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Android开发之播放器中涉及的Surface,SurfaceView,SurfaceHolder基础

2014-10-13 2456
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简介：

一、什么是Surface

 

           简单的说Surface对应了一块屏幕缓冲区，每个window对应一个Surface，任何View都要画在Surface的Canvas上（后面有原因解释）。传统的view共享一块屏幕缓冲区，所有的绘制必须在UI线程中进行。

 

        在SDK的文档中，对Surface的描述是这样的：“Handle onto a raw buffer that is being managed by the screen compositor”，翻译成中文就是“由屏幕显示内容合成器(screen compositor)所管理的原始缓冲区的句柄”，这句话包括下面两个意思：

 

        1、通过Surface（因为Surface是句柄）就可以获得原生缓冲器以及其中的内容。就像在C++语言中，可以通过一个文件的句柄，就可以获得文件的内容一样。

 

        2、 原始缓冲区（a raw buffer）是用于保存当前窗口的像素数据的。

 

        引伸地，可以认为Android中的Surface就是一个用来画图形（graphics）或图像（image）的地方。

 

        根据Java方面的常规知识，我们知道通常画图是在一个Canvas对象上面进行的，由此，可以推知一个Surface对象中应该包含有一个Canvas（画布）对象。因此，在前面提及的两个意思的基础上，可以再加上一条：

 

        3、Surface中有一个Canvas成员，专门用于画图的。

 

        由以上的概括，我们总结如下：Surface中的Canvas成员，是专门用于供程序员画图的场所，就像黑板一样；其中的原始缓冲区是用来保存数据的地方；Surface本身的作用类似一个句柄，得到了这个句柄就可以得到其中的Canvas、原始缓冲区以及其它方面的内容。

 

      Surface是用来管理数据的。（句柄）

 

二、什么是SurfaceView

 

         说SurfaceView是一个View也许不够严谨，然而从定义中pubilc classSurfaceView extends View{.....}显示SurfaceView确实是派生自View，但是SurfaceView却有自己的Surface，请看SurfaceView的源码：

 

 

 

[java]  view plain copy
  1.  if (mWindow == null) {    
  2.          mWindow = new MyWindow(this);    
  3.          mLayout.type = mWindowType;    
  4.          mLayout.gravity = Gravity.LEFT|Gravity.TOP;    
  5.          mSession.addWithoutInputChannel(mWindow, mWindow.mSeq, mLayout,    
  6.          mVisible ? VISIBLE : GONE, mContentInsets);     
  7.    }   

 

        很明显，每个SurfaceView创建的时候都会创建一个MyWindow，new MyWindow(this)中的this正是SurfaceView自身，因此将SurfaceView和window绑定在一起，由第一部分我们知道，一个window对应一个Surface，因此SurfaceView也就内嵌了一个自己的Surface，可以认为SurfaceView是用来控制Surface中View的位置和尺寸的。

 

 

 

         SurfaceView就是展示Surface中数据的地方，同时可以认为SurfaceView是用来控制Surface中View的位置和尺寸的。

 

        大家都知道，传统View及其派生类的更新只能在UI线程，然而UI线程还同时处理其他交互逻辑，这就无法保证View更新的速度和帧率了，而SurfaceView可以用独立的线程进行绘制，因此可以提供更高的帧率，例如游戏，摄像头取景等场景就比较适合SurfaceView来实现。

 

 

 

三、什么是SurfaceHolder

 

        SurfaceHolder是一个接口，其作用就像一个关于Surface的监听器，提供访问和控制SurfaceView内嵌的Surface 相关的方法。它通过三个回调方法，让我们可以感知到Surface的创建、销毁或者改变。

 

        在SurfaceView中有一个方法getHolder，可以很方便地获得SurfaceView内嵌的Surface所对应的监听器接口SurfaceHolder。

 

        除下面将要提到的SurfaceHolder.Callback外，SurfaceHolder还提供了很多重要的方法，其中最重要的就是：

 

       1、abstract void addCallback(SurfaceHolder.Callbackcallback)：为SurfaceHolder添加一个SurfaceHolder.Callback回调接口。

 

       2、abstract Canvas lockCanvas()：获取一个Canvas对象，并锁定之。所得到的Canvas对象，其实就是Surface中一个成员。

 

       3、abstract Canvas lockCanvas(Rect  dirty)：同上。但只锁定dirty所指定的矩形区域，因此效率更高。

 

       4、abstract void unlockCanvasAndPost(Canvas  canvas)：当修改Surface中的数据完成后，释放同步锁，并提交改变，然后将新的数据进行展示，同时Surface中相关数据会被丢失。

 

        2、3、4中的同步锁机制的目的，就是为了在绘制的过程中，Surface中的数据不会被改变。lockCanvas是为了防止同一时刻多个线程对同一canvas写入。

 

总结：从设计模式的高度来看，Surface、SurfaceView和SurfaceHolder实质上就是广为人知的MVC，即Model-View-Controller。Model就是模型的意思，或者说是数据模型，或者更简单地说就是数据，也就是这里的Surface；View即视图，代表用户交互界面，也就是这里的SurfaceView；SurfaceHolder很明显可以理解为MVC中的Controller（控制器）。

 

四、什么是SurfaceHolder.Callback

 

        SurfaceHolder.Callback主要是当底层的Surface被创建、销毁或者改变时提供回调通知，由于绘制必须在Surface被创建后才能进行，因此SurfaceHolder.Callback中的surfaceCreated 和surfaceDestroyed 就成了绘图处理代码的边界。

 

        SurfaceHolder.Callback中定义了三个接口方法：

 

        1、abstract void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width, int height)：当surface发生任何结构性的变化时（格式或者大小），该方法就会被立即调用。

 

        2、abstract void surfaceCreated(SurfaceHolder holder)：当surface对象创建后，该方法就会被立即调用。

 

        3、abstract void  surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder)：当surface对象在将要销毁前，该方法会被立即调用。

 

 

 

五、实例演示

 

        下面，我们通过一个非常简单例子来实际感受一下，请留意代码中的注释：

 

        1、在Eclipse中创建一个Android Project项目TestSurfaceView，并选择生成缺省的Activity TestSurfaceViewActivity

 

        2、创建一个绘制线程如下：

 

 

 

[java]  view plain copy
  1. import android.graphics.Canvas;  
  2. import android.graphics.Color;  
  3. import android.graphics.Paint;  
  4. import android.graphics.Rect;  
  5. importandroid.view.SurfaceHolder;  
  6.   
  7. // 绘制线程  
  8. public class MyThread extends Thread  
  9. {  
  10.          private SurfaceHolder holder;  
  11.          private boolean run;  
  12.           
  13.          public  MyThread(SurfaceHolder holder)  
  14.          {  
  15.                    this.holder = holder;  
  16.                    run = true;  
  17.          }  
  18.   
  19.          @Override  
  20.          public void run()  
  21.          {  
  22.                    int counter = 0;  
  23.                    Canvas canvas = null;  
  24.                    while(run)  
  25.                    {  
  26.                             // 具体绘制工作  
  27.                             try  
  28.                             {  
  29.                                      // 获取Canvas对象，并锁定之  
  30.                                      canvas= holder.lockCanvas();  
  31.                                       
  32.                                      // 设定Canvas对象的背景颜色  
  33.                                      canvas.drawColor(Color.WHITE);  
  34.                                       
  35.                                      // 创建画笔  
  36.                                      Paint p = new Paint();  
  37.                                      // 设置画笔颜色  
  38.                                      p.setColor(Color.BLACK);  
  39.                                      // 设置文字大小  
  40.                                      p.setTextSize(30);  
  41.                                       
  42.                                      // 创建一个Rect对象rect  
  43.                                      Rect  rect = new Rect(100, 50, 380, 330);  
  44.                                      // 在canvas上绘制rect  
  45.                                      canvas.drawRect(rect,p);  
  46.                                      // 在canvas上显示时间  
  47.                                      canvas.drawText("Interval = " + (counter++) + " seconds.", 100, 410, p);  
  48.                                      Thread.sleep(1000);  
  49.                             }  
  50.                             catch(Exception e)  
  51.                             {  
  52.                                      e.printStackTrace();  
  53.                             }  
  54.                             finally  
  55.                             {  
  56.                                      if(canvas != null)  
  57.                                      {  
  58.                                                // 解除锁定，并提交修改内容  
  59.                                                holder.unlockCanvasAndPost(canvas);  
  60.                                      }  
  61.                             }  
  62.                    }  
  63.          }  
  64.   
  65.          public boolean isRun()  
  66.          {  
  67.                    return run;  
  68.          }  
  69.           
  70.          public void setRun(boolean run)  
  71.          {  
  72.                    this.run = run;  
  73.          }  
  74. }  

 

 

 

       3、自定义一个SurfaceView类如下：

 

 

 

[java]  view plain copy
  1. import android.content.Context;  
  2. import android.view.SurfaceHolder;  
  3. import android.view.SurfaceView;  
  4.   
  5. public class MySurfaceView extends SurfaceView implements SurfaceHolder.Callback  
  6. {  
  7.          private SurfaceHolder holder;  
  8.          private MyThread myThread;  
  9.           
  10.          public  MySurfaceView(Context context)  
  11.          {  
  12.                    super(context);  
  13.                     
  14.                    // 通过SurfaceView获得SurfaceHolder对象  
  15.                    holder = getHolder();  
  16.                     
  17.                    // 为holder添加回调结构SurfaceHolder.Callback  
  18.                    holder.addCallback(this);  
  19.                     
  20.                    // 创建一个绘制线程，将holder对象作为参数传入，这样在绘制线程中就可以获得holder  
  21.                    // 对象，进而在绘制线程中可以通过holder对象获得Canvas对象，并在Canvas上进行绘制  
  22.                    myThread = new MyThread(holder);  
  23.          }  
  24.   
  25.          // 实现SurfaceHolder.Callback接口中的三个方法，都是在主线程中调用，而不是在绘制线程中调用的  
  26.          @Override  
  27.          public void  surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width, int height)  
  28.          {  
  29.          }  
  30.   
  31.          @Override  
  32.          public void  surfaceCreated(SurfaceHolder holder)  
  33.          {  
  34.                    // 启动线程。当这个方法调用时，说明Surface已经有效了  
  35.                    myThread.setRun(true);  
  36.                    myThread.start();  
  37.          }  
  38.   
  39.          @Override  
  40.          public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder)  
  41.          {  
  42.                    // 结束线程。当这个方法调用时，说明Surface即将要被销毁了  
  43.                    myThread.setRun(false);  
  44.          }  
  45. }  

 


        4、修改TestSurfaceViewActivity.java代码，使之如下：

 

 

 

 

 

[java]  view plain copy
  1. import android.app.Activity;  
  2. import android.os.Bundle;  
  3.   
  4. public class TestSurfaceViewActivity extends Activity  
  5. {  
  6.     @Override  
  7.     public void onCreate(Bundle savedInstanceState)  
  8.     {  
  9.         super.onCreate(savedInstanceState);  
  10.         //setContentView(R.layout.main);  
  11.         setContentView(new MySurfaceView(this));  
  12.     }  
  13. }  

 


运行结果：

 

android view，surfaceview，glsurfaceview的区别：

答：SurfaceView是从View基类中派生出来的显示类，直接子类有GLSurfaceView和VideoView，可以看出GL和视频播放以及Camera摄像头一般均使用SurfaceView
SurfaceView和View最本质的区别在于，surfaceView是在一个新起的单独线程中可以重新绘制画面而View必须在UI的主线程中更新画面。 
那么在UI的主线程中更新画面 可能会引发问题，比如你更新画面的时间过长，那么你的主UI线程会被你正在画的函数阻塞。那么将无法响应按键，触屏等消息。 
当使用surfaceView 由于是在新的线程中更新画面所以不会阻塞你的UI主线程。但这也带来了另外一个问题，就是事件同步。比如你触屏了一下，你需要surfaceView中thread处理，一般就需要有一个event queue的设计来保存touch event，这会稍稍复杂一点，因为涉及到线程同步。 

所以基于以上，根据游戏特点，一般分成两类。 

1)被动更新画面的。比如棋类，这种用view就好了。因为画面的更新是依赖于 onTouch 来更新，可以直接使用 invalidate。 因为这种情况下，这一次Touch和下一次的Touch需要的时间比较长些，不会产生影响。 

2)主动更新。比如一个人在一直跑动。这就需要一个单独的thread不停的重绘人的状态，避免阻塞main UI thread。所以显然view不合适，需要surfaceView来控制。 

文章标签：
前端开发
Android开发
Java
关键词：
Android开发
Android播放器
Android SurfaceView
Android开发播放器
Android播放器surfaceview
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