Android中的Surface和SurfaceView

时间：2023-02-02 08:15:16

一、什么是Surface

 

           简单的说Surface对应了一块屏幕缓冲区，每个window对应一个Surface，任何View都要画在Surface的Canvas上（后面有原因解释）。传统的view共享一块屏幕缓冲区，所有的绘制必须在UI线程中进行。

 

        在SDK的文档中，对Surface的描述是这样的：“Handle onto a raw buffer that is being managed by the screen compositor”，翻译成中文就是“由屏幕显示内容合成器(screen compositor)所管理的原始缓冲区的句柄”，这句话包括下面两个意思：

 

        1、通过Surface（因为Surface是句柄）就可以获得原生缓冲器以及其中的内容。就像在C++语言中，可以通过一个文件的句柄，就可以获得文件的内容一样。

 

        2、 原始缓冲区（a raw buffer）是用于保存当前窗口的像素数据的。

 

        引伸地，可以认为Android中的Surface就是一个用来画图形（graphics）或图像（image）的地方。

 

        根据Java方面的常规知识，我们知道通常画图是在一个Canvas对象上面进行的，由此，可以推知一个Surface对象中应该包含有一个Canvas（画布）对象。因此，在前面提及的两个意思的基础上，可以再加上一条：

 

        3、Surface中有一个Canvas成员，专门用于画图的。

 

        由以上的概括，我们总结如下：Surface中的Canvas成员，是专门用于供程序员画图的场所，就像黑板一样；其中的原始缓冲区是用来保存数据的地方；Surface本身的作用类似一个句柄，得到了这个句柄就可以得到其中的Canvas、原始缓冲区以及其它方面的内容。

 

      Surface是用来管理数据的。（句柄）

 

二、什么是SurfaceView

 

         说SurfaceView是一个View也许不够严谨，然而从定义中pubilc classSurfaceView extends View{.....}显示SurfaceView确实是派生自View，但是SurfaceView却有自己的Surface，请看SurfaceView的源码：

 

 

  1.  if (mWindow == null) {    
  2.          mWindow = new MyWindow(this);    
  3.          mLayout.type = mWindowType;    
  4.          mLayout.gravity = Gravity.LEFT|Gravity.TOP;    
  5.          mSession.addWithoutInputChannel(mWindow, mWindow.mSeq, mLayout,    
  6.          mVisible ? VISIBLE : GONE, mContentInsets);     
  7.    }   

 

        很明显，每个SurfaceView创建的时候都会创建一个MyWindow，new MyWindow(this)中的this正是SurfaceView自身，因此将SurfaceView和window绑定在一起，由第一部分我们知道，一个window对应一个Surface，因此SurfaceView也就内嵌了一个自己的Surface，可以认为SurfaceView是用来控制Surface中View的位置和尺寸的。

 

 

 

         SurfaceView就是展示Surface中数据的地方，同时可以认为SurfaceView是用来控制Surface中View的位置和尺寸的。

 

        大家都知道，传统View及其派生类的更新只能在UI线程，然而UI线程还同时处理其他交互逻辑，这就无法保证View更新的速度和帧率了，而SurfaceView可以用独立的线程进行绘制，因此可以提供更高的帧率，例如游戏，摄像头取景等场景就比较适合SurfaceView来实现。

 

 

 

三、什么是SurfaceHolder

 

        SurfaceHolder是一个接口，其作用就像一个关于Surface的监听器，提供访问和控制SurfaceView内嵌的Surface 相关的方法。它通过三个回调方法，让我们可以感知到Surface的创建、销毁或者改变。

 

        在SurfaceView中有一个方法getHolder，可以很方便地获得SurfaceView内嵌的Surface所对应的监听器接口SurfaceHolder。

 

        除下面将要提到的SurfaceHolder.Callback外，SurfaceHolder还提供了很多重要的方法，其中最重要的就是：

 

       1、abstract void addCallback(SurfaceHolder.Callbackcallback)：为SurfaceHolder添加一个SurfaceHolder.Callback回调接口。

 

       2、abstract Canvas lockCanvas()：获取一个Canvas对象，并锁定之。所得到的Canvas对象，其实就是Surface中一个成员。

 

       3、abstract Canvas lockCanvas(Rect  dirty)：同上。但只锁定dirty所指定的矩形区域，因此效率更高。

 

       4、abstract void unlockCanvasAndPost(Canvas  canvas)：当修改Surface中的数据完成后，释放同步锁，并提交改变，然后将新的数据进行展示，同时Surface中相关数据会被丢失。

 

        2、3、4中的同步锁机制的目的，就是为了在绘制的过程中，Surface中的数据不会被改变。lockCanvas是为了防止同一时刻多个线程对同一canvas写入。

 

总结：从设计模式的高度来看，Surface、SurfaceView和SurfaceHolder实质上就是广为人知的MVC，即Model-View-Controller。Model就是模型的意思，或者说是数据模型，或者更简单地说就是数据，也就是这里的Surface；View即视图，代表用户交互界面，也就是这里的SurfaceView；SurfaceHolder很明显可以理解为MVC中的Controller（控制器）。

 

四、什么是SurfaceHolder.Callback

 

        SurfaceHolder.Callback主要是当底层的Surface被创建、销毁或者改变时提供回调通知，由于绘制必须在Surface被创建后才能进行，因此SurfaceHolder.Callback中的surfaceCreated 和surfaceDestroyed 就成了绘图处理代码的边界。

 

        SurfaceHolder.Callback中定义了三个接口方法：

 

        1、abstract void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width, int height)：当surface发生任何结构性的变化时（格式或者大小），该方法就会被立即调用。

 

        2、abstract void surfaceCreated(SurfaceHolder holder)：当surface对象创建后，该方法就会被立即调用。

 

        3、abstract void  surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder)：当surface对象在将要销毁前，该方法会被立即调用。

 

 

 

五、实例演示

 

        下面，我们通过一个非常简单例子来实际感受一下，请留意代码中的注释：

 

        1、在Eclipse中创建一个Android Project项目TestSurfaceView，并选择生成缺省的Activity TestSurfaceViewActivity

 

        2、创建一个绘制线程如下：

 

  1. import android.graphics.Canvas;  
  2. import android.graphics.Color;  
  3. import android.graphics.Paint;  
  4. import android.graphics.Rect;  
  5. importandroid.view.SurfaceHolder;  
  6.   
  7. // 绘制线程  
  8. public class MyThread extends Thread  
  9. {  
  10.          private SurfaceHolder holder;  
  11.          private boolean run;  
  12.           
  13.          public  MyThread(SurfaceHolder holder)  
  14.          {  
  15.                    this.holder = holder;  
  16.                    run = true;  
  17.          }  
  18.   
  19.          @Override  
  20.          public void run()  
  21.          {  
  22.                    int counter = 0;  
  23.                    Canvas canvas = null;  
  24.                    while(run)  
  25.                    {  
  26.                             // 具体绘制工作  
  27.                             try  
  28.                             {  
  29.                                      // 获取Canvas对象，并锁定之  
  30.                                      canvas= holder.lockCanvas();  
  31.                                       
  32.                                      // 设定Canvas对象的背景颜色  
  33.                                      canvas.drawColor(Color.WHITE);  
  34.                                       
  35.                                      // 创建画笔  
  36.                                      Paint p = new Paint();  
  37.                                      // 设置画笔颜色  
  38.                                      p.setColor(Color.BLACK);  
  39.                                      // 设置文字大小  
  40.                                      p.setTextSize(30);  
  41.                                       
  42.                                      // 创建一个Rect对象rect  
  43.                                      Rect  rect = new Rect(100, 50, 380, 330);  
  44.                                      // 在canvas上绘制rect  
  45.                                      canvas.drawRect(rect,p);  
  46.                                      // 在canvas上显示时间  
  47.                                      canvas.drawText("Interval = " + (counter++) + " seconds.", 100, 410, p);  
  48.                                      Thread.sleep(1000);  
  49.                             }  
  50.                             catch(Exception e)  
  51.                             {  
  52.                                      e.printStackTrace();  
  53.                             }  
  54.                             finally  
  55.                             {  
  56.                                      if(canvas != null)  
  57.                                      {  
  58.                                                // 解除锁定，并提交修改内容  
  59.                                                holder.unlockCanvasAndPost(canvas);  
  60.                                      }  
  61.                             }  
  62.                    }  
  63.          }  
  64.   
  65.          public boolean isRun()  
  66.          {  
  67.                    return run;  
  68.          }  
  69.           
  70.          public void setRun(boolean run)  
  71.          {  
  72.                    this.run = run;  
  73.          }  
  74. }  

 

 

 

       3、自定义一个SurfaceView类如下：

 

  1. import android.content.Context;  
  2. import android.view.SurfaceHolder;  
  3. import android.view.SurfaceView;  
  4.   
  5. public class MySurfaceView extends SurfaceView implements SurfaceHolder.Callback  
  6. {  
  7.          private SurfaceHolder holder;  
  8.          private MyThread myThread;  
  9.           
  10.          public  MySurfaceView(Context context)  
  11.          {  
  12.                    super(context);  
  13.                     
  14.                    // 通过SurfaceView获得SurfaceHolder对象  
  15.                    holder = getHolder();  
  16.                     
  17.                    // 为holder添加回调结构SurfaceHolder.Callback  
  18.                    holder.addCallback(this);  
  19.                     
  20.                    // 创建一个绘制线程，将holder对象作为参数传入，这样在绘制线程中就可以获得holder  
  21.                    // 对象，进而在绘制线程中可以通过holder对象获得Canvas对象，并在Canvas上进行绘制  
  22.                    myThread = new MyThread(holder);  
  23.          }  
  24.   
  25.          // 实现SurfaceHolder.Callback接口中的三个方法，都是在主线程中调用，而不是在绘制线程中调用的  
  26.          @Override  
  27.          public void  surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width, int height)  
  28.          {  
  29.          }  
  30.   
  31.          @Override  
  32.          public void  surfaceCreated(SurfaceHolder holder)  
  33.          {  
  34.                    // 启动线程。当这个方法调用时，说明Surface已经有效了  
  35.                    myThread.setRun(true);  
  36.                    myThread.start();  
  37.          }  
  38.   
  39.          @Override  
  40.          public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder)  
  41.          {  
  42.                    // 结束线程。当这个方法调用时，说明Surface即将要被销毁了  
  43.                    myThread.setRun(false);  
  44.          }  
  45. }  

 


        4、修改TestSurfaceViewActivity.java代码，使之如下：

 

 

  1. import android.app.Activity;  
  2. import android.os.Bundle;  
  3.   
  4. public class TestSurfaceViewActivity extends Activity  
  5. {  
  6.     @Override  
  7.     public void onCreate(Bundle savedInstanceState)  
  8.     {  
  9.         super.onCreate(savedInstanceState);  
  10.         //setContentView(R.layout.main);  
  11.         setContentView(new MySurfaceView(this));  
  12.     }  
  13. }  

 


运行结果：Android中的Surface和SurfaceView

 

android view，surfaceview，glsurfaceview的区别：

答：SurfaceView是从View基类中派生出来的显示类，直接子类有GLSurfaceView和VideoView，可以看出GL和视频播放以及Camera摄像头一般均使用SurfaceView
SurfaceView和View最本质的区别在于，surfaceView是在一个新起的单独线程中可以重新绘制画面而View必须在UI的主线程中更新画面。 
那么在UI的主线程中更新画面 可能会引发问题，比如你更新画面的时间过长，那么你的主UI线程会被你正在画的函数阻塞。那么将无法响应按键，触屏等消息。 
当使用surfaceView 由于是在新的线程中更新画面所以不会阻塞你的UI主线程。但这也带来了另外一个问题，就是事件同步。比如你触屏了一下，你需要surfaceView中thread处理，一般就需要有一个event queue的设计来保存touch event，这会稍稍复杂一点，因为涉及到线程同步。 

所以基于以上，根据游戏特点，一般分成两类。 

1)被动更新画面的。比如棋类，这种用view就好了。因为画面的更新是依赖于 onTouch 来更新，可以直接使用 invalidate。 因为这种情况下，这一次Touch和下一次的Touch需要的时间比较长些，不会产生影响。 

2)主动更新。比如一个人在一直跑动。这就需要一个单独的thread不停的重绘人的状态，避免阻塞main UI thread。所以显然view不合适，需要surfaceView来控制。

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