走进SurfaceView

作者：康白

博客：http://blog.csdn.net/k_bb_666

最近在写视频播放器的时候用到了SurfaceView和MediaPlayer，在各个功能完成后，竟得意忘形，感觉自己又get到新技能，可以嘚瑟几天了，直到前两天被人问到：

问“SurfaceView和Surface有什么区别啊？它们是一个东西吗？” 答“当然不是啊，肯定不是啊…SurfaceView就是一个View啊…Surface是…” …… 紧接着脑海里就响起了我五月天的那首歌…“最怕空气突然安静…” 真是大写的尴尬啊，我想，是时候好好研究一下SurfaceView，顺便总结总结了！

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Surface是什么

Surface就是“表面”的意思。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)所管理的原生缓冲器的句柄”，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. 原生缓冲器（rawbuffer）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对象

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SurfaceView是什么

SurfaceView是View的派生类，因此它本质上是一个View。但与普通View不同的是，它有自己的Surface ，在WMS中有对应的WindowState，在SurfaceFlinger中有Layer。但只有通过SurfaceView才可以看到Surface的部分或者全部的内容。

我们知道，一般的Activity包含的多个View会组成View hierachy的树形结构，只有最顶层的DecorView，也就是根结点视图，才是对WMS可见的。这个DecorView在WMS中有一个对应的WindowState。相应地，在SurfaceFlinger中对应的Layer。

而SurfaceView自带一个Surface，这个Surface在WMS中有自己对应的WindowState，在SurfaceFlinger中也会有自己的Layer。虽然在App端它仍在View hierachy中，但在Server端（WMS和SurfaceFlinger）中，它与宿主窗口是分离的。这样的好处是对这个Surface的渲染可以放到单独线程去做，渲染时可以有自己的GL context。这对于一些游戏、视频等性能相关的应用非常有益，因为它不会影响主线程对事件的响应。

但它也有缺点，因为这个Surface不在View hierachy中，它的显示也不受View的属性控制，所以不能进行平移，缩放等变换，也不能放在其它ViewGroup中，一些View中的特性也无法使用。在Android中Surface是从Object派生而来，且实现了Parcelable接口。看到Parcelable就让人能很自然地想到数据容器，SurfaceView就是用来展示Surface中的数据的。在这个层面上而言，Surface就是管理数据的地方，SurfaceView就是展示数据的地方。

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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背后的Surface 相关的方法 （providing access and control over this SurfaceView’s underlying surface），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所对应的Surface所对应的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(Rectdirty) 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(Canvascanvas) 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。
5. public abstract void setType (int type) 设置Surface的类型，接收如下的参数： SURFACE_TYPE_NORMAL：用RAM缓存原生数据的普通Surface SURFACE_TYPE_HARDWARE：适用于DMA(Direct memory access )引擎和硬件加速的Surface SURFACE_TYPE_GPU：适用于GPU加速的Surface SURFACE_TYPE_PUSH_BUFFERS：表明该Surface不包含原生数据，Surface用到的数据由其他对象提供，在Camera图像预览中就使用该类型的Surface，有Camera负责提供给预览Surface数据，这样图像预览会比较流畅。如果设置这种类型则就不能调用lockCanvas来获取Canvas对象了。需要注意的是，在高版本的Android SDK中，setType这个方法已经被depreciated了。

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。

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SurfaceHolder.Callback

前面已经讲到SurfaceHolder是一个接口，它通过回调方法的方式，让我们可以感知到Surface的创建、销毁或者改变。其实这一点是通过其内部的静态子接口SurfaceHolder.Callback来实现的。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。

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它们之间的关系

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）。而SurfaceHolder.Callback是SurfaceHolder内部的静态子接口

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SurfaceView的优缺点

1、优点： 可以在一个独立的线程中进行界面绘制，不会影响主线程，使用双缓冲机制，播放视频时画面更流畅。SurfaceView内部自己持有surface，surface 创建、销毁、大小改变是系统来处理的，通过surfaceHolder 的callback回调通知。当画布创建好时，可以将surface绑定到MediaPlayer中。SurfaceView如果为用户可见的时候，创建SurfaceView的SurfaceHolder用于显示视频流解析的帧图片，如果发现SurfaceView变为用户不可见的时候，则立即销毁SurfaceView的SurfaceHolder，以达到节约系统资源的目的

2、缺点： Surface不在View hierachy中，它的显示也不受View的属性控制，所以不能进行平移，缩放等变换，也不能放在其它ViewGroup中。SurfaceView 不能嵌套使用。

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SurfaceView双缓冲

双缓冲：在运用时可以理解为：SurfaceView在更新视图时用到了两张Canvas，一张frontCanvas和一张backCanvas，每次实际显示的是frontCanvas，backCanvas存储的是上一次更改前的视图，当使用lockCanvas（）获取画布时，得到的实际上是backCanvas而不是正在显示的frontCanvas，之后你在获取到的backCanvas上绘制新视图，再unlockCanvasAndPost（canvas）此视图，那么上传的这张canvas将替换原来的frontCanvas作为新的frontCanvas，原来的frontCanvas将切换到后台作为backCanvas。例如，如果你已经先后两次绘制了视图A和B，那么你再调用lockCanvas（）获取视图，获得的将是A而不是正在显示的B，之后你将重绘的C视图上传，那么C将取代B作为新的frontCanvas显示在SurfaceView上，原来的B则转换为backCanvas。