（二十六）Android GDI之SurfaceFlinger
最后更新于：2022-04-01 11:41:11
### Android GDI之SurfaceFlinger
SurfaceFinger按英文翻译过来就是Surface投递者。SufaceFlinger的构成并不是太复杂，复杂的是他的客户端建构。SufaceFlinger主要功能是：
1） 将Layers （Surfaces） 内容的刷新到屏幕上
2） 维持Layer的Zorder序列，并对Layer最终输出做出裁剪计算。
3） 响应Client要求，创建Layer与客户端的Surface建立连接
4） 接收Client要求，修改Layer属性（输出大小，Alpha等设定）
但是作为投递者的实际意义，我们首先需要知道的是如何投递，投掷物，投递路线，投递目的地。
### 1 SurfaceFlinger的基本组成框架
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](http://hi.csdn.net/attachment/201006/14/0_1276518584xvSo.gif)
SurfaceFlinger管理对象为：
mClientsMap：管理客户端与服务端的连接。
ISurface，IsurfaceComposer：AIDL调用接口实例
mLayerMap：服务端的Surface的管理对象。
mCurrentState.layersSortedByZ ：以Surface的Z-order序列排列的Layer数组。
graphicPlane 缓冲区输出管理
OpenGL ES：图形计算，图像合成等图形库。
gralloc.xxx.so这是个跟平台相关的图形缓冲区管理器。
pmem Device：提供共享内存，在这里只是在gralloc.xxx.so可见，在上层被gralloc.xxx.so抽象了。
### 2 SurfaceFinger Client和服务端对象关系图
[[](http://hi.csdn.net/attachment/201006/14/0_12765192776tBE.gif)](http://hi.csdn.net/attachment/201006/14/0_12765192744dUQ.gif)
Client端与SurfaceFlinger连接图：
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](http://hi.csdn.net/attachment/201006/14/0_1276518598A6OZ.gif)
Client对象：一般的在客户端都是通过SurfaceComposerClient来跟SurfaceFlinger打交道。
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](http://hi.csdn.net/attachment/201006/14/0_1276518601fTft.gif)
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](http://hi.csdn.net/attachment/201006/14/0_1276518603bAHB.gif)
### 3 主要对象说明
#### 3.1 DisplayHardware &FrameBuffer
首先SurfaceFlinger需要操作到屏幕，需要建立一个屏幕硬件缓冲区管理框架。Android在设计支持时，考虑多个屏幕的情况，引入了graphicPlane的概念。在SurfaceFlinger上有一个graphicPlane数组，每一个graphicPlane对象都对应一个DisplayHardware.在当前的Android（2.1）版本的设计中，系统支持一个graphicPlane，所以也就支持一个DisplayHardware。
SurfaceFlinger，Hardware硬件缓冲区的数据结构关系图。
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](http://hi.csdn.net/attachment/201006/14/0_1276518606owJM.gif)
#### 3.2 Layer
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](http://hi.csdn.net/attachment/201006/14/0_1276518608eft1.gif)
method:setBuffer 在SurfaceFlinger端建立显示缓冲区。这里的缓冲区是指的HW性质的，PMEM设备文件映射的内存。
1) layer的绘制
~~~
void Layer::onDraw(const Region& clip) const
{
int index = mFrontBufferIndex;
GLuint textureName = mTextures[index].name;
…
drawWithOpenGL(clip, mTextures[index]);
}
~~~
#### 3.2 mCurrentState.layersSortedByZ
以Surface的Z-order序列排列的LayerBase数组，该数组是层显示遮挡的依据。在每个层计算自己的可见区域时，从Z-order 顶层开始计算，是考虑到遮挡区域的裁减，自己之前层的可见区域就是自己的不可见区域。而绘制Layer时，则从Z-order底层开始绘制，这个考虑到透明层的叠加。
### 4 SurfaceFlinger的运行框架
我们从前面的章节<Android Service>的基本原理可以知道，SurfaceFlinger的运行框架存在于：threadLoop,他是SurfaceFlinger的主循环体。SurfaceFlinger在进入主体循环之前会首先运行：SurfaceFlinger::readyToRun()。
#### 4.1 SurfaceFlinger::readyToRun()
（1）建立GraphicPanle
（2）建立FrameBufferHardware(确定输出目标)
初始化：OpenGL ES
建立兼容的mainSurface.利用eglCreateWindowSurface。
建立OpenGL ES进程上下文。
建立主Surface（OpenGL ES）。 DisplayHardware的Init()@DisplayHardware.cpp函数对OpenGL做了初始化，并创建立主Surface。为什么叫主Surface，因为所有的Layer在绘制时，都需要先绘制在这个主Surface上，最后系统才将主Surface的内容”投掷”到真正的屏幕上。
（3） 主Surface的绑定
1）在DisplayHandware初始完毕后，hw.makeCurrent()将主Surface，OpenGL ES进程上下文绑定到SurfaceFlinger的上下文中，
2）之后所有的SurfaceFlinger进程中使用EGL的所有的操作目的地都是[mSurface@DisplayHardware](#)。
这样，在OpenGL绘制图形时，主Surface被记录在进程的上下文中，所以看不到显示的主Surfce相关参数的传递。下面是Layer-Draw，Hardware.flip的动作示意图：
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](http://hi.csdn.net/attachment/201006/14/0_1276518609tWF6.gif)
#### 4.2 ThreadLoop
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](http://hi.csdn.net/attachment/201006/14/0_12765186106SH3.gif)
(1)handleTransaction(…):主要计算每个Layer有无属性修改，如果有修改着内用需要重画。
(2)handlePageFlip()
computeVisibleRegions：根据Z-Order序列计算每个Layer的可见区域和被覆盖区域。裁剪输出范围计算-
在生成裁剪区域的时候，根据Z_order依次，每个Layer在计算自己在屏幕的可显示区域时，需要经历如下步骤：
1）以自己的W,H给出自己初始的可见区域
2）减去自己上面窗口所覆盖的区域
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](http://hi.csdn.net/attachment/201006/14/0_1276518612eyG3.gif)
在绘制时，Layer将根据自己的可将区域做相应的区域数据Copy。
（3）handleRepaint()
composeSurfaces（需要刷新区域）：
根据每个Layer的可见区域与需要刷新区域的交集区域从Z-Order序列从底部开始绘制到主Surface上。
（4）postFramebuffer()
（DisplayHardware）hw.flip(mInvalidRegion);
eglSwapBuffers(display,mSurface) :将mSruface投递到屏幕。
### 5 总结
现在SurfaceFlinger干的事情利用下面的示意图表示出来：
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](http://hi.csdn.net/attachment/201006/14/0_1276518615Bgfw.gif)