systrace学习笔记

App申请buffer

1、当App需要Buffer时，它通过调用dequeueBuffer（）并指定Buffer的宽度，高度，像素格式和使用标志，从BufferQueue请求释放Buffer
2、App可以用cpu进行渲染也可以调用用gpu来进行渲染，渲染完成后，通过调用queueBuffer（）将缓冲区返回到App对应的BufferQueue(如果是gpu渲染的话，这里还有个gpu处理的过程)
3、SurfaceFlinger在收到Vsync信号之后，开始准备合成，使用acquireBuffer（）获取App对应的BufferQueue中的Buffer并进行合成操作
4、合成结束后，SurfaceFlinger将通过调用releaseBuffer（）将Buffer返回到App对应的BufferQueue

app启动流程

1、启动APP进程：当我们点击Launcher桌面程序的APP图标时，Launcher程序会调用startActivity()函数，通过Binder跨进程通信，发送消息给system_server进程。在system_server进程中，由AMS通过socket通信告知Zygote进程fork出一个子进程(APP进程)。

2、开启APP主线程：APP进程启动后，会实例化一个ActivityThread，并执行其main函数，同时会创建ApplicationThread、Looper、Handler对象，开启主线程消息循环Looper.loop()。

3、创建并初始化Application和Activity：ActivityThread的main函数通过调用attach方法进行Binder通信，通知system_server进程执行AMS的attachApplication方法。在attachApplication方法中，AMS分别通过bindApplication、scheduleLaunchActivity方法，通知APP进程的主线程Handler，对APP进程的Application和Activity进行初始化，并执行Application、Activity的生命周期。

4、UI布局和绘制：主线程Handler初始化Activity时，会执行创建PhoneWindow、初始化DecorView的操作，并且添加布局到DecorView的ContentView中。ContentView，对应着Activity的setContentView中设置的layout.xml布局文件所在的最外层父布局。

Input流程

1、每隔几秒扫描一次，如果有触摸事件上报给对应的驱动
2、Inputreader读取触摸事件交给inputdispatcher进行事件派发
3、Inputdispatcher将触摸事件发给注册input事件的APP
4、APP拿到事件，进行input事件分发。UI改变会请求vsync信号，进行一帧绘制

SurfaceFlinger和HWC的交互图

Android图形数据流向

1.第一阶段：App在收到Vsync-App的时候，在主线程进行measure、layout、draw(构建DisplayList,里面包含OpenGL渲染需要的命令及数据)。这里对应的Systrace中的主线程 doFrame 操作
2.第二阶段：CPU将数据上传（共享或者拷贝）给GPU,　这里ARM设备内存一般是GPU和CPU共享内存。这里对应的Systrace中的渲染线程的 flushdrawingcommands 操作
3.第三阶段：通知GPU渲染，真机一般不会阻塞等待GPU渲染结束，CPU通知结束后就返回继续执行其他任务，使用Fence机制辅助GPUCPU进行同步操作
4.第四阶段：swapBuffers，并通知SurfaceFlinger图层合成。这里对应的Systrace中的渲染线程的 eglSwapBuffersWithDamageKHR 操作
5.第五阶段：SurfaceFlinger开始合成图层，如果之前提交的GPU渲染任务没结束，则等待GPU渲染完成，再合成（Fence机制），合成依然是依赖GPU，不过这就是下一个任务了.这里对应的Systrace中的SurfaceFlinger主线程的onMessageReceived操作（包括handleTransaction、handleMessageInvalidate、handleMessageRefresh）SurfaceFlinger在合成的时候，会将一些合成工作委托给HardwareComposer,从而降低来自OpenGL和GPU的负载，只有HardwareComposer无法处理的图层，或者指定用OpenGL处理的图层，其他的图层偶会使用HardwareComposer进行合成
6.第六阶段：最终合成好的数据放到屏幕对应的FrameBuffer中，固定刷新的时候就可以看到了

UIthread和renderthread的作用

APP处理一帧数据的流程

1.主线程处于Sleep状态，等待Vsync信号
2.Vsync信号到来，主线程被唤醒，Choreographer回调FrameDisplayEventReceiver.onVsync开始一帧的绘制
3.处理App这一帧的Input事件(如果有的话)
4.处理App这一帧的Animation事件(如果有的话)
5.处理App这一帧的Traversal事件(如果有的话)
6.主线程与渲染线程同步渲染数据，同步结束后，主线程结束一帧的绘制，可以继续处理下一个Message(如果有的话，IdleHandler如果不为空，这时候也会触发处理)，或者进入Sleep状态等待下一个Vsync
7.渲染线程首先需要从BufferQueue里面取一个Buffer(dequeueBuffer),进行数据处理之后，调用OpenGL相关的函数，真正地进行渲染操作，然后将这个渲染好的Buffer还给BufferQueue(queueBuffer),SurfaceFlinger在Vsync-SF到了之后，将所有准备好的Buffer取出进行合成(这个流程在讲SurfaceFlinger的时候会提到)

Android 显示一帧的流程

1. App 接收到 vsync-app 信号后开始工作。
2. App 主线程被Message唤醒，执行onVsync。
3. App 执行 doFrame ，处理input、animation、traversal、draw等。
4. App UIThread 跟RenderThread sync 数据。
5. App 执行DrawFrame，从SurfaceFlinger的 BufferQueue 中 Dequeue buffer，取出一个bufffer后，执行渲染绘制，接着将绘制好的Buffer 通过queuebuffer 放回到。BufferQueue中给 SurfaceFlinger消费。
6. App queuebuffer 后, SurfaceFlinger中对应的 app buffer 会增加 +1。
7. Vsync-sf 到来后，SurfaceFlinger从BufferQueue 中 acquireBuffer一个Buffer 进行消费， 对应SF 中的 app buffer 会减 - 1 , SurfaceFlinger消费处理后，通过 releaseBuffer 将buffer 归还到BufferQueue 中。
8. SurfaceFlinger通过 bind 跟 Hardware Composer HAL(简称HWC) 进行通信，通过一些处理后显示到手机屏幕上。