截图框架代码原理 android 11

截图SurfaceControl.screenshot框架代码流程

一、应用端接口调用 Bitmap screenshot = SurfaceControl.screenshot(new Rect(),width,height,rotation);

通过SurfaceControl.screenshot来获取一个bitmap对象,原理就是创造一个graphicBuffer ,屏幕上面各个layer经过surfaceFlinger处理后,填充它,然后返回一个bitmap对象

/frameworks/base/core/java/android/view/SurfaceControl.java


1、获取displayToken这IBinder类型的对象,

2、调整方向,一般调用时候传入的是rotaion是0,如果传入1或者3会重置横竖屏方向。

3、捕获屏幕上所有的surface,返回一个填充内容的GraphicBuffer

4、把创建好的GraphicBuffer对象传入硬件支持的位图使用图形缓冲区,返回bitmap对象

二、看下这个displayToken是什么,它需要和谁去链接返回这个displayToken。

getPhysicalDisplayIds()返回一个long型的数组,physicalDisplayIds[0]就是主显示设备,数组的其他位置可能会是投屏等其他设备。

1、通过一系列的调用会走到SurfaceComposerClient.cpp的 ComposerService::getComposerService()这里

获取ComposerService对象,Composervice是一个单例模式,ComposerSerivce继承Singleton,且类型是ComposerService ,singleton 中的TYPE就ComposerService。

2、其回返回一个 ComposerService 对象,若ComposerService已经创建,说明已经链接上了,则直接返回,若没有创建,则创建并执行connectLocked方法。


3、在connectLocked过程中,首先可以看到通过SurfaceFlinger名称查找服务,死循环,在ServiceMananger中通过名称不停的查找获取对应的服务。

getService是一个模板函数,通过参数name去查找获取对应的服务,并将服务的IBinder转化为接口对象输出

3.1 创建死亡监听,且绑定

3.2 返回ComposerService单例中的ISurfaceComposer对象。我们知道SurfaceFlinger继承BnSurfaceFlinger继承BnInterface。也就是说返回了SurfaceFlinger对象,

我们就可以知道getPhysicalDisplayToken就是执行的SurfaceFlinger中的方法。/frameworks/native/services/surfaceflinger/SurfaceFlinger.cpp

在SurfaceFlinger.h /frameworks/native/services/surfaceflinger/SurfaceFlinger.h

mPhysicalDisplayTokens是一个map类型,DisplayId对应某个屏幕,sp就是屏幕对应的SurfaceFlinger的IBinder对象。通过mPhysicalDisplayTokends.find(displayId)找到IBinder。

这样SurfaceControl.getInternalDisplayToken()过程就完成,很明显返回的IBinder类型DisplayToken就是SurfaceFlinger服务端。

三、接下来我们看一下screenshotToBuffer方法

这个方法的目的是 捕获屏幕上所有的surface,返回一个填充这些surface内容的GraphicBuffer

1、Display就是surfaceFlinger的代理,后面最重要的截图过程就是在其内部进行的。

2、捕获屏幕中的bitmap,一般传入new Rect,也就是不进行裁剪

3、接下来就是宽,高,方向,userIdentityTransform是false。


nativeScreenshot通过JNI调用到了android_view_SurfaceControl.cpp中,在这个方法里面可以设置setpripority,截图应用的优先级,优先处理截图操作。

可以看到了一个关键点sp buffer,surfaces就是要填充给这个buffer。ScreenshotClient.capture会调用到SurfaceComposerClient.cpp中的capture

1、ISurfaceComposer对象赋值,上面也介绍过此过程

2、调用ISurfaceComposer的captureScreen方法,方法内容较多,

其中关键句是 Status_t result= remote()->transact(BnSurfaceCompser::_CAPTURE_SCREEN,data,&reply);

会调用到服务端onTransact中

找到CAPTURE_SCREEN

因为服务端为SurfaceFlinger所以会执行到SurfaceFlinger中的captureScreen方法

流程图如下



1、DisplayDevice类型 display对象通过getDisplayDeviceLocked(displayToken)进行赋值,

2、构造一个DisplayRenderArea类型对象renderArea

3、bind函数中执行traverseLayersInDisplay方法,this是sf,display,std::placeholders:_1是一个占位符。结果重命名为traverselayers方法。


这个方法主要内容是通过getFactory().createGraphicBuffer创建一个GraphicBuffer

在SurfaceFlingerDefaultFactory.cpp中可以看到new 了一个 GraphicBuffer对象,requestorName就是screenshot。

继续往下走captureScreenCommon方法


1、获取被调用者的UID,也就是我们系统应用App的UID,只有系统应用才能调用截图接口,

2、forSystem的值当然就是true了,代表是系统应用

3、schedule函数把和应用打交道的某个binder线程执行的任务调用到了主线程进行执行,从systrace中能很明显的看到,如下,在一个vsync周期内sf合成完后会进行屏幕的截图工作



在captureScreenImplLocked方法中可以获取到各个layer,所以就可以在这块进行layer的处理,比如哪些内容不需要截取等。

接下来renderScreenImplLocked方法

这方法内容较多,关键语句是

GLESRenderEngine继承RenderEngine

getRenderEngine().drawLayers是调用的 GLESRenderEngine的drawLayers方法,这个方法主要工作是

1、通过GPU合成为特定的显示呈现图层

2、这个方法会被每一个需要通过GPU渲染的显示内容调用

3、display,绘制图层前显示范围的设置

4、Layers,绘制到显示器上的图层,z轴次序

5、Buffer,将layer内容填充到buffer中

6、userFrameBufferCache缓冲区可用就为true,没有实现缓冲区则这个值没有用

7、bufferFence ,fence标记,看是否准备好了,准备好了就可以draw


填充好buffer,这个时候buffer就有了该有的屏幕上layer内容。

回到SurfaceControl.java中

FinalScreenshotGraphicBuffer buffer =screenshotToBuffer(displayToken,sourceCrop,width,height,userIdentityTransform,rotation);

Buffer现在有值了,已经填充好了,接下来就是把Buffer转化成Bitmap

调用Bitmap.wrapHardwareBuffer(buffer.getGraphicBuffer(),buffer.getColorSpace());可以得到我们需要的bitmap,截图过程到此完成。

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