Android开发之播放器中涉及的Surface,SurfaceView,SurfaceHolder基础

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：

[java] view plaincopy

  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：

[java] view plaincopy

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

3、自定义一个SurfaceView类如下：

[java] view plaincopy

  1. import android.content.Context;
  2. import android.view.SurfaceHolder;
  3. import android.view.SurfaceView;
  4. public class MySurfaceView extends SurfaceView implements SurfaceHolder.Callback
  5. {
  6. private SurfaceHolder holder;
  7. private MyThread myThread;
  8. public  MySurfaceView(Context context)
  9. {
  10. super(context);
  11. // 通过SurfaceView获得SurfaceHolder对象
  12. holder = getHolder();
  13. // 为holder添加回调结构SurfaceHolder.Callback
  14. holder.addCallback(this);
  15. // 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
  16. // 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
  17. myThread = new MyThread(holder);
  18. }
  19. // 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
  20. @Override
  21. public void  surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width, int height)
  22. {
  23. }
  24. @Override
  25. public void  surfaceCreated(SurfaceHolder holder)
  26. {
  27. // 启动线程。当这个方法调用时，说明Surface已经有效了
  28. myThread.setRun(true);
  29. myThread.start();
  30. }
  31. @Override
  32. public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder)
  33. {
  34. // 结束线程。当这个方法调用时，说明Surface即将要被销毁了
  35. myThread.setRun(false);
  36. }
  37. }

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

[java] view plaincopy

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

运行结果：

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。

时间： 2024-10-09 09:11:55

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