Android系统view与SurfaceView的基本使用及区别分析

2024-04-02 19:55

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一、引入：

Android提供了View来进行绘图处理，在大部分情况下，View都能满足绘图需求。大家都知道View是通过刷新来重绘视图，Android系统通过发出VSYNC信号来进行屏幕的重绘，刷新的间隔时间为16ms。如果在16ms内View完成了你所需要执行的所有操作，那么用户在视觉上，就不会产生卡顿的感觉；反之，如果操作的逻辑过多时，就会掉帧从而使得用户感觉到卡顿。特别的需要频繁刷新的界面上，如游戏（60FPS以上），就会不断阻塞主线程，从而导致界面卡顿。而Android提供了SurfaceView来解决这种情况。

二、SurfaceView和View的不同之处

View	SurfaceView
适用于主动更新	适用于被动刷新
在主线程中进行画面更新	通常通过一个子线程来进行画面更新
绘图中没有使用双缓冲机制	在底层实现中就实现了双缓冲机制

比较了上面的不同之处，显然可以发现，如果一个View需要频繁的刷新，或者在刷新时数据处理量大（可能引起卡顿），可以考虑使用SurfaceView来替代View。

三、SurfaceView的基本使用

SurfaceView在使用的过程中，有一套模板代码，对于大部分的SurfaceView绘图操作而言都可以套用，因此SurfaceView在使用过程中并不难。

其中值得注意的几个点：。

两个接口

SurfaceHolder.CallBack

Runnable

第一个接口中需要实现的方法分别对应于SurfaceView的生命周期，即创建、改变和销毁。具体代码如下：

//Surface的生命周期
@Override
public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder) {
}
@Override
public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width, int height) {
}
@Override
public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {
    
}

而第二接口需要实现run方法，用于在子线程中进行draw操作。

由于SurfaceView的基本操作比较简单，这边就直接给出了它的一个模板代码

package com.pignet.surfaceviewdemo;
import android.content.Context;
import android.graphics.Canvas;
import android.util.AttributeSet;
import android.view.SurfaceHolder;
import android.view.SurfaceView;

public class SurfaceViewTemplate extends SurfaceView implements SurfaceHolder.Callback,Runnable{
    private SurfaceHolder mHolder;
    private Canvas mCanvas;
    private boolean mIsDrawing;
    //构造方法
    public SurfaceViewTemplate(Context context) {
        super(context);
        initView();
    }
    public SurfaceViewTemplate(Context context, AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);
    }
    public SurfaceViewTemplate(Context context, AttributeSet attrs, int defStyleAttr) {
        super(context, attrs, defStyleAttr);
    }
    private void initView() {
        mHolder=getHolder();
        mHolder.addCallback(this);
        setFocusable(true);
        setFocusableInTouchMode(true);
        this.setKeepScreenOn(true);
    }
    @Override
    public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder) {
        mIsDrawing=true;
        new Thread(this).start();
        
    }
    @Override
    public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width, int height) {
    }
    @Override
    public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {
        mIsDrawing=false;
    }
    @Override
    public void run() {
        while (mIsDrawing){
            draw();
            //通过线程休眠以控制刷新速度
            try {
                Thread.sleep(50);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    private void draw() {
        try {
            mCanvas=mHolder.lockCanvas();
            //初始化画布并在画布上画一些东西
        }catch (Exception e){
        }finally {
            //判断画布是否为空，从而避免黑屏情况
            if(mCanvas!=null){
                mHolder.unlockCanvasAndPost(mCanvas);
            }
        }
    }
}

下面结合一个具体的示例，展现SurfaceView在绘图中的效果（绘图板，即通过监听触摸事件完成内容的绘制）。

package com.pignet.surfaceviewdemo;
import android.content.Context;
import android.graphics.Canvas;
import android.graphics.Color;
import android.graphics.Paint;
import android.graphics.Path;
import android.util.AttributeSet;
import android.util.Log;
import android.view.MotionEvent;
import android.view.SurfaceHolder;
import android.view.SurfaceView;

public class SurfaceViewTemplate extends SurfaceView implements SurfaceHolder.Callback,Runnable {
    private  static  final  String TAG="SurfaceView";
    //SurfaceHolder
    private SurfaceHolder mHolder;
    //用于绘图的Canvas
    private Canvas mCanvas;
    //子线程标志位
    private boolean mIsDrawing;
    //画笔
    private Paint mPaint;
    //路径
    private Path mPath;
    public SurfaceViewTemplate(Context context) {
        super(context);
        initView();
    }
    public SurfaceViewTemplate(Context context, AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);
        initView();
    }

    public SurfaceViewTemplate(Context context, AttributeSet attrs, int defStyleAttr) {
        super(context, attrs, defStyleAttr);
        initView();
    }
    private void initView() {
        mHolder = getHolder();
        //添加回调
        mHolder.addCallback(this);
        mPath=new Path();
        //初始化画笔
        mPaint=new Paint();
        mPaint.setStyle(Paint.Style.STROKE);
        mPaint.setStrokeWidth(6);
        mPaint.setAntiAlias(true);
        mPaint.setColor(Color.RED);
        setFocusable(true);
        setFocusableInTouchMode(true);
        this.setKeepScreenOn(true);
    }
    //Surface的生命周期
    @Override
    public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder) {
        mIsDrawing=true;
        new Thread(this).start();
    }
    @Override
    public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width, int height) {
    }
    @Override
    public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {
        mIsDrawing=false;

    }
    @Override
    public void run() {
        long start =System.currentTimeMillis();
        while(mIsDrawing){
            draw();
            long end = System.currentTimeMillis();
            if(end-start<100){
                try{
                    Thread.sleep(100-end+start);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
    private void draw() {
        try{
            //锁定画布并返回画布对象
            mCanvas=mHolder.lockCanvas();
            //接下去就是在画布上进行一下draw
            mCanvas.drawColor(Color.WHITE);
            mCanvas.drawPath(mPath,mPaint);
        }catch (Exception e){
        }finally {
            //当画布内容不为空时，才post，避免出现黑屏的情况。
            if(mCanvas!=null)
                mHolder.unlockCanvasAndPost(mCanvas);
        }
    }
    
    @Override
    public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) {
        int x=(int) event.getX();
        int y= (int) event.getY();
        switch (event.getAction()){
            case MotionEvent.ACTION_DOWN:
                Log.d(TAG, "onTouchEvent: down");
                mPath.moveTo(x,y);
                break;
            case MotionEvent.ACTION_MOVE:
                Log.d(TAG, "onTouchEvent: move");
                mPath.lineTo(x,y);
                break;
            case MotionEvent.ACTION_UP:
                Log.d(TAG, "onTouchEvent: up");
                break;
        }
        return true;
    }
    
    public boolean reDraw(){
        mPath.reset();
        return true;
    }
}

效果图：

四、tips：

SurfaceView和View一大不同就是SurfaceView是被动刷新的，但我们可以控制刷新的帧率，而View并且通过invalidate方法通知系统来主动刷新界面的，但是View的刷新是依赖于系统的VSYSC信号的，其帧率并不受控制，而且因为UI线程中的其他一些操作会导致掉帧卡顿。而对于SurfaceView而言，它是在子线程中绘制图形，根据这一特性即可控制其显示帧率，通过简单地设置休眠时间，即可，并且由于在子线程中，一般不会引起UI卡顿。

Thread.sleep(50);即可以控制1s内刷新20次

SurfaceView的双缓冲机制：即对于每一个SurfaceView对象而言，有两个独立的graphic buffer。在Android SurfaceView的双缓冲机制中是这样实现的：

在Buffer A中绘制内容，然后让屏幕显示Buffer A；在下一个循环中，在Buffer B中绘制内容，然后让屏幕显示Buffer B，如此往复。而由于这个双缓冲机制的存在，可能会引起闪屏现象，。在第一个"lockCanvas-drawCanvas-unlockCanvasAndPost "循环中，更新的是buffer A的内容；到下一个"lockCanvas-drawCanvas-unlockCanvasAndPost"循环中，更新的是buffer B的内容。如果buffer A与buffer B中某个buffer内容为空，当屏幕轮流显示它们时，就会出现画面黑屏闪烁现象。