浅谈Android之SurfaceFlinger相关介绍（一）

SurfaceFlinger是GUI的核心，以系统服务的形式存在，负责将所有App的图形数据按照Z Order顺序混合并输出到FrameBuffer。

根据图中描述，从下到上依次介绍：

1）这里的FrameBuffer指显示设备驱动和Gralloc帧缓冲区管理

2）面向SurfaceFlinger的Native Window

3）通过OpenGl ES图形库来处理图形数据后绘制到NativeWindow

4） SurfaceFlinger，是一个binderservice，用于管理接收各个App传输过来的图形数据

5）面向App应用窗口绘制的Native Window

6）采用OpenGL ES或者SKIA将图形数据绘制到Native Window，对于普通应用开发人员来说，使用OpenGLES的门槛相对会比较高，所以SKIA第三方图形库基于OpenGL ES做了封装，提供更加简单的GUI接口供开发人员使用，SKIA是Android应用默认的图形引擎

下面重点介绍下上述第3步和第6步分别都提到的NativeWindow，既然叫窗口，说明它的输入端肯定是图形数据，输出到哪呢？可以是另外一个窗口的输入或者是Framebuffer，总之，对输入方来说，它只需要在NatvieWindow上输入图形数据，至于NativeWindow拿到数据后怎么处理的，它不需要关心。

Android系统为NativeWindow定义了基础结构ANativeWindow

struct ANativeWindow

{

/* horizontal and vertical resolution in DPI */

const float xdpi;

const float ydpi;

int (*setSwapInterval)(struct ANativeWindow* window,

int interval);

int (*dequeueBuffer_DEPRECATED)(struct ANativeWindow* window,

struct ANativeWindowBuffer** buffer);

int (*lockBuffer_DEPRECATED)(struct ANativeWindow* window,

struct ANativeWindowBuffer* buffer);

int (*queueBuffer_DEPRECATED)(struct ANativeWindow* window,

struct ANativeWindowBuffer* buffer);

int (*query)(const struct ANativeWindow* window,

int what, int* value);

int (*perform)(struct ANativeWindow* window,

int operation, ... );

int (*cancelBuffer_DEPRECATED)(struct ANativeWindow* window,

struct ANativeWindowBuffer* buffer);

int (*dequeueBuffer)(struct ANativeWindow* window,

struct ANativeWindowBuffer** buffer, int* fenceFd);

int (*queueBuffer)(struct ANativeWindow* window,

struct ANativeWindowBuffer* buffer, int fenceFd);

int (*cancelBuffer)(struct ANativeWindow* window,

struct ANativeWindowBuffer* buffer, int fenceFd);

};

这个结构包含窗口最基本的宽高属性外，还定义了一大堆的函数指针，派生自ANavtiveWindow的类在构造时需要对各个函数指针进行赋值，说白了，就是将C++虚函数自己用C语言实现了一遍，这里把ANavtiveWindow

定义成结构体，不知道是历史遗留还是为了兼容性考虑，没去细究过。

ANativeWindow定义的函数名就可以看出，其对象的实现，一定要包含一个buffer queue，然后输入方调用dequeueBuffer获取buffer用于写入图形数据，结束后，调用queueBuffer入列。

App端对应的NativeWindow为Surface：

class Surface

: public ANativeObjectBase<ANativeWindow, Surface, RefBase>

{

SurfaceFlinger端对应的NativeWindow为

class FramebufferNativeWindow

: public ANativeObjectBase<

ANativeWindow,

FramebufferNativeWindow,

LightRefBase<FramebufferNativeWindow> >

{

二者皆派生实现了ANativeWindow接口。

Surface向上提供buffer供App绘制图形界面，然后将图形数据传到SurfaceFlinger，SurfaceFlinger基于OpenGL ES将数据做混合操作后，输出到FramebufferNativeWindow并最终显示到屏幕上。

接下去重点介绍Surface跟SurfaceFlinger的交互

3.1 建立Surface和SurfaceFlinger连接

SurfaceFlinger服务主要实现了两个Binder service用于App连接：

1） SurfaceFlinger
派生自BnSurfaceComposer，是SurfaceFlinger程序的主服务，在程序启动时就被构造并添加到servicemanager，相关代码在main_surfaceflinger.cpp，服务名为”SurfaceFlinger”

2） Client
派生自BnSurfaceComposerClient，在SurfaceFlinger:: createConnection的时候被创建，对应一个App Client连接

然后App启动后，需要通过如下操作和SurfaceFlinger建立会话：

1）通过servicemanager获取服务SurfaceFlinger的BpBinder,然后转换成BpSurfaceComposer

2）调用BpsurfaceComposer.createConnection建立连接，然后将返回的BpBinder转换成

BpSurfaceComposeClient

Android接着提供了两个类用于简化App端的操作，主要包括：

1）ComposerService
单列类，主要封装跟SurfaceFlinger的连接，在构造时调用connectlocaked成员函数连接
“SurfaceFlinger”然后将BpSurfaceCompose保存到成员变量mComposerService

2）SurfaceComposerClient
封装跟SurfaceFlinger建立会话连接的操作，在onFirstRef时调用createConnection建立
会话并将BpSurfaceComposerClient保存到成员变量mClient

3）Composer
单列类，主要封装对Layer数据配置相关操作

接下去基于代码来分析，封装好后，App初始化连接很简单

sp<SurfaceComposerClient> session= new SurfaceComposerClient();

就一行代码，接着看构造函数

SurfaceComposerClient::SurfaceComposerClient()

: mStatus(NO_INIT), mComposer(Composer::getInstance())

{

}

获取Composer单例对象并保存到mComposer，由于SurfaceComposerClient派生自RefBase

class SurfaceComposerClient : public RefBase

所以在其构造时，会调用incStrong第一次增加强引用计数，同时onFirstRef会被调用

void SurfaceComposerClient::onFirstRef() {

sp<ISurfaceComposer> sm(ComposerService::getComposerService());

if (sm != 0) {

sp<ISurfaceComposerClient> conn = sm->createConnection();

if (conn != 0) {

mClient = conn;

mStatus = NO_ERROR;

}

这个函数完成了连接的最终操作，先是通过ComposerService::getComposerService()生成
ComposeService单列，并调用其connectLocked连接SurfaceFlinger返回BpSurfaceComposer，

接着调用sm->createConnection()创建会话并保存到mClient。

接下来看看SurfaceFlinger.createConnection的代码

sp<ISurfaceComposerClient> SurfaceFlinger::createConnection()

{

sp<ISurfaceComposerClient> bclient;

sp<Client> client(new Client(this));

status_t err = client->initCheck();

if (err == NO_ERROR) {

bclient = client;

}

return bclient;

}

很简单，就是创建Client本地对象并返回

到这里，App跟SurfaceFlinger的初始化连接已经结束，接下去就是基于会话对象，创建绘图表面了

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