Android SurfaceFlinger中的Layer,LayerDim,LayerBlur,LayerBuffer

应用程序中不同类型的Surface,在FrameWorks本地层的SurfaceFlinger中，分别对应着不同的Layer类，本文主要是 讨论这几种Layer的实现和差异。

阅读本文之前，最好对SurfaceFlinger这个系统服务有所了解，可以参阅我的以下两篇文章：

• Android SurfaceFlinger中的SharedClient -- 客户端（Surface）和服务端（Layer）之间的显示缓冲区管理
• Android SurfaceFlinger中的工作线程：threadLoop()

视觉效果

下面几张图片分别表示了不同Layer产生的视觉效果：

• Layer对应普通的窗口
• LayerDim 会使他后面的窗口产生一个变暗的透明效果
• LayerBlur在LayerDim的基础上，背景会产生模糊的效果

创建Layer

默认地，创建普通的窗口Surface，在SurfaceFlinger中会创建Layer类，如果想创建LayerDim或LayerBlur， 应用程序需要在绑定View之前设置一下窗口的标志位：

创建LayerDim效果：

@Override
protected   void  onCreate(Bundle icicle) {
    // Be sure to call the super class.
    super .onCreate(icicle);

    // Have the system blur any windows behind this one.
    getWindow().setFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_DIM_BEHIND,
            WindowManager.LayoutParams.FLAG_DIM_BEHIND);
    ......
    setContentView(......);
}

@Override protected void onCreate(Bundle icicle) { // Be sure to call the super class. super.onCreate(icicle); // Have the system blur any windows behind this one. getWindow().setFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_DIM_BEHIND, WindowManager.LayoutParams.FLAG_DIM_BEHIND); ...... setContentView(......); }

创建LayerBlur效果：

@Override
protected   void  onCreate(Bundle icicle) {
    // Be sure to call the super class.
    super.onCreate(icicle);

    // Have the system blur any windows behind this one.
    getWindow().setFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_BLUR_BEHIND,
            WindowManager.LayoutParams.FLAG_BLUR_BEHIND);
    ......
    setContentView(......);
}

@Override protected void onCreate(Bundle icicle) { // Be sure to call the super class. super.onCreate(icicle); // Have the system blur any windows behind this one. getWindow().setFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_BLUR_BEHIND, WindowManager.LayoutParams.FLAG_BLUR_BEHIND); ...... setContentView(......); }

相应地，在SufaceFlinger中，会根据Java层传入的标志，创建不同的Layer:

 

sp<ISurface> SurfaceFlinger::createSurface(ClientID clientId,  int  pid,
        const  String8& name, ISurfaceFlingerClient::surface_data_t*  params ,
        DisplayID d, uint32_t w, uint32_t h, PixelFormat format,
        uint32_t flags)
{
    sp<LayerBaseClient> layer;
    sp<LayerBaseClient::Surface> surfaceHandle;
    ......
    switch  (flags & eFXSurfaceMask) {
        case  eFXSurfaceNormal:
            if  (UNLIKELY(flags & ePushBuffers)) {
                layer = createPushBuffersSurfaceLocked(client, d, id,
                        w, h, flags);
            } else  {
                layer = createNormalSurfaceLocked(client, d, id,
                        w, h, flags, format);
            }
            break ;
        case  eFXSurfaceBlur:
            layer = createBlurSurfaceLocked(client, d, id, w, h, flags);
            break ;
        case  eFXSurfaceDim:
            layer = createDimSurfaceLocked(client, d, id, w, h, flags);
            break ;
    }

    if  (layer != 0) {
        layer->setName(name);
        setTransactionFlags(eTransactionNeeded);
        surfaceHandle = layer->getSurface();
        ........
    }

    return  surfaceHandle;
}

sp<ISurface> SurfaceFlinger::createSurface(ClientID clientId, int pid, const String8& name, ISurfaceFlingerClient::surface_data_t* params, DisplayID d, uint32_t w, uint32_t h, PixelFormat format, uint32_t flags) { sp<LayerBaseClient> layer; sp<LayerBaseClient::Surface> surfaceHandle; ...... switch (flags & eFXSurfaceMask) { case eFXSurfaceNormal: if (UNLIKELY(flags & ePushBuffers)) { layer = createPushBuffersSurfaceLocked(client, d, id, w, h, flags); } else { layer = createNormalSurfaceLocked(client, d, id, w, h, flags, format); } break; case eFXSurfaceBlur: layer = createBlurSurfaceLocked(client, d, id, w, h, flags); break; case eFXSurfaceDim: layer = createDimSurfaceLocked(client, d, id, w, h, flags); break; } if (layer != 0) { layer->setName(name); setTransactionFlags(eTransactionNeeded); surfaceHandle = layer->getSurface(); ........ } return surfaceHandle; }

Layer类的静态结构

下面的图展示了Layer类之间的继承关系：

• 所有的Layer都继承了LayerBaseClient，SurfaceFlinger统一通过LayerBaseClient类访问其他的派 生Layer类
• LayerBaseClient的内嵌类Surface继承了ISurface接口，ISurface用于和SurfaceFlinger的客户 端交互
• Layer和LayerBuffer都有各自的内嵌类：SurfaceLayer、SurfaceLayerBuffer，继承了 LayerBaseClient的内嵌类Surface
•  LayerBuffer还有另外的内嵌类：Source，并且派生出另外两个内嵌类：BufferSource、OverlaySource

ISurface接口

 ISurface接口其实非常简单，只有几个函数：

• requestBuffer()        // Layer类使用，用于申请frontbuffer、backbuffer，初始化或size变化时调用
• registerBuffers()      // LayerBuffer类使用，用于注册IMemoryHeap接口
• unregisterBuffers()  // LayerBuffer类使用，用于注销IMemoryHeap接口
• postBuffer()             // post用于刷新的图像数据
• createOverlay()       // 用于创建Overlay表面

LayerBaseClient的派生类中，会有一个内嵌类，继承LayerBaseClient::Surface，然后根据需要会实现该接口的 相应函数。

Layer类

Layer类是使用最多的一个，普通的应用程序窗口都会对应一个Layer类，Layer类的内嵌类SurfaceLayer继承了 ISurface接口，创建Layer类时，将会返回一个ISurface接口给创建者。并且，Layer类在创建时会建立两个 GraphicBuffer对象，这两个Buffer在不同的时刻分别被作为frontbuffer和backbuffer，frontbuffer用于 本窗口的画图操作，backbuffer用于所有窗口的混合操作。但是两个GraphicBuffer对象在创建时并没有真正地分配内存，而是在第一次 lockBuffer时才正式通过ISurface接口的requestBuffer方法申请内存，当窗口的大小发生变化时，也要重新分配适合窗口大小的 内存。Layer类的主要成员函数如下：

• createSurface()  返回ISurface接口
• setBuffers()  创建两个GraphicBuffer对象，创建ISurface接口的实现类SurfaceLayer
• onDraw()  把frontbuffer中的图像数据通过OpenGL混合到OpenGL的主表面中
• doTransaction()  检测并处理窗口大小变化
• lockPageFlip()  获取frontbuffer，并且生成frontbuffer的OpenGL贴图
• finishPageFlip()  unlock frontbuffer，此后该buffer会queue到空闲列表中，下次可以作为backbuffer使用