SurfaceView, TextureView, SurfaceTexture的介绍

SurfaceView

从Android 1.0(API level 1)时就有 。它继承自类View，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。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SF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SF中也会有自己的Layer。如下图所示：

 

也就是说， 虽然在Client端(App)它仍在View hierachy中，但在Server端（WMS和SF）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。

 

GLSurfaceView

从Android 1.5(API level 3)开始加入，作为SurfaceView的补充。它可以看作是SurfaceView的一种典型使用模式。在SurfaceView的基础上，它加入了EGL的管理，并自带了渲染线程。另外它定义了用户需要实现的Render接口，提供了用Strategy pattern更改具体Render行为的灵活性。作为GLSurfaceView的Client，只需要将实现了渲染 函数的Renderer的实现类设置给GLSurfaceView即可。如：

public class TriangleActivity extends Activity {
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        mGLView = new GLSurfaceView(this);
        mGLView.setRenderer(new RendererImpl(this));

相关类图如下。其中SurfaceView中的SurfaceHolder主要是提供了一坨操作Surface的接口。GLSurfaceView中的EglHelper和GLThread分别实现了上面提到的管理EGL环境和渲染线程的工作。GLSurfaceView的使用者需要实现Renderer接口。

 

 

SurfaceTexture

从Android 3.0(API level 11)加入。和SurfaceView不同的是， 它对图像流的处理并不直接显示，而是转为GL外部纹理，因此可用于图像流数据的二次处理（如Camera滤镜，桌面特效等）。比如Camera的预览数据，变成纹理后可以交给GLSurfaceView直接显示，也可以通过SurfaceTexture交给TextureView作为View heirachy中的一个硬件加速层来显示。首先，SurfaceTexture从图像流（来自Camera预览，视频解码，GL绘制场景等）中获得帧数据，当调用updateTexImage()时，根据内容流中最近的图像更新SurfaceTexture对应的GL纹理对象，接下来，就可以像操作普通GL纹理一样操作它了。从下面的类图中可以看出，它核心管理着一个BufferQueue的Consumer和Producer两端。Producer端用于内容流的源输出数据，Consumer端用于拿GraphicBuffer并生成纹理。SurfaceTexture.OnFrameAvailableListener用于让SurfaceTexture的使用者知道有新数据到来。JNISurfaceTextureContext是OnFrameAvailableListener从Native到Java的JNI跳板。其中SurfaceTexture中的attachToGLContext()和detachToGLContext()可以让多个GL context共享同一个内容源。

 

Android 5.0中将BufferQueue的核心功能分离出来，放在BufferQueueCore这个类中。BufferQueueProducer和BufferQueueConsumer分别是它的生产者和消费者实现基类（分别实现了IGraphicBufferProducer和IGraphicBufferConsumer接口）。它们都是由BufferQueue的静态 函数createBufferQueue()来创建的。Surface是生产者端的实现类，提供dequeueBuffer/queueBuffer等硬件渲染接口，和lockCanvas/unlockCanvasAndPost等软件渲染接口，使内容流的源可以往BufferQueue中填graphic buffer。GLConsumer继承自ConsumerBase，是消费者端的实现类。它在基类的基础上添加了GL相关的操作，如将graphic buffer中的内容转为GL纹理等操作。到此，以SurfaceTexture为中心的一个pipeline大体是这样的：

 

TextureView

在4.0(API level 14)中引入。它可以将内容流直接投影到View中，可以用于实现Live preview等功能。和SurfaceView不同， 它不会在WMS中单独创建窗口，而是作为View hierachy中的一个普通View，因此可以和其它普通View一样进行移动，旋转，缩放，动画等变化。值得注意的是 TextureView必须在硬件加速的窗口中。它显示的内容流数据可以来自App进程或是远端进程。从类图中可以看到，TextureView继承自View，它与其它的View一样在View hierachy中管理与绘制。TextureView重载了draw()方法，其中主要把SurfaceTexture中收到的图像数据作为纹理更新到对应的HardwareLayer中。SurfaceTexture.OnFrameAvailableListener用于通知TextureView内容流有新图像到来。SurfaceTextureListener接口用于让TextureView的使用者知道SurfaceTexture已准备好，这样就可以把SurfaceTexture交给相应的内容源。Surface为BufferQueue的Producer接口实现类，使生产者可以通过它的软件或硬件渲染接口为SurfaceTexture内部的BufferQueue提供graphic buffer。