buffer.cc中。
InProcessCommandBuffer类的成员函数InitializeOnGpuThread首先是创建了一个Command Buffer Service,并且保存在成员变量command_buffer_中。这个Command Buffer Service负责管理Command Buffer的状态,例如第一个等待执行的GPU命令的位置,以及最新写入的GPU命令的位置,等等。
InProcessCommandBuffer类的成员函数InitializeOnGpuThread创建了一个Command Buffer Service,会调用它的成员函数SetPutOffsetChangeCallback,用来设置一个Put Offset Change Callback,如下所示:
void CommandBufferService::SetPutOffsetChangeCallback( const base::Closure& callback) { put_offset_change_callback_ = callback;}
这个函数定义在文件external/chromium_org/gpu/command_buffer/service/command_buffer_service.cc中。这个Callback指定为当前正在创建的In-Process Command Buffer的成员函数PumpCommands。当我们往Command Buffer写入了新的GPU命令时,这个Callback就会被执行,也就是InProcessCommandBuffer类的成员函数PumpCommands会被调用。
InProcessCommandBuffer类的成员函数PumpCommands在调用的过程中,就会通过一个Gpu Scheduler和一个GLES2 Decoder执行新写入到Command Buffer中的GPU命令。Gpu Scheduler在执行一个GPU命令之前,会将当前的OpenGL上下文切换至该GPU命令所属的OpenGL上下文,这样它就可以同时支持多个OpenGL上下文。GLES2 Decoder负责从Command Buffer中解析出每一个待执行的GPU命令及其携带的参数,这样就可以通过调用对应的OpenGL函数执行它们。关于Gpu Scheduler和一个GLES2 Decoder执行GPU命令的过程,可以参考前面Chromium硬件加速渲染的OpenGL命令执行过程分析一文。
回到前面分析的InProcessCommandBuffer类的成员函数InitializeOnGpuThread中,上述Gpu Scheduler和GLES2 Decoder也是在InProcessCommandBuffer类的成员函数InitializeOnGpuThread中创建的。创建出来之后,就分别保存在InProcessCommandBuffer类的成员变量gpu_scheduler_和decoder_中。
这一步执行完成后,回到前面分析的SynchronousCompositorFactoryImpl类的成员函数CreateOnscreenContextProviderForCompositorThread中,这时候它就获得了一个In-Process Command Buffer GL接口。这个In-Process Command Buffer GL接口是封装在一个GLInProcessContextImpl对象中的。这个GLInProcessContextImpl对象接下来又会通过函数WrapContext封装在一个WebGraphicsContext3DInProcessCommandBufferImpl对象中,如下所示:
scoped_ptr<WebGraphicsContext3DInProcessCommandBufferImpl> WrapContext( scoped_ptr<gpu::GLInProcessContext> context) { ...... return scoped_ptr<WebGraphicsContext3DInProcessCommandBufferImpl>( WebGraphicsContext3DInProcessCommandBufferImpl::WrapContext( context.Pass(), GetDefaultAttribs()));}
这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/android/in_process/synchronous_compositor_factory_impl.cc中。
函数WrapContext通过调用WebGraphicsContext3DInProcessCommandBufferImpl类的静态成员函数WrapContext将一个GLInProcessContextImpl对象封装在一个WebGraphicsContext3DInProcessCommandBufferImpl对象中,如下所示:
scoped_ptr<WebGraphicsContext3DInProcessCommandBufferImpl>WebGraphicsContext3DInProcessCommandBufferImpl::WrapContext( scoped_ptr< ::gpu::GLInProcessContext> context, const blink::WebGraphicsContext3D::Attributes& attributes) { bool lose_context_when_out_of_memory = false; // Not used. bool is_offscreen = true; // Not used. return make_scoped_ptr(new WebGraphicsContext3DInProcessCommandBufferImpl( context.Pass(), attributes, lose_context_when_out_of_memory, is_offscreen, gfx::kNullAcceleratedWidget /* window. Not used. */));}
这个函数定义在文件external/chromium_org/webkit/common/gpu/webgraphicscontext3d_in_process_command_buffer_impl.cc中。
WebGraphicsContext3DInProcessCommandBufferImpl类的构造函数会将要封装的GLInProcessContextImpl对象保存在成员变量context_中,如下所示:
WebGraphicsContext3DInProcessCommandBufferImpl:: WebGraphicsContext3DInProcessCommandBufferImpl( scoped_ptr< ::gpu::GLInProcessContext> context, const blink::WebGraphicsContext3D::Attributes& attributes, bool lose_context_when_out_of_memory, bool is_offscreen, gfx::AcceleratedWidget window) : ......, context_(context.Pass()) { ......}
这个函数定义在文件external/chromium_org/webkit/common/gpu/webgraphicscontext3d_in_process_command_buffer_impl.cc中。
这一步执行完成后,继续回到前面分析的SynchronousCompositorFactoryImpl类的成员函数CreateOnscreenContextProviderForCompositorThread中,这时候它就获得了一个WebGraphicsContext3DInProcessCommandBufferImpl对象。这个WebGraphicsContext3DInProcessCommandBufferImpl对象通过一个GLInProcessContextImpl对象间接地保存了前面创建的In-Process Command Buffer GL接口
SynchronousCompositorFactoryImpl类的成员函数CreateOnscreenContextProviderForCompositorThread最后又会调用ContextProviderInProcess类的静态成员函数Create将上述WebGraphicsContext3DInProcessCommandBufferImpl对象封装在一个ContextProviderInProcess对象中,如下所示:
scoped_refptr<ContextProviderInProcess> ContextProviderInProcess::Create( scoped_ptr<WebGraphicsContext3DInProcessCommandBufferImpl> context3d, const std::string& debug_name) { ...... return new ContextProviderInProcess(context3d.Pass(), debug_name);}
这个函数定义在文件external/chromium_org/webkit/common/gpu/context_provider_in_process.cc中。
ContextProviderInProcess对象会将要封装的WebGraphicsContext3DInProcessCommandBufferImpl对象保存在成员变量context_中,如下所示:
ContextProviderInProcess::ContextProviderInProcess( scoped_ptr<WebGraphicsContext3DInProcessCommandBufferImpl> context3d, const std::string& debug_name) : context3d_(context3d.Pass()), ...... { ......}
这个函数定义在文件external/chromium_org/webkit/common/gpu/context_provider_in_process.cc中。
这一步执行完成后,SynchronousCompositorImpl类的成员函数InitializeHwDraw,这时候它就是初始化了一个硬件加速渲染环境。这个硬件加速渲染环境就是通过前面创建的ContextProviderInProcess对象描述。这个ContextProviderInProcess对象接来会设置给SynchronousCompositorImpl类的成员变量output_surface_描述的一个Synchronous Compositor Output Surface。这是通过调用SynchronousCompositorOutputSurface类的成员函数InitializeHwDraw实现的,如下所示:
bool SynchronousCompositorOutputSurface::InitializeHwDraw( scoped_refptr<cc::ContextProvider> onscreen_context_provider) { ...... return InitializeAndSetContext3d(onscreen_context_provider);}
这个函数定义在文件external/chromium_org/content/browser/android/in_process/synchronous_compositor_output_surface.cc中。
SynchronousCompositorOutputSurface类的成员函数InitializeHwDraw会调用另外一个成员函数InitializeAndSetContext3d将参数onscreen_context_provider指向的ContextProviderInProcess对象保存在内部。以后通过这个ContextProviderInProcess对象,就可以获得前面创建的In-Process Command Buffer GL接口了。
SynchronousCompositorOutputSurface类的成员函数InitializeAndSetContext3d是从父类OutputSurface继承下来的,它的实现如下所示:
bool OutputSurface::InitializeAndSetContext3d( scoped_refptr<ContextProvider> context_provider) { ...... bool success = false; if (context_provider->BindToCurrentThread()) { context_provider_ = context_provider; ...... success = true; } ...... return success;}
这个函数定义在文件external/chromium_org/cc/output/output_surface.cc中。
OutputSurface类的成员函数InitializeAndSetContext3d首先会调用参数context_provider指向的ContextProviderInProcess对象的成员函数BindToCurrentThread将其引用的In-Process Command Buffer GL接口设置为当前线程所使用的GL接口。当前线程即为Render端的Compositor线程。有了这个GL接口之后,Render端的Compositor线程就可以执行GPU操作了。
成功将参数context_provider指向的ContextProviderInProcess对象引用的In-Process Command Buffer GL接口设置为当前线程所使用的GL接口之后,该ContextProviderInProcess对象就会保存在OutputSurface类的成员变量context_provider_中。
接下来我们继续分析ContextProviderInProcess类的成员函数BindToCurrentThread为当前线程设置Process Command Buffer GL接口的过程,如下所示:
bool ContextProviderInProcess::BindToCurrentThread() { ...... if (!context3d_->makeContextCurrent()) return false; ...... return true;}
这个函数定义在文件external/chromium_org/webkit/common/gpu/context_provider_in_process.cc中。
从前面的分析可以知道,ContextProviderInProcess类的成员变量context3d_指向的是一个WebGraphicsContext3DInProcessCommandBufferImpl对象。ContextProviderInProcess类的成员函数BindToCurrentThread会调用这个WebGraphicsContext3DInProcessCommandBufferImpl对象的成员函数makeContextCurrent将前面创建的In-Process Command Buffer GL接口设置为当前线程所使用的GL接口,如下所示:
bool WebGraphicsContext3DInProcessCommandBufferImpl::makeContextCurrent() { if (!MaybeInitializeGL()) return false; ::gles2::SetGLContext(GetGLInterface()); return context_ && !isContextLost();}
这个函数定义在文件external/chromium_org/webkit/common/gpu/webgraphicscontext3d_in_process_command_buffer_impl.cc中。
WebGraphicsContext3DInProcessCommandBufferImpl类的成员函数makeContextCurrent首先调用成员函数MaybeInitializeGL检查是否已经为当前线程初始化过GL接口了。如果还没有初始化,那么就会进行初始化,如下所示:
bool WebGraphicsContext3DInProcessCommandBufferImpl::MaybeInitializeGL() { if (initialized_) return true; ...... real_gl_ = context_->GetImplementation(); setGLInterface(real_gl_); ...... initialized_ = true; return true;}
这个函数定义在文件external/chromium_org/webkit/common/gpu/webgraphicscontext3d_in_process_command_buffer_impl.cc中。
当WebGraphicsContext3DInProcessCommandBufferImpl类的成员变量initialized_的值等于true的时候,就表示当前线程初始化过GL接口了。另一方面,如果当前线程还没有初始化过GL接口,那么WebGraphicsContext3DInProcessCommandBufferImpl类的成员函数MaybeInitializeGL就会进行初始化。
从前面的分析可以知道,WebGraphicsContext3DInProcessCommandBufferImpl类的成员变量context_指向的是一个GLInProcessContextImpl对象。调用这个GLInProcessContextImpl对象的成员函数可以获得它内部封装一个GLES2Implementation对象。这个GLES2Implementation对象描述的就是一个In-Process Command Buffer GL接口。
WebGraphicsContext3DInProcessCommandBufferImpl类的成员函数MaybeInitializeGL获得了上述In-Process Command Buffer GL接口之后,会调用另外一个成员函数setGLInterface将其保存起来。
WebGraphicsContext3DInProcessCommandBufferImpl类的成员函数setGLInterface是从父类WebGraphicsContext3DImpl继承下来的,它的实现如下所示:
class WEBKIT_GPU_EXPORT WebGraphicsContext3DImpl : public NON_EXPORTED_BASE(blink::WebGraphicsContext3D) { public: ...... ::gpu::gles2::GLES2Interface* GetGLInterface() { return gl_; } protected: ...... void setGLInterface(::gpu::gles2::GLES2Interface* gl) { gl_ = gl; } ...... ::gpu::gles2::GLES2Interface* gl_; ...... };
这个函数定义在文件external/chromium_org/webkit/common/gpu/webgraphicscontext3d_impl.h中。WebGraphicsContext3DImpl类的成员函数setGLInterface将参数描述的In-Process Command Buffer GL接口保存在成员变量gl_中。这个In-Process Command Buffer GL接口可以通过调用WebGraphicsContext3DImpl类的另外一个成员函数GetGLInterface获得。
这一步执行完成后,回到前面分析的WebGraphicsContext3DInProcessCommandBufferImpl类的成员函数makeContextCurrent,它接下来又会调用从父类WebGraphicsContext3DImpl继承下来的成员函数GetGLInterface获得前面所保存的In-Process Command Buffer GL接口,并且将该In-Process Command Buffer GL接口设置为当前线程的GL接口,也就是OpenGL调用接口。这是通过调用函数gles2::SetGLContext实现的,如下所示:
static gpu::ThreadLocalKey g_gl_context_key; ...... gpu::gles2::GLES2Interface* GetGLContext() { return static_cast<gpu::gles2::GLES2Interface*>( gpu::ThreadLocalGetValue(g_gl_context_key)); } void SetGLContext(gpu::gles2::GLES2Interface* context) { gpu::ThreadLocalSetValue(g_gl_context_key, context); }
这两个函数定义在文件external/chromium_org/gpu/command_buffer/client/gles2_lib.cc中。
参数context描述的In-Process Command Buffer GL接口将被保存在全局变量g_gl_context_key所描述的一个线程局部储存中,作为当前线程所使用的OpenGL接口。以后通过调用另外一个函数gles2::GetGLContext就可以获得保存在这个线程局部储存中的In-Process Command Buffer GL接口。
这一步执行完成后,以后Render端的Compositor线程直接调用OpenGL函数glXXX时,就会通过In-Process Command Buffer GL接口执行指定的GPU的操作。从OpenGL函数glXXX调用到In-Process Command Buffer GL接口的原理可以参考前面Chromium网页GPU光栅化原理分析一文。
Render端的Compositor线程除了可以通过OpenGL函数glXXX使用In-Process Command Buffer GL接口,还可以通过它为网页创建的Synchronous Compositor Output Surface使用In-Process Command Buffer GL接口。接下来,我们就以Render端的Compositor线程执行GPU光栅化操作为例,说明它执行GPU命令的过程。
从前面Chromium网页GPU光栅化原理分析一文可以知道,当Render端的Compositor线程是通过一个Skia Canvas对网页UI进行GPU光栅化操作的。这个Skia Canvas又是通过一个类型为SkSurface_Gpu的Skia Surface获得的。这个类型为SkSurface_Gpu的Skia Surface是通过调用DirectRasterBuffer类的成员函数CreateSurface创建的,如下所示:
skia::RefPtr<SkSurface> ResourceProvider::DirectRasterBuffer::CreateSurface() { skia::RefPtr<SkSurface> surface; switch (resource()->type) { case GLTexture: { ...... class GrContext* gr_context = resource_provider()->GrContext(); if (gr_context) { GrBackendTextureDesc desc; ...... skia::RefPtr<GrTexture> gr_texture = skia::AdoptRef(gr_context->wrapBackendTexture(desc)); ...... surface = skia::AdoptRef(SkSurface::NewRenderTargetDirect( gr_texture->asRenderTarget(), text_render_mode)); } break; } ...... } return surface; }
这个函数定义在文件external/chromium_org/cc/resources/resource_provider.cc中。
DirectRasterBuffer类的成员函数CreateSurface的详细实现可以参考前面Chromium网页GPU光栅化原理分析一文。这里我们所关注的重点是它通过调用ResourceProvider类的成员函数GrContext获得一个In-Process Command Buffer GL接口的过程。这个In-Process Command Buffer GL接口会传递给这里所创建的类型为SkSurface_Gpu的Skia Surface。有了In-Process Command Buffer GL接口之后,类型为SkSurface_Gpu的Skia Surface就可以通过GPU对网页的UI进行光栅化了。
DirectRasterBuffer类的成员函数CreateSurface首先是调用成员函数resource_provider获得一个ResourceProvider对象。这个ResourceProvider对象负责管理网页在渲染过程中所要使用到的资源。有这个ResourceProvider对象之后,就可以调用它的成员函数GrContext获得一个In-Process Command Buffer GL接口,如下所示:
class GrContext* ResourceProvider::GrContext() const { ContextProvider* context_provider = output_surface_->context_provider(); return context_provider ? context_provider->GrContext() : NULL;}
这个函数定义在文件external/chromium_org/cc/resources/resource_provider.cc中。ResourceProvider类的成员变量output_surface_指向的就是一个SynchronousCompositorOutputSurface对象。ResourceProvider类的成员函数GrContext会调用这个SynchronousCompositorOutputSurface对象的成员函数context_provider获得一个Context Provider。
SynchronousCompositorOutputSurface对象的成员函数context_provider是从父类OutputSurface继承下来的,它的实现如下所示:
class CC_EXPORT OutputSurface { ...... scoped_refptr<ContextProvider> context_provider() const { return context_provider_.get(); } ......};
这个函数定义在文件external/chromium_org/cc/output/output_surface.h中。
从前面的分析可以知道,此时OutputSurface类的成员变量context_provider_指向的是一个ContextProviderInProcess对象。OutputSurface类的成员函数context_provider将这个ContextProviderInProcess对象返回给调用者。
回到前面分析的ResourceProvider类的成员函数GrContext中,这时候它就获得了一个ContextProviderInProcess对象。接下来它继续调用这个ContextProviderInProcess对象的成员函数GrContext获得一个GrContextForWebGraphicsContext3D对象,如下所示:
class GrContext* ContextProviderInProcess::GrContext() { ...... if (gr_context_) return gr_context_->get(); gr_context_.reset( new webkit::gpu::GrContextForWebGraphicsContext3D(context3d_.get())); return gr_context_->get();}
这个函数定义在文件external/chromium_org/webkit/common/gpu/context_provider_in_process.cc中。
ContextProviderInProcess类的成员函数GrContext首先判断成员变量gr_context_是否指向了一个GrContextForWebGraphicsContext3D对象。如果已经指向,那么就会将该GrContextForWebGraphicsContext3D对象返回给调用者。
另一方面,如果ContextProviderInProcesGrContextForWebGraphicsContext3Ds类的成员变量gr_context_还没有指向一个GrContextForWebGraphicsContext3D对象,那么ContextProviderInProcess类的成员函数GrContext就会先创建该GrContextForWebGraphicsContext3D对象,然后再将它返回给调用者。
在创建GrContextForWebGraphicsContext3D对象的时候,会使用到ContextProviderInProcess类的成员变量context3d_。从前面的分析可以知道,ContextProviderInProcess类的成员变量context3d_指向的是一个WebGraphicsContext3DInProcessCommandBufferImpl对象。这个WebGraphicsContext3DInProcessCommandBufferImpl对象内部封装了一个In-Process Command Buffer GL接口。
因此,ContextProviderInProcess类的成员函数GrContext创建出来的GrContextForWebGraphicsContext3D对象也会间接地引用了一个In-Process Command Buffer GL接口。前面创建的类型为SkSurface_Gpu的Skia Surface在光栅化网页UI的时候,就会使用到这个In-Process Command Buffer GL接口,也就是会将要执行的GPU命令写入到一个In-Process Command Buffer中去。
写入到In-Process Command Buffer中的命令会被周期性地提交给DeferredGpuCommandService服务处理。这是通过调用InProcessCommandBuffer类的成员函数Flush实现的。或者我们也可以主动地调用In-Process Command Buffer GL接口提供的成员函数Flush将写入在In-Process Command Buffer中的命令会被周期性地提交给DeferredGpuCommandService服务。这个主动提交的操作最终也是通过调用InProcessCommandBuffer类的成员函数Flush实现的。这一点可以参考前面Chromium硬件加速渲染的OpenGL命令执行过程分析一文。
接下来,我们就从InProcessCommandBuffer类的成员函数Flush开始,分析Render端在使用GPU光栅化网页UI的过程中,是如何执行GPU命令的,如下所示:
void InProcessCommandBuffer::Flush(int32 put_offset) { ...... last_put_offset_ = put_offset; base::Closure task = base::Bind(&InProcessCommandBuffer::FlushOnGpuThread, gpu_thread_weak_ptr_, put_offset); QueueTask(task);}
这个函数定义在文件external/chromium_org/gpu/command_buffer/service/in_process_command_buffer.cc中。
参数put_offset表示最新写入的GPU命令在In-Process Command Buffer中的位置。InProcessCommandBuffer类的成员函数Flush首先将这个位置记录在成员变量last_put_offset_中。
InProcessCommandBuffer类的成员函数Flush接下来创建了一个Task。这个Task绑定了InProcessCommandBuffer类的成员函数FlushOnGpuThread。接下来这个Task会被提交给DeferredGpuCommandService服务处理。这是通过调用InProcessCommandBuffer类的成员函数QueueTask实现的,如下所示:
class GPU_EXPORT InProcessCommandBuffer : public CommandBuffer, public GpuControl { ...... private: ...... void QueueTask(const base::Closure& task) { service_->ScheduleTask(task); } ......}
这个函数定义在文件external/chromium_org/gpu/command_buffer/service/in_process_command_buffer.h中。
从前面的分析可以知道,InProcessCommandBuffer类的成员变量service_描述的就是一个DeferredGpuCommandService服务。InProcessCommandBuffer类的成员函数QueueTask通过调用这个DeferredGpuCommandService服务的成员函数ScheduleTask调度执行参数task描述的Task。
DeferredGpuCommandService类的成员函数ScheduleTask的实现如下所示:
void DeferredGpuCommandService::ScheduleTask(const base::Closure& task) { { base::AutoLock lock(tasks_lock_); tasks_.push(task); } if (ScopedAllowGL::IsAllowed()) { RunTasks(); } else { RequestProcessGL(); }}
这个函数定义在文件external/chromium_org/android_webview/browser/deferred_gpu_command_service.cc中。
DeferredGpuCommandService类的成员函数ScheduleTask首先将参数task描述的Task保存在成员变量tasks_描述的一个std::queue中。
DeferredGpuCommandService类的成员函数ScheduleTask接下来通过调用ScopedAllowGL类的静态成员函数IsAllowed判断当前线程是否允许直接执行GPU命令,也就是当前线程是否是一个GPU线程。如果是的话,那么就会调用成员函数RunTasks执行参数task描述的Task,如下所示:
void DeferredGpuCommandService::RunTasks() { bool has_more_tasks; { base::AutoLock lock(tasks_lock_); has_more_tasks = tasks_.size() > 0; } while (has_more_tasks) { base::Closure task; { base::AutoLock lock(tasks_lock_); task = tasks_.front(); tasks_.pop(); } task.Run(); { base::AutoLock lock(tasks_lock_); has_more_tasks = tasks_.size() > 0; } }}
这个函数定义在文件external/chromium_org/android_webview/browser/deferred_gpu_command_service.cc中。
DeferredGpuCommandService类的成员函数RunTasks会依次执行保存在成员变量tasks_描述的std::queue中的每一个Task。从前面的分析可以知道,这个std::queue保存了一个Task。这个Task绑定了InProcessCommandBuffer类的成员函数FlushOnGpuThread。因此,当该Task被执行的时候,InProcessCommandBuffer类的成员函数FlushOnGpuThread就会被调用。在调用的过程中,就会执行那些新写入到In-Process Command Buffer的GPU命令。
DeferredGpuCommandService类的成员函数ScheduleTask可以直接调用成员函数RunTasks执行GPU命令的情况发生在Browser端合成网页UI的过程中。这时候Browser端运行在App的Render Thread中,并且它会通过ScopedAllowGL类标记App的Render Thread可以执行GPU命令。这样DeferredGpuCommandService类的成员函数ScheduleTask就可以知道它可以直接执行GPU命令了。
在我们这个情景中,正在执行的是网页UI的光栅化操作。这个操作是发生在Render端的Compositor线程中的。Render端的Compositor线程不是一个GPU线程,因此这时候DeferredGpuCommandService类的成员函数ScheduleTask就不能直接调用成员函数RunTasks执行GPU命令,而是要通过调用另外一个成员函数RequestProcessGL请求App的Render Thread执行。
另外一个情景,也就是Render端绘制网页UI的情景,也是发生在Render端的Compositor线程。这时候DeferredGpuCommandService类的成员函数ScheduleTask也需要调用成员函数RequestProcessGL请求App的Render Thread执行绘制网页UI所需要执行的GPU命令。
接下来,我们就继续分析DeferredGpuCommandService类的成员函数RequestProcessGL,以便了解它请求App的Render Thread执行GPU命令的过程,如下所示:
void DeferredGpuCommandService::RequestProcessGL() { SharedRendererState* renderer_state = GLViewRendererManager::GetInstance()->GetMostRecentlyDrawn(); ...... renderer_state->ClientRequestDrawGL();}
这个函数定义在文件external/chromium_org/android_webview/browser/deferred_gpu_command_service.cc中。
我们在前面Android WebView启动Chromium渲染引擎的过程分析一文中提到,在Chromium渲染引擎中,存在一个GLViewRendererManager单例对象。这个GLViewRendererManager单例对象记录了当前有哪些WebView是采用硬件加速方式绘制的。通过调用这个GLViewRendererManager对象的成员函数GetMostRecentlyDrawn可以获得一个SharedRendererState对象。这个SharedRendererState对象的创建过程可以参考前面Android WebView启动Chromium渲染引擎的过程分析一文,它记录了当前正在绘制的Android WebView的状态。
获得了与当前正在绘制的Android WebView关联的一个SharedRendererState对象之后,DeferredGpuCommandService类的成员函数RequestProcessGL就可以调用它的成员函数ClientRequestDrawGL请求App的Render Thread执行GPU命令,如下所示:
void SharedRendererState::ClientRequestDrawGL() { if (ui_loop_->BelongsToCurrentThread()) { ...... ClientRequestDrawGLOnUIThread(); } else { ...... base::Closure callback; { base::AutoLock lock(lock_); callback = request_draw_gl_closure_; } ui_loop_->PostTask(FROM_HERE, callback); }}
这个函数定义在文件external/chromium_org/android_webview/browser/shared_renderer_state.cc中。
从前面Android WebView启动Chromium渲染引擎的过程分析一文可以知道,SharedRendererState类的成员变量ui_loop_描述的就是Chromium的Browser端的Native UI Message Loop。通过这个Native UI Message Loop可以判断当前线程是否就是App的UI线程。如果是的话,那么SharedRendererState类的成员函数ClientRequestDrawGL就会直接调用另外一个成员函数ClientRequestDrawGLOnUIThread请求App的Render Thread执行GPU命令。
如果当前线程不是App的UI线程,那么SharedRendererState类的成员函数ClientRequestDrawGL就会向Chromium的Browser端的Native UI Message Loop发送一个Task。这个Task由SharedRendererState类的成员变量request_draw_gl_closure_描述,它绑定的函数为SharedRendererState类的成员函数ClientRequestDrawGLOnUIThread。这样做的目的是让SharedRendererState类的成员函数ClientRequestDrawGLOnUIThread运行在App的UI线程中,以便可以通过App的UI线程来请求App的Render Thread执行GPU命令。
SharedRendererState类的成员函数ClientRequestDrawGLOnUIThread的实现如下所示:
void SharedRendererState::ClientRequestDrawGLOnUIThread() { ...... if (!client_on_ui_->RequestDrawGL(NULL, false)) { ...... }}
这个函数定义在文件external/chromium_org/android_webview/browser/shared_renderer_state.cc中。
从前面Android WebView启动Chromium渲染引擎的过程分析一文可以知道,SharedRendererState类的成员变量client_on_ui_指向的是一个Native层的AwContents对象。SharedRendererState类的成员函数ClientRequestDrawGLOnUIThread通过调用这个AwContents对象的成员函数RequestDrawGL请求App的Render Thread执行GPU命令,如下所示:
bool AwContents::RequestDrawGL(jobject canvas, bool wait_for_completion) { ...... JNIEnv* env = AttachCurrentThread(); ScopedJavaLocalRef<jobject> obj = java_ref_.get(env); ....... return Java_AwContents_requestDrawGL( env, obj.obj(), canvas, wait_for_completion);}
这个函数定义在文件external/chromium_org/android_webview/native/aw_contents.cc中。
从前面Android WebView启动Chromium渲染引擎的过程分析一文可以知道,每一个Native层的AwContents对象在Java层都有一个对应的AwContents对象。这个Java层的AwContents对象就保存在Native层的AwContents对象的成员变量java_ref_中。AwContents类的成员函数RequestDrawGL通过JNI方法Java_AwContents_requestDrawGL调用上述的Java层AwContents对象的成员函数requestDrawGL,用来请求App的Render Thread执行GPU命令。
Java层的AwContents类的成员函数requestDrawGL的实现如下所示:
public class AwContents { ...... @CalledByNative private boolean requestDrawGL(Canvas canvas, boolean waitForCompletion) { return mNativeGLDelegate.requestDrawGL(canvas, waitForCompletion, mContainerView); } ......}
这个函数定义在文件external/chromium_org/android_webview/java/src/org/chromium/android_webview/AwContents.java中。
从前面Android WebView启动Chromium渲染引擎的过程分析一文可以知道,AwContents类的成员变量mNativeGLDelegate指向的是一个WebViewNativeGLDelegate对象。AwContents类的成员函数requestDrawGL调用这个WebViewNativeGLDelegate对象的成员函数requestDrawGL请求App的Render Thread执行GPU命令,如下所示:
class WebViewChromium implements WebViewProvider, WebViewProvider.ScrollDelegate, WebViewProvider.ViewDelegate { ...... private DrawGLFunctor mGLfunctor; ...... private class WebViewNativeGLDelegate implements AwContents.NativeGLDelegate { @Override public boolean requestDrawGL(Canvas canvas, boolean waitForCompletion, View containerView) { if (mGLfunctor == null) { mGLfunctor = new DrawGLFunctor(mAwContents.getAwDrawGLViewContext()); } return mGLfunctor.requestDrawGL( (HardwareCanvas) canvas, containerView.getViewRootImpl(), waitForCompletion); } ...... } ......}
这个函数定义在文件frameworks/webview/chromium/java/com/android/webview/chromium/WebViewChromium.java中。WebViewNativeGLDelegate类的成员函数requestDrawGL首先判断外部类WebViewChromium的成员变量mGLFunctor是否指向了一个DrawGLFunctor对象。如果指向了,那么就会调用它的成员函数requestDrawGL请求App的Render Thread执行GPU命令。
另一方面,如果WebViewChromium类的成员变量mGLFunctor还没有指向一个DrawGLFunctor对象,那么WebViewNativeGLDelegate类的成员函数requestDrawGL就会创建这个DrawGLFunctor对象。创建过程如下所示:
class DrawGLFunctor { ...... public DrawGLFunctor(long viewContext) { mDestroyRunnable = new DestroyRunnable(nativeCreateGLFunctor(viewContext)); ...... } ......}
这个函数定义在文件frameworks/webview/chromium/java/com/android/webview/chromium/DrawGLFunctor.java中。
DrawGLFunctor类的构造函数首先会调用成员函数nativeCreateGLFunctor获得一个Native层的DrawGLFunctor对象,然后再使用这个Native层的DrawGLFunctor对象创建一个DestroyRunnable对象,如下所示:
class DrawGLFunctor { ...... private static final class DestroyRunnable implements Runnable { ...... long mNativeDrawGLFunctor; DestroyRunnable(long nativeDrawGLFunctor) { mNativeDrawGLFunctor = nativeDrawGLFunctor; } ...... } ......}
这个函数定义在文件frameworks/webview/chromium/java/com/android/webview/chromium/DrawGLFunctor.java中。
DestroyRunnable类的构造函数主要就是将参数nativeDrawGLFunctor描述的Native层DrawGLFunctor对象保存在成员变量mNativeDrawGLFunctor中。
接下来我们继续分析Native层的DrawGLFunctor对象的创建过程,也就是DrawGLFunctor类的成员函数nativeCreateGLFunctor的实现。wGLFunctor类的成员函数nativeCreateGLFunctor是一个JNI方法,它由C++层的函数CreateGLFunctor实现,如下所示:
jlong CreateGLFunctor(JNIEnv*, jclass, jlong view_context) { RaiseFileNumberLimit(); return reinterpret_cast<jlong>(new DrawGLFunctor(view_context));}
这个函数定义在文件frameworks/webview/chromium/plat_support/draw_gl_functor.cpp中。
从这里可以看到,函数CreateGLFunctor创建的是一个Native层的DrawGLFunctor对象。这个DrawGLFunctor对象是用来描述Chromium渲染引擎请求App的Render Thread执行的GPU操作集合。
这一步执行完成后,回到前面分析的WebViewNativeGLDelegate类的成员函数requestDrawGL中,接下来我们继续分析它调用外部类WebViewChromium类的成员变量mGLFunctor指向一个Java层的DrawGLFunctor对象的成员函数requestDrawGL请求App的Render Thread执行GPU命令,如下所示:
class DrawGLFunctor { ...... public boolean requestDrawGL(HardwareCanvas canvas, ViewRootImpl viewRootImpl, boolean waitForCompletion) { ...... if (canvas == null) { viewRootImpl.invokeFunctor(mDestroyRunnable.mNativeDrawGLFunctor, waitForCompletion); return true; } canvas.callDrawGLFunction(mDestroyRunnable.mNativeDrawGLFunctor); ...... return true; } ......}
这个函数定义在文件frameworks/webview/chromium/java/com/android/webview/chromium/DrawGLFunctor.java中。
从前面的调用过程可以知道,参数canvas的值为null,另外一个参数waitForCompletion的值等于false。
当参数canvas的值为null的时候,表示Chromium渲染引擎直接请求App的Render Thread执行GPU命令。这种情况一般就是发生在Render端光栅化网页UI的过程中。
当参数canvas的值不等于null时,它指向一个Hardware Canvas,表示Chromium渲染引擎请求App的UI线程先将要执行的GPU命令记录在App UI的Display List中。等到该Display List同步给App的Render Thread,并且被App的Render Thread重放的时候,再执行请求的GPU命令。这种情况发生在Render端绘制网页UI的过程中。
另外一个参数waitForCompletion表示App的UI线程是否需要同步等待App的Render Thread执行完成请求的GPU命令。
在我们这个情景中,DrawGLFunctor类的成员函数requestDrawGL将会直接请求App的Render Thread执行GPU命令。这是通过调用参数viewRootImpl指向的一个ViewRootImpl对象的成员函数invokeFunctor实现的,如下所示:
public final class ViewRootImpl implements ViewParent, View.AttachInfo.Callbacks, HardwareRenderer.HardwareDrawCallbacks { ...... public void invokeFunctor(long functor, boolean waitForCompletion) { ThreadedRenderer.invokeFunctor(functor, waitForCompletion); } ......}
这个函数定义在文件frameworks/base/core/java/android/view/ViewRootImpl.java中。
ViewRootImpl类的成员函数invokeFunctor会调用ThreadedRenderer类的静态成员函数invokeFunctor请求App的Render Thread执行GPU命令,如下所示:
public class ThreadedRenderer extends HardwareRenderer { ...... static void invokeFunctor(long functor, boolean waitForCompletion) { nInvokeFunctor(functor, waitForCompletion); } ......}
这个函数定义在文件frameworks/base/core/java/android/view/ThreadedRenderer.java中。
ThreadedRenderer类的静态成员函数invokeFunctor调用另外一个静态成员函数nInvokeFunctor请求App的Render Thread执行GPU命令。
ThreadedRenderer类的静态成员函数nInvokeFunctor是一个JNI方法,它由C++层的函数android_view_ThreadedRenderer_invokeFunctor实现,如下所示:
static void android_view_ThreadedRenderer_invokeFunctor(JNIEnv* env, jobject clazz, jlong functorPtr, jboolean waitForCompletion) { Functor* functor = reinterpret_cast<Functor*>(functorPtr); RenderProxy::invokeFunctor(functor, waitForCompletion);}
这个函数定义在文件frameworks/base/core/jni/android_view_ThreadedRenderer.cpp中。
从前面的分析可以知道,参数functorPtr描述的是一个Native层的DrawGLFunctor对象。这个DrawGLFunctor对象是从Functor类继承下来的,因此函数android_view_ThreadedRenderer_invokeFunctor可以将它转换为一个Functor对象。这个Functor对象会通过RenderProxy类的静态成员函数invokeFunctor提交给App的Render Thread处理,如下所示:
CREATE_BRIDGE2(invokeFunctor, RenderThread* thread, Functor* functor) { CanvasContext::invokeFunctor(*args->thread, args->functor); return NULL;}void RenderProxy::invokeFunctor(Functor* functor, bool waitForCompletion) { ATRACE_CALL(); RenderThread& thread = RenderThread::getInstance(); SETUP_TASK(invokeFunctor); args->thread = &thread; args->functor = functor; if (waitForCompletion) { // waitForCompletion = true is expected to be fairly rare and only // happen in destruction. Thus it should be fine to temporarily // create a Mutex Mutex mutex; Condition condition; SignalingRenderTask syncTask(task, &mutex, &condition); AutoMutex _lock(mutex); thread.queue(&syncTask); condition.wait(mutex); } else { thread.queue(task); }}
这个函数定义在文件frameworks/base/libs/hwui/renderthread/RenderProxy.cpp中。
App的Render Thread可以通过调用RenderThread类的静态成员函数getInstance获得。获得了App的Render Thread之后,RenderProxy类的静态成员函数invokeFunctor就可以往它的消息队列发送一个Task。这个Task封装参数funtor描述的一个Native层的DrawGLFunctor对象,并且它绑定了由宏CREATE_BRIDGE2定义的函数invokeFunctor。
这意味着当上述Task被App的Render Thread调度执行的时候,函数invokeFunctor就会在App的Render Thread中执行,它主要就是通过调用CanvasContext类的静态成员函数invokeFunctor通知参数参数funtor描述的Native层DrawGLFunctor对象,现在可以执行GPU命令了。
从前面的调用过程可以知道,参数waitForCompletion的值等于false,表示当前线程(也就是App的UI线程)不用等待App的Render Thread执行完成请求的GPU命令,于是它就可以马上返回。
接下来我们就继续分析CanvasContext类的静态成员函数invokeFunctor的实现,如下所示:
void CanvasContext::invokeFunctor(RenderThread& thread, Functor* functor) { ATRACE_CALL(); DrawGlInfo::Mode mode = DrawGlInfo::kModeProcessNoContext; if (thread.eglManager().hasEglContext()) { thread.eglManager().requireGlContext(); mode = DrawGlInfo::kModeProcess; } thread.renderState().invokeFunctor(functor, mode, NULL);}
这个函数定义在文件frameworks/base/libs/hwui/renderthread/CanvasContext.cpp中。
CanvasContext类的静态成员函数invokeFunctor主要就是通过调用一个RenderState对象的成员函数invokeFunctor通知参数funtor描述的一个Native层DrawGLFunctor对象执行GPU命令。这个RenderState对象记录了App的Render Thread的当前渲染状态,它可以通过调用参数thread描述的一个RenderThread对象的成员函数renderState获得。
如果此时App的Render Thread已经初始化好了OpenGL环境,那么RenderState类的成员函数invokeFunctor将会通知参数funtor描述的Native层DrawGLFunctor对象以DrawGlInfo::kModeProcess的模式执行GPU命令。否则的话,就以DrawGlInfo::kModeProcessNoContext的模式行。由于App的Render Thread一开始就会初始化OpenGL环境,因此我们将认为RenderState类的成员函数invokeFunctor将会通知参数funtor描述的Native层DrawGLFunctor对象以DrawGlInfo::kModeProcess的模式执行GPU命令。
RenderState类的成员函数invokeFunctor的实现如下所示:
void RenderState::invokeFunctor(Functor* functor, DrawGlInfo::Mode mode, DrawGlInfo* info) { interruptForFunctorInvoke(); (*functor)(mode, info); resumeFromFunctorInvoke();}
这个函数定义在文件frameworks/base/libs/hwui/RenderState.cpp中。
RenderState类的成员函数invokeFunctor主要就是调用了参数functor描述的一个Native层DrawGLFunctor对象的重载操作符函数(),用来通知它执行GPU命令,如下所示:
AwDrawGLFunction* g_aw_drawgl_function = NULL;class DrawGLFunctor : public Functor { public: ...... // Functor virtual status_t operator ()(int what, void* data) { ...... AwDrawGLInfo aw_info; aw_info.version = kAwDrawGLInfoVersion; switch (what) { case DrawGlInfo::kModeDraw: { aw_info.mode = AwDrawGLInfo::kModeDraw; ...... break; } case DrawGlInfo::kModeProcess: aw_info.mode = AwDrawGLInfo::kModeProcess; break; case DrawGlInfo::kModeProcessNoContext: aw_info.mode = AwDrawGLInfo::kModeProcessNoContext; break; case DrawGlInfo::kModeSync: aw_info.mode = AwDrawGLInfo::kModeSync; break; default: ALOGE("Unexpected DrawGLInfo type %d", what); return DrawGlInfo::kStatusDone; } // Invoke the DrawGL method. g_aw_drawgl_function(view_context_, &aw_info, NULL); return DrawGlInfo::kStatusDone; } ......};
这个函数定义在文件frameworks/webview/chromium/plat_support/draw_gl_functor.cpp中。
DrawGLFunctor类的重载操作符函数()主要就是调用全局变量g_aw_drawgl_function描述的一个DrawGL函数执行GPU命令,并且告知该DrawGL函数,App的Render Thread当前处于什么状态。这个状态由参数what描述的GPU执行模式决定。
App的Render Thread有四种状态:
1. AwDrawGLInfo::kModeDraw:表示App的Render Thread正在重放App UI的Display List。
2. DrawGlInfo::kModeProcess:表示App的Render Thread正在执行外界请求的GPU命令,并且App的Render Thread当前具有OpenGL上下文。
3. AwDrawGLInfo::kModeProcessNoContext:表示App的Render Thread正在执行外界请求的GPU命令,但是App的Render Thread当前没有OpenGL上下文。
4, AwDrawGLInfo::kModeSync:表示App的Render Thread正在同步的App的UI线程的Display List。
在我们这个情景中,App的Render Thread正处于第2种状态。第3种状态几乎不会出现,我们不予考虑。第1种和第4种状态我们在接下来一篇文章分析Android WebView渲染网页UI的过程中再详细分析。
从前面的分析可以知道,全局变量g_aw_drawgl_function描述的DrawGL函数是由Android WebView在启动Chromium渲染引擎时注册的,它指向的函数为DrawGLFunction,它的实现如下所示:
static void DrawGLFunction(long view_context, AwDrawGLInfo* draw_info, void* spare) { // |view_context| is the value that was returned from the java // AwContents.onPrepareDrawGL; this cast must match the code there. reinterpret_cast<android_webview::AwContents*>(view_context) ->DrawGL(draw_info);}
这个函数定义在文件external/chromium_org/android_webview/native/aw_contents.cc中。
参数view_context描述的是一个Native层的AwContents对象。函数DrawGLFunction主要就是调用这个AwContents对象的成员函数DrawGL执行GPU命令,如下所示:
void AwContents::DrawGL(AwDrawGLInfo* draw_info) { if (draw_info->mode == AwDrawGLInfo::kModeSync) { if (hardware_renderer_) hardware_renderer_->CommitFrame(); return; } ...... ScopedAllowGL allow_gl; ...... if (draw_info->mode != AwDrawGLInfo::kModeDraw) { ...... return; } if (!hardware_renderer_) { hardware_renderer_.reset(new HardwareRenderer(&shared_renderer_state_)); hardware_renderer_->CommitFrame(); } hardware_renderer_->DrawGL(state_restore.stencil_enabled(), state_restore.framebuffer_binding_ext(), draw_info); ......}
这个函数定义在文件external/chromium_org/android_webview/native/aw_contents.cc中。
AwContents类的成员函数DrawGL根据App的Render Thread的当前不同的状态执行不同的操作。在分析这些操作之前,我们首先介绍AwContents类的成员变量hardware_renderer_。如果它的值不等于NULL,那么它就是指向一个HardwareRenderer对象。这个HardwareRenderer对象是Browser端用来合成网页UI的。
如果App的Render Thread的当前状态是AwDrawGLInfo::kModeSync,并且当前AwContents类的成员变量hardware_renderer_指向了一个HardwareRenderer对象,那么AwContents类的成员函数DrawGL就会调用这个HardwareRenderer对象的成员函数CommitFrame将Render端上一次绘制出来的网页UI同步到Browser端。
如果App的Render Thread的当前状态是AwDrawGLInfo::kModeProcess,那么AwContents类的成员函数DrawGL就会构造一个ScopedAllowGL对象。这个ScopedAllowGL对象在构造的过程中,就会通知DeferredGpuCommandService服务执行Render端之前请求执行的GPU命令。
如果App的Render Thread的当前状态是AwDrawGLInfo::kModeDraw,那么AwContents类的成员函数DrawGL同样先通过上述构造的ScopedAllowGL对象通知DeferredGpuCommandService服务执行Render端之前请求执行的GPU命令。此外,AwContents类的成员函数DrawGL还会调用成员变量hardware_renderer_指向了一个HardwareRenderer对象的成员函数DrawGL将从Render端同步过来的网页UI合成显示在屏幕中。如果这个HardwareRenderer对象还没有创建,那么就会进行创建,并且会在创建后将Render端上一次绘制出来的网页UI同步到Browser端来,以便接下来可以将它合成显示在屏幕中。
从前面的分析可以知道,App的Render Thread的当前状态是AwDrawGLInfo::kModeProcess,因此接下来AwContents类的成员函数DrawGL就会通过构造一个ScopedAllowGL对象来通知DeferredGpuCommandService服务执行Render端之前请求执行的GPU命令。这些GPU命令是用来光栅化网页的UI的。
ScopedAllowGL对象的构造过程如下所示:
base::LazyInstance<scoped_refptr<DeferredGpuCommandService> > g_service = LAZY_INSTANCE_INITIALIZER;......base::LazyInstance<base::ThreadLocalBoolean> ScopedAllowGL::allow_gl;......bool ScopedAllowGL::IsAllowed() { return allow_gl.Get().Get();}ScopedAllowGL::ScopedAllowGL() { DCHECK(!allow_gl.Get().Get()); allow_gl.Get().Set(true); if (g_service.Get()) g_service.Get()->RunTasks();}
这个函数定义在文件external/chromium_org/android_webview/browser/deferred_gpu_command_service.cc中。
ScopedAllowGL类的构造函数首先是通过ScopedAllowGL类的静态成员变量allow_gl描述的一个线程局存储将当前线程标记为一个GPU线程,这样当前线程就可以直接执行GPU命令了。
全局变量g_service描述的就是一个DeferredGpuCommandService服务。ScopedAllowGL类的构造函数接下来就会调用这个DeferredGpuCommandService服务的成员函数RunTasks调度执行保存在它内部的一个Task队列中的Task了。DeferredGpuCommandService类的成员函数RunTasks我们在前面已经分析过了,这里不再复述。
从前面的分析可以知道,DeferredGpuCommandService服务内部的Task队列保存了一个Task。这个Task绑定了InProcessCommandBuffer类的成员函数FlushOnGpuThread。这意味着接下来InProcessCommandBuffer类的成员函数FlushOnGpuThread会在App的Render Thread中调用,它的实现如下所示:
void InProcessCommandBuffer::FlushOnGpuThread(int32 put_offset) { ...... command_buffer_->Flush(put_offset); ......}
这个函数定义在文件external/chromium_org/gpu/command_buffer/service/in_process_command_buffer.cc中。从前面的分析可以知道,InProcessCommandBuffer类的成员变量command_buffer_指向的是一个CommandBufferService对象。InProcessCommandBuffer类的成员函数FlushOnGpuThread调用这个CommandBufferService对象的成员函数Flush执行GPU命令,如下所示:
void CommandBufferService::Flush(int32 put_offset) { ...... put_offset_ = put_offset; if (!put_offset_change_callback_.is_null()) put_offset_change_callback_.Run();}
这个函数定义在文件external/chromium_org/gpu/command_buffer/service/command_buffer_service.cc中。
参数表示put_offset表示最新写入的GPU命令在Command Buffer中的位置。CommandBufferService类的成员函数Flush首先将这个位置记录在成员变量put_offset_中。
CommandBufferService类的成员函数Flush接下来又会检查成员变量put_offset_change_callback_是否指向了一个Callback。如果指向了一个Callback,那么就会调用它所绑定的函数来执行GPU命令。
从前面的分析可以知道,CommandBufferService类的成员变量put_offset_change_callback_指向了一个Callback。这个Callback绑定的函数为InProcessCommandBuffer类的成员函数