Android应用程序UI架构
最后更新于：2022-04-02 05:02:20
### **概述**
Android系统采用一种称为Surface的UI架构为应用程序提供用户界面。在Android应用程序中，每一个Activity组件都关联有一个或者若干个窗口，每一个窗口都对应有一个Surface。有了这个Surface之后，应用程序就可以在上面渲染窗口的UI。最终这些已经绘制好了的Surface都会被统一提交给Surface管理服务SurfaceFlinger进行合成，最后显示在屏幕上面。无论是应用程序，还是SurfaceFlinger，都可以利用GPU等硬件来进行UI渲染，以便获得更流畅的UI。在Android应用程序UI架构中，还有一个重要的服务WindowManagerService，它负责统一管理协调系统中的所有窗口，例如管理窗口的大小、位置、打开和关闭等。
这系列讲Android应用程序的Surface机制，阐述Activity、Window和View的关系，以及应用程序、WindowManagerService和SurfaceFlinger协作完成UI渲染的过程。
* **Android UI架构概述**
* **Android应用程序UI框架**
* **WindowManagerService**
* **SurfaceFlinger**
* **Android多屏支持**
#### **总体架构**
#### **窗口(Window)的结构**
* ViewRootImpl是一个虚拟根View，用来控制窗口的渲染，以及用来与WindowManagerService、SurfaceFlinger通信
* DecorView是窗口的真正根View
* ContentView描述窗口的主题风格
**Window与Activity的关系**
**Activity所对应的Window实际上是一个PhoneWindow**
**Activity/Window的上下文**
**Window的虚拟根View -- ViewRootImpl**
**窗口绘图表面 -- Surface**
**窗口标志 -- W**
**窗口会话 -- Session**
**窗口视图 -- View**
#### **Android应用程序UI的绘制过程**
**软件渲染过程**
**硬件渲染过程**
**Display List是什么？**
Display List是一个缓存绘制命令的Buffer
**Display List的好处？**
当View的某些属性发生改变时，只需要修改相应的Buffer中对应的属即可，例如Alpha属性，而无需对整个View进行重绘
#### **Android应用程序UI的绘制时机 – Without Vsync -- Jank**
#### **Android应用程序UI的绘制时机 – With VSync**
#### **Android应用程序UI的绘制时机 – With Vsync and Double Buffering**
#### **Android应用程序UI的绘制时机 – With Vsync and Triple Buffering**
#### **Android系统的VSync实现**
* SurfaceFlinger内部维护有一个EventThread，用来监控显卡的VSync事件
* Android应用程序通过注册一个DisplayEventReceiver来接收SurfaceFlinger的VSync事件
* Android应用程序接收到重绘UI请求，通过前面注册的DisplayEventReceiver向SurfaceFlinger请求在下一个VSync事件到来时产生一个VSync通知
* Android应用程序获得VSync通知的时候，才会真正执行重绘UI的请求
#### **WindowManagerService**
**职责**
* 计算窗口大小
* 计算窗口Z轴位置
* 管理输入法窗口
* 管理壁纸窗口
* 执行窗口切换
**屏幕的基本结构**
**计算窗口大小 – Content Region**
**计算窗口大小 – Visible Region**
**计算窗口Z轴位置 – Window Stack**
**计算窗口Z轴位置 – 计算时机 **
**计算窗口Z轴位置 – 计算公式**
**Z = Base Layer + WINDOW_LAYER_MULTIPLIER(5)
Base Layer = T * TYPE_LAYER_MULTIPLIER(10000) + TYPE_LAYER_OFFSET(1000)**
**计算窗口Z轴位置 – 窗口主类型**
**计算窗口Z轴位置 – 窗口子类型**
**管理输入法窗口**
**输入法窗口在Window Stack的位置**
**管理壁纸窗口**
**壁纸窗口在Window Stack的位置**
**执行窗口切换**
**执行窗口切换 – Starting Window**
**执行窗口切换 – 动画**
#### **SurfaceFlinger**
**职责**
* 分配图形缓冲区
* 合成图形缓冲区
* 管理VSync事件
**渲染流程**
**分配图形缓冲区**
**合成图形缓冲区**
**HWComposer实例：高通MDP4.0**
**合成图形缓冲区 – 可见性计算**
**管理VSync事件**
#### **Android多屏支持**
**从4.2开始支持多屏幕**
**屏幕类型**
* Primary Display
* 设备自带的屏幕
* 由SurfaceFlinger管理
* External Display
* 通过HDMI连接
* 由SurfaceFlinger监控和管理
* Virtual Display
* 通过Miracast连接(基于Wifi Direct技术)
* 由DisplayManagerService监控和管理
* App通过android.app.Presentation接口在指定的屏幕上创建窗口
http://developer.android.com/reference/android/app/Presentation.html
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