Android的Graphic系统分析之skia

skia库

Skia库是一个外部库，代码位于external/skia/下面，生成的库名称是libskia.so。

Skia库负责2维图形的绘制，绘制的结果最终一般以位图的形式存放在内存的一块缓冲区中。我们可以从它里面几个比较重要的类来了解它到底完成什么功能。

使用SkCanvas，可以将绘制(drawing)结果保存到一个设备如位图（bitmap）中，这些绘制操作包含一系列几何图形的绘制，如绘制点、线、矩形、多边形、椭圆和圆弧等几何图形。Canvas.cpp调用了skia库的API，有的调用仅仅是对SkCanvas的简单包裹。绘制的状态（State）封装在Paint类中，如绘制的线条粗细、线条颜色、区域如何填充、线条形状等。SkBitmap是光栅位图，它包含高度和宽度两个整数以及格式（配置config规定），也可以通过getAddr()获取存储实际像素（pixel）块的地址。一副图形可以通过它的像素位图来保存，也可以通过保存它的绘制过程通过SkPicture保存起来，然后写到文件里，最后通过绘制过程恢复图形。另外，skia也包括将YUV格式转变为Jpg的编码，见YuvToJpegEncoder.cpp。

Java部分通过JNI调用Skia关系如下，包括但不限于下图中的四个类。

库libsurfaceflinger_client.so

库libsurfaceflinger_client.so链接到应用程序中，也链接到server侧（主要因为layer state管理和内存控制块等类），因此，其大多数类运行在应用程序所在进程空间中，它通过Binder与与进程sufaceflinger进行交互。它的代码位于frameworks/base/libs/surfaceflinger_client下面，

SurfaceComposerClient/SurfaceControl

如JNI层章节所述，在创建SurfaceSession（Java）时，会创建SurfaceComposerClient对象，并将SurfaceComposerClient对象指针保存到SurfaceSession（Java）的mClient中。我们来看下创建SurfaceComposerClient对象时还发生了什么？

SurfaceComposerClient继承自RefBase，所以在第一次初始化时，会执行其重载的

onFirstRef。在onFirstRef中，会获取Composer Service，也就是SurfaceFlinger在client侧的binder—-ISurfaceComposer，接着使用它建立client connection连接（实际上是分配一个用于两侧通讯的共享内存块），获取ISurfaceComposerClient，最后创建layer_state_t，保存窗口状态，用于两侧的窗口状态通讯。

SurfaceComposerClient可以加入到列表中由Composer来维护。

SurfaceControl对象指针保存在Surface(Java)中的mSurfaceControl。

SurfaceControl借助于SurfaceComposerClient，实现对UI控件的一些操作：

? ? ? ? ? ? ?

show/hide: 显示隐藏操作

setSize/setPosition: 设置大小和位置 SetLayer：设置图层

freeze/unfreeze：冻结与去冻结操作，即是否更新屏幕 SetAlpha：设置Alpha通道，即设置透明等级 SetMatrix：设置平移矩阵 setFlags：设置其它标志

这些SurfaceControl类的功能实现仅仅是对SurfaceComposerClient的简单封装。可以通过SurfaceComposerClient的函数获取Display的个数、高、宽、旋转方向以及其它信息。它是通过ComposerService中的控制块信息来实现的。

ScreenshotClient包含屏幕截屏宽（mWidth）和高（mHeight）以及像素格式（PixelFormat），截图数据保存在IMemoryHeap中（mHeap）。它是调用ISurfaceComposer的captureScreen函数来实现的。

Surface

Surface类继承自EGLNativeBase模板类，因此它实际上一个ANativeWindow，只不过该模板给它添加了引用计数功能，并可安全地进行类型转换。

class Surface

: public EGLNativeBase

上层应用程序各有自己的surface，因此多个surface会同时存在，这些surface在本侧就是SurfaceComposerClient所代表，它们可以添加到Composer类维护的列表中。

SurfaceControl会使用SurfaceClient和Surface去完成相应功能，SurfaceControl的getSurface函数会创建Surface，从而也会导致SurfaceClient的创建，进而相应的ISurfaceClientComposer等会被创建。

ISurfaceComposer

ISurfaceComposer是SurfaceFlinger在client侧的一个binder，提供的接口用于对整个屏幕的全局性的管理，如方向旋转、屏幕快照、屏幕事件、屏幕更新的冻结与去冻结等。它提供的接口对应的枚举类型有：

enum {

// Note: BOOT_FINISHED must remain this value, it is called from // Java by ActivityManagerService.

BOOT_FINISHED = IBinder::FIRST_CALL_TRANSACTION, CREATE_CONNECTION,

CREATE_CLIENT_CONNECTION, GET_CBLK,

OPEN_GLOBAL_TRANSACTION, CLOSE_GLOBAL_TRANSACTION, SET_ORIENTATION, FREEZE_DISPLAY, UNFREEZE_DISPLAY, SIGNAL,

CAPTURE_SCREEN,

TURN_ELECTRON_BEAM_OFF, TURN_ELECTRON_BEAM_ON };

它是通过Binder进行IPC通讯的接口，BpSurfaceComposer是client一侧， BnSurfaceComposer是service一侧。它们都继承自各自的模板类BpInterface和BnInterface，这两个模板类完成双重继承的功能，一个继承IPC通讯的API接口，一个继承Binder功能。RefBase用于索引计数，类IInterface和ISurface定义了IPC通讯的接口API，IBinder/BBinder使双方具备Binder通讯功能。

其中CREATE_CONNECTION和REATE_CLIENT_CONNECTION打开关闭一个Transaction，在打开和关闭的过程中，可以设置状态，实现窗口管理。状态变化更改是在一个事务（transaction）中进行的。

其类继承关系如下：

根据Binder继承关系规则，client侧的接口调用通过最终是由Bn侧的子类完成。我们就可以知道它的它动态的调用关系如下，左侧的调用者一般可以通过指向ISurfaceComposer的智能指针将操作将调用到SurfaceFlinger类的成员函数。

ComposerService对IsurfaceComposer进行了包裹，使用它的

getComposerService函数可以获取IsurfaceComposer。另外，ComposerService还包含了surface_flinger_cblk_t控制块信息，该内存块位于Ashem内存上，由SurfaceFlinger申请，并依据display硬件信息填充字段值。client端程序通过读取它，即可得到各display的信息。

struct display_cblk_t {//dispaly的各项信息 uint16_t w;

uint16_t h; uint8_t format; uint8_t orientation; uint8_t reserved[2]; float fps; float density; float xdpi; float ydpi; uint32_t pad[2]; };

struct surface_flinger_cblk_t // 4KB max {//控制信息块 uint8_t connected; uint8_t reserved[3]; uint32_t pad[7];

display_cblk_t displays[SharedBufferStack::NUM_DISPLAY_MAX];//最多4个display };

在SufraceFlinger的readyToRun会申请内存，并依据DisplayHardWare中得到display信息：

// create the shared control-block mServerHeap = new MemoryHeapBase(4096,

MemoryHeapBase::READ_ONLY, “SurfaceFlinger read-only heap”);//分配内存，没有指定设备名称或描述符fd，默认使用AShem上的内存

LOGE_IF(mServerHeap==0, “can’t create shared memory dealer”);

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