Android图形显示系统——概述

序

Android的图形显示系统，虽然感觉自己基本了解了，有问题基本都能解决，但要写时，一是觉得千头万绪无从下笔，一是发现还有很多并没有真正搞懂。开工写这套体系，也顺便查漏补缺下。

Android图形显示系统的剖分

图形显示系统就像一个报社，它派出记者去采访，记者写成文稿后，将记者们交上来的文稿审核、排版、印刷，最终形成一期又一期报纸。



如上是Android图形显示系统的一个全貌图。每个Layer对应着一个Surface。Surface 由每个需要显示的进程View树创建（View树本身对应一个Surface，是为主线程UI的Surface，遇到SurfaceView时挖洞，产生额外的Surface），

View树的底端，实际渲染的View选取一种绘制方式，这可能是Widget（系统提供默认实现），Webcore（WebView走独立的渲染流程），Canvas（用户在Canvas层级上自定义绘制函数）和 OpenGL（GLSurfaceView，独立的渲染流程，由用户使用OpenGL实现渲染。）

SurfaceFlinger用来创建Layer，并且在上层绘制完成后，合成所有需要显示的Layer，送到LCD显示。其中gralloc是申请图形内存且连接fb（framebuffer）的模块，合成Layer时，优先选用hwcomposer，在hwcomposer无法解决时，采用默认的3D合成，也即调OpenGL标准接口，将各图层绘制到fb上。

以图中间那条线为界，显示系统划分为上下两层。

上层为应用级别的显示，解决如何绘制图层的问题，主要为java代码（记者采访/写作）。

下层为系统级别的显示，解决如何将绘制好的图层送显的问题（印刷），主要为C/C++代码。

一些调度的java代码，如起“排版”作用的WindowsManager，尽管起的作用是系统性的，由于是对外提供API，也归到上层显示。

应用级别的显示

这部分需要做的事情一是对开发者提供一套API，使其能简易的建立自己的UI界面。二是作一个排版工作，解析布局，管理View的层级。

显示相关API

和iOS一样，Google提供的API实际上也是分层级的，不过可能没有明确说明。

第一层级：View

这一层级主要是提供各种控件，如button、textview、image view等。

第二层级：Canvas

在开发者希望实现自定义的效果时，重载View的onDraw方法，或者直接用Surface获取Canvas，使用Canvas的API绘制自定义界面。这个Canvas调用的可能是软件的skia，也可能是硬件加速的hwui。

第三层级：OpenGL等

对于3D游戏而言，Android提供的Canvas是不能满足要求的，这时需要引入3D引擎直接调OpenGL。Android同样提供了这一套API。

View管理

这部分实际上相当于一个UI引擎，主要处理的是UI布局文件的解析，View层级关系的生成与管理，以及各个View逐级渲染的方法，逻辑极其复杂。

系统级别的显示

这部分主要解决这些问题：

1、如何申请可以用来送显的内存，如何将其送往LCD？

2、如何提供窗口系统？

3、如何同步合成/显示多个图层？

4、如何支持多屏？

相对于提供了各种各样控件，支持各种渲染体系的上层显示来说，系统级别的显示代码相对单纯，性能上基本做到了最好，可复用性也很高。

后续将会先介绍下层显示，然后再慢慢分析上层显示。