Android之SurfaceView详解

  SurfaceView介绍

通常情况程序的View和用户响应都是在同一个线程中处理的，这也是为什么处理长时间事件（例如访问网络）需要放到另外的线程中去（防止阻塞当前 UI 线程的操作和绘制）。但是在其他线程中却不能修改UI元素，例如用后台线程更新自定义View（调用View的在自定义View中的onDraw函数）是不允许的。
 
如果需要在另外的线程绘制界面、需要迅速的更新界面或则渲染UI界面需要较长的时间，这种情况就要使用SurfaceView了。SurfaceView中包含一个Surface对象，而Surface是可以在后台线程中绘制的。Surface属于
 
OPhone底层显示系统，关于这方面的介绍请参考附录中的资料[1]。SurfaceView的性质决定了其比较适合一些场景：需要界面迅速更新、对帧率要求较高的情况。使用SurfaceView需要注意以下几点情况：
SurfaceView和SurfaceHolder.Callback函数都从当前SurfaceView窗口线程中调用（一般而言就是程序的主线程）。有关资源状态要注意和绘制线程之间的同步。 
 在绘制线程中必须先合法的获取Surface才能开始绘制内容，在SurfaceHolder.Callback.surfaceCreated() 和SurfaceHolder.Callback.surfaceDestroyed()之间的状态为合法的，另外在Surface类型为SURFACE_TYPE_PUSH_BUFFERS时候是不合法的。 
 额外的绘制线程会消耗系统的资源，在使用SurfaceView的时候要注意这点。 
 
使用SurfaceView
只要继承SurfaceView类并实现SurfaceHolder.Callback接口就可以实现一个自定义的SurfaceView了，SurfaceHolder.Callback在底层的Surface状态发生变化的时候通知View，SurfaceHolder.Callback具有如下的接口：
 surfaceCreated(SurfaceHolder holder)：当Surface第一次创建后会立即调用该函数。程序可以在该函数中做些和绘制界面相关的初始化工作，一般情况下都是在另外的线程来绘制界面，所以不要在这个函数中绘制Surface。 
 surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width,int height)：当Surface的状态（大小和格式）发生变化的时候会调用该函数，在surfaceCreated调用后该函数至少会被调用一次。 
 surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder)：当Surface被摧毁前会调用该函数，该函数被调用后就不能继续使用Surface了，一般在该函数中来清理使用的资源。 
 
通过SurfaceView的getHolder()函数可以获取SurfaceHolder对象，Surface 就在SurfaceHolder对象内。虽然Surface保存了当前窗口的像素数据，但是在使用过程中是不直接和Surface打交道的，由SurfaceHolder的Canvas lockCanvas()或则Canvas lockCanvas(Rect dirty)函数来获取Canvas对象，通过在Canvas上绘制内容来修改Surface中的数据。如果Surface不可编辑或则尚未创建调用该函数会返回null，在 unlockCanvas() 和 lockCanvas()中Surface的内容是不缓存的，所以需要完全重绘Surface的内容，为了提高效率只重绘变化的部分则可以调用lockCanvas(Rect dirty)函数来指定一个dirty区域，这样该区域外的内容会缓存起来。在调用lockCanvas函数获取Canvas后，SurfaceView会获取Surface的一个同步锁直到调用unlockCanvasAndPost(Canvas canvas)函数才释放该锁，这里的同步机制保证在Surface绘制过程中不会被改变（被摧毁、修改）。
当在Canvas中绘制完成后，调用函数unlockCanvasAndPost(Canvas canvas)来通知系统Surface已经绘制完成，这样系统会把绘制完的内容显示出来。为了充分利用不同平台的资源，发挥平台的最优效果可以通过SurfaceHolder的setType函数来设置绘制的类型，目前接收如下的参数：
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。 

 

SurfaceView和View最本质的区别

 

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。

 

周末看《精通Android游戏开发》(Pro Android Games)，里面讲到游戏的框架，其中一个重要的概念surfaceview,觉得不是很理解，于是花了一点时间研究了下，写下自己的心得。

surface，这个单词的意思是浮在表面的，那么surfaceview就是浮在表面的view了。如果真的这样解释，估计有人要拍砖了。然而，话虽不能这么说，取这个名儿，多少还是有点关系的。surface是一个可见区域。

我们在屏幕上看到的这些view，在屏幕上看到的就是画面，在内存中就是一块内存区。绘图的时候，就是显示的硬件如显卡将内存区的这块图形数据绘制到屏幕上。所以，从内存的角度去看这些东西，会比较好理解。

surface是surfaceview中的一个可见部分。我们知道，我们看到的屏幕上的图形，是二维的，我们看到的就是长和宽，其实，在内部实际上是三维的，另一个维度，就是层layer。我们用visio绘图，都会看到这种情况，一个图形会将另个图形遮住，是因为这个图形在上层。如果有同AutoCAD的经验，对这个更容易理解。我们看到的图形实际上是很多图形一层层的叠加在一起的，这些图形元素完全不可见，或者部分可见部分不可见，或者完全可见。

这样看来，surface就可以这样理解：它是内存中一块区域，它是surfaceview可见不那个部分，绘图操作作用于它，然后它就会被显卡之类的显示控制器绘制到屏幕上。

surface是个啥，大概已经有了些概念了。因为它对应了一个内存区，大家都知道，内存区的对象是有生命周期的，可以动态的申请创建和销毁，当然也可能会更新。于是，就有了作用于这个内存区的操作，这些操作就是surfaceCreated/Changed/Destroyed。三个操作放在一起，就是callback,
所以在很多例子里看到，会有callback。

callback,是回调，意思是自己能干一些活，不过自己不去主动做，而是到别人那里去登记一下，别人需要的时候，就会叫我去做。就这个例子而言，可以打这个比方，某建筑工人队伍A，能盖房子，能装修，也能拆房子。可是他自己不去主动的做这些事情，而是去向开发商B去登记这三种能力，当然了，他把这三种能力打了包，叫做A的能力。啥时候，B有活干了，就叫A去做，或者是盖房子，或者是装修，或者是拆建筑。在这个例子中，能力包就是callback.

说了这个例子，其实就解释了 surface相关的一些东西，callback已经说过了，下面来说说其他的。假设surface就是一栋房子，那么surface拥有surfaceHolder，谁呢？在这个例子中好比建筑队A。盖房子对应的就是surfaceCreated, 拆房子就对应了surfaceDestroyed，装修就对应了surfaceChanged.

surface有生存期，好比房子有生存期，在建造以后就存在，在拆了之后就没有了。装修必须发生在这之间。同样的，surface的change必须发生在created和destroyed之间。

surfaceview知道surface的holder是谁，在surfaceview生成的时候，会调用getHolder得到holder，然后holder会调用addCallback将三个callback函数注册。

holder拥有对于surface的控制权。在很多程序中，会在surfaceCreated的函数实现中创建另一个线程。所以在这里有两个线程，一个是UI线程，另一个负责画图的线程。画图线程由UI线程调用surfaceCreated的时候创建，在surfaceDestroyed调用的时候放回到线程池。在这中间，画图线程负责图形的绘制。

在这种模型下，UI线程和画图线程各司其职，前者主要负责和用户的交互，而后者，在负责绘制图形。这样，绘制图形的时候如果时间较长，不会阻塞用户的输入。

我们知道，线程共享内存数据，所以， surface对于两个线程是共享的。所以，为了避免在画图的时候，UI线程也对surface进行操作，在画图前，需要对surface加锁。这个工作是有holder干的，holder会先锁住surface中的一块holder.lockCanvas，我们叫canvas,然后，在上面绘画，画完之后，会解锁unlockCanvasAndPost。

在 应用中，画图可以是一次性的，也可以是由定时器触发的定时的画。实现的都是runnable类中的run方法。关于runnable类，这个Java中定义的，并不是android独有的，可以参考Java的referrence.

这个模型最大的好处就是，画图不依赖于UI线程，不会阻塞UI线程。
而单纯的view是依赖于UI线程画图的。对于完全依赖于用户的输入进行图像显示的更新的，用view是可以的，但是如果能够自动的进行绘图，而不需等待用户的输入，surfaceview无疑是更好的选择。

有图有真相，请看图

 

 

 

 

在android中开发游戏，一般来说，或想写一个复杂一点的游戏，是必须用到SurfaceView来开发的。
经过这一阵子对android的学习，我找到了自已在android中游戏开发的误区，不要老想着用Layout和view去实现，不要将某个游戏
中的对象做成一个组件来处理。应该尽量想着在Canvas(画布)中画出游戏戏中的背景、人物、动画等...
SurfaceView提供直接访问一个可画图的界面，可以控制在界面顶部的子视图层。SurfaceView是提供给需要直接画像素而不是使用
窗体部件的应用使用的。Android图形系统中一个重要的概念和线索是surface。View及其子类（如TextView, Button）
要画在surface上。每个surface创建一个Canvas对象（但属性时常改变），用来管理view在surface上的绘图操作，如画点画线。
还要注意的是，使用它的时候，一般都是出现在最顶层的：The view hierarchy will take care of correctly compositing
with the Surface any siblings of the SurfaceView that would normally appear on top of it.
使用的SurfaceView的时候，一般情况下还要对其进行创建，销毁，改变时的情况进行监视，这就要用到SurfaceHolder.Callback.
class BBatt extends SurfaceView implements SurfaceHolder.Callback {
public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder,int format,int width,int height){}
//看其名知其义，在surface的大小发生改变时激发
public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder){}
//同上，在创建时激发，一般在这里调用画图的线程。
public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {}
//同上，销毁时激发，一般在这里将画图的线程停止、释放。
}