爲啥從SurfaceView中獲取不到圖片？

時間 2019-12-08

標籤爲啥 surfaceview 獲取不到圖片欄目 Microsoft Surface 简体版

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1、普通View生成圖片的原理

咱們先來分析下從普通View中獲取圖片的方法。代碼以下：java

public Bitmap getBitmapFromView(View view){
    if (view == null) {
        return null;
    }
    
    view.setDrawingCacheEnabled(true);
    Bitmap bitmap = Bitmap.createBitmap(view.getDrawingCache());
    view.setDrawingCacheEnabled(false);
    view.destroyDrawingCache();
    
    return bitmap;
}
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上面是從普通view獲取圖像的方法，核心API是view.getDrawingCache()，跟蹤源碼可知最終調用到View.java的buildDrawingCacheImpl()方法。咱們來研究下這個方法的實現。android

frameworks\base\core\java\android\view\View.java

private void buildDrawingCacheImpl() {
    Bitmap bitmap = Bitmap.createBitmap(mResources.getDisplayMetrics(), width, height, quality);
    Canvas canvas = new Canvas(bitmap);

    final int restoreCount = canvas.save();
    if ((mPrivateFlags & PFLAG_SKIP_DRAW) == PFLAG_SKIP_DRAW) {
        mPrivateFlags &= ~PFLAG_DIRTY_MASK;
        dispatchDraw(canvas);
    } else {
        draw(canvas);
    }
    canvas.restoreToCount(restoreCount);
}
複製代碼

上面是我精簡後的方法，能夠很清晰的看到普通View生成圖像的原理就是，生成一個新的Bitmap，把這個新的Bitmap設置給一個Canvas，而後再調用源View的Draw方法，將圖像原型繪製到新Bitmap上。簡單說，就是經過Canvas把源View的圖像原型繪製到新Bitmap中，這樣再將新Bitmap保存起來就獲得了View的圖像。canvas

在Android中繪製一個二維圖像須要四個基本組件：一、a Bitmap：保存圖像像素數據（to hold the pixels）二、a Canvas：包含一系列繪製和圖像變換的方法（to host the draw calls，writing into the bitmap) 三、a drawing primitive：圖像原型 (e.g. Rect, Path, text, Bitmap) 四、a paint：畫筆描述繪製顏色、風格 (to describe the colors and styles for the drawing)緩存

一句話描述：canvas 用畫筆把圖像原型繪製到bitmap上。bash

2、同理爲啥不能從SurfaceView中獲取圖片呢？

從上分析中能夠知道獲取普通View的圖形就是調用View的Draw方法在新的Bitmap上再繪製一次。那爲啥一樣的邏輯在SurfaceView上無效呢？讓咱們來看下SurfaceView的Draw方法的實現。ide

frameworks\base\core\java\android\view\SurfaceView.java

@Override
public void draw(Canvas canvas) {
	if (mWindowType != WindowManager.LayoutParams.TYPE_APPLICATION_PANEL) {
		// draw() is not called when SKIP_DRAW is set
		if ((mPrivateFlags & PFLAG_SKIP_DRAW) == 0) {
			// punch a whole in the view-hierarchy below us
			canvas.drawColor(0, PorterDuff.Mode.CLEAR);
		}
	}
	super.draw(canvas);
}
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SurfaceView的Draw方法及其簡單，就上面這幾行代碼。關鍵代碼就這行canvas.drawColor(0, PorterDuff.Mode.CLEAR);源碼中註釋已經解釋了這行代碼的做用，就是在View層打一個洞露出View層下面的東西。從下面備註能夠看到使用PorterDuff.Mode.CLEAR模式drawColor就是繪製全透明。佈局

PorterDuff.Mode 個人理解就是兩張圖片重疊的部分圖像合成模式。下面是PorterDuff.Mode的部分源碼。 Sa：全稱爲Source alpha，表示源圖的Alpha通道； Sc：全稱爲Source color，表示源圖的顏色； Da：全稱爲Destination alpha，表示目標圖的Alpha通道； Dc：全稱爲Destination color，表示目標圖的顏色. 代碼註釋就是重疊部分圖像合成的計算公式。ui

frameworks\base\graphics\java\android\graphics\PorterDuff.java

public enum Mode {
	/** [0, 0] */
	CLEAR       (0),
	/** [Sa, Sc] */
	SRC         (1),
	/** [Da, Dc] */
	DST         (2),
	/** [Sa + (1 - Sa)*Da, Rc = Sc + (1 - Sa)*Dc] */
	SRC_OVER    (3),
	...
}
複製代碼

Draw方法最終調用了super.draw(canvas)，實際調用View的onDraw方法來繪製View的內容，可是咱們看SurfaceView的源碼發現它沒有實現onDraw方法。也就是說在普通View遞歸繪製過程當中，SurfaceView在View層只繪製了一個透明窗口。spa

看到這裏就明白了爲啥從SurfaceView中獲取不到圖像緩存了。普通View獲取圖像換成的原理是調用View的Draw方法在新的Bitmap上繪製一次View的內容，可是SurfaceView比較特別，它的展現內容繪製不是經過draw流程繪製的，因此咱們經過這種方式獲取不到圖像緩存。線程

若是是這樣，那又會有一個疑問了，SurfaceView上展現的圖像內容究竟是怎麼繪製的呢，和普通View的圖像繪製有什麼區別呢？

3、Android上圖像渲染流程

上面代碼以繪製文字爲例，展現了在普通View和SurfaceView上繪製圖像的代碼實現。它們的共同點是都是用canvas來繪製圖像。不一樣的地方是普通View是從複寫的onDraw(Canvas canvas)方法中獲取到canvas的，而SurfaceView是從surface中獲取canvas來繪製的。

3.1 普通View的繪製

想要弄清楚View是怎麼繪製的得先弄明白View是怎麼建立出來的。咱們先來看下View的建立流程。

Android應用開發都都知道，在Android應用中建立一個交互界面使用的四大組件之一的Activity，在Activity的onResume生命週期方法執行後界面就展現出來了。如上圖所示界面建立流程大體分三個步驟：

步驟一：建立Activity，這個過程會建立一個PhoneWindow實例；
步驟二：在Activity的onCreate生命週期中setContentView設置應用開發者定義的佈局View。佈局設置的過程是委派給PhoneWindow來完成的。PhoneWindow先建立界面根佈局，其中包括了一些系統信息展現的區域，而後把應用開發者傳進來的應用界面放置到應用信息展現區域。整個界面佈局造成一棵佈局樹ViewTree。
步驟三：在Activity的onResume生命週期中將ViewTree添加到WMS中，WMS經過ViewRootImpl來觸發ViewTree的遞歸測量、佈局和繪製的流程。這個過程完成後界面就展現出來了。

從上面流程圖能夠看出界面繪製是從ViewRootImpl中開始觸發的。來看下精簡後的performTraversals方法。

frameworks\base\core\java\android\view\ViewRootImpl.java

private void performTraversals() {
	...
	performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
	...
	performLayout(lp, mWidth, mHeight);
	...
	performDraw();
	...
}
複製代碼

就是咱們熟知的measure - layout - draw流程。今天咱們主要關心View的繪製，咱們來看下Draw的流程，主要看下在View的Draw方法中傳遞進來Canvas對象是怎麼產生的。

frameworks\base\core\java\android\view\ViewRootImpl.java

final Surface mSurface = new Surface();

private void performDraw() {
	...

	mIsDrawing = true;
	Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_VIEW, "draw");
	try {
		draw(fullRedrawNeeded);
	} finally {
		mIsDrawing = false;
		Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_VIEW);
	}
	
	...
}

private void draw(boolean fullRedrawNeeded) {
	Surface surface = mSurface;
	if (!surface.isValid()) {
		return;
	}
	
	if (!drawSoftware(surface, mAttachInfo, xOffset, yOffset, scalingRequired, dirty)) {
		return;
	}
	...
}

private boolean drawSoftware(Surface surface, AttachInfo attachInfo, int xoff, int yoff,
		boolean scalingRequired, Rect dirty) {
	...
	// Draw with software renderer.
	final Canvas canvas;

	try {
		canvas = mSurface.lockCanvas(dirty);
		...
		// 這裏就調用到View裏了，平時複寫View的onDraw(Canvas canvas)方法繪製圖像時用到的canvas就是這裏傳遞下去的。
		mView.draw(canvas);   
		...
	} finally {
		try {
			surface.unlockCanvasAndPost(canvas);
		} catch (IllegalArgumentException e) {
			Log.e(mTag, "Could not unlock surface", e);
			mLayoutRequested = true;   
			return false;
		}
	}

	return true;
}
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從上述源碼能夠看到ViewRootImpl有一個Surface屬性，當界面繪製時，就調用mSurface.lockCanvas方法獲取一個Canvas對象傳遞個View遞歸繪製。ViewRootImpl簡易類圖以下。

Canvas: 封裝了一系列繪製的方法； Surface: 圖像數據保存區。

經過下面的Surface的源碼能夠看到mSurface.lockCanvas實際就是Canvas設置了一個Bitmap。然後的View遞歸繪製就是在Surface建立的Bitmap上繪製。

frameworks\base\core\java\android\view\Surface.java

public Canvas lockCanvas(Rect inOutDirty)
		throws Surface.OutOfResourcesException, IllegalArgumentException {
	synchronized (mLock) {
		checkNotReleasedLocked();
		if (mLockedObject != 0) {
			throw new IllegalArgumentException("Surface was already locked");
		}
		mLockedObject = nativeLockCanvas(mNativeObject, mCanvas, inOutDirty);
		return mCanvas;
	}
}
複製代碼

frameworks\base\core\jni\android_view_Surface.cpp

static jlong nativeLockCanvas(JNIEnv* env, jclass clazz, jlong nativeObject, jobject canvasObj, jobject dirtyRectObj) {
    sp<Surface> surface(reinterpret_cast<Surface *>(nativeObject));

    ANativeWindow_Buffer outBuffer;
    status_t err = surface->lock(&outBuffer, dirtyRectPtr);

    SkImageInfo info = SkImageInfo::Make(outBuffer.width, outBuffer.height,
                                         convertPixelFormat(outBuffer.format),
                                         outBuffer.format == PIXEL_FORMAT_RGBX_8888
                                                 ? kOpaque_SkAlphaType : kPremul_SkAlphaType,
                                         GraphicsJNI::defaultColorSpace());

    SkBitmap bitmap;
    ssize_t bpr = outBuffer.stride * bytesPerPixel(outBuffer.format);
    bitmap.setInfo(info, bpr);
    if (outBuffer.width > 0 && outBuffer.height > 0) {
        bitmap.setPixels(outBuffer.bits);
    } else {
        // be safe with an empty bitmap.
        bitmap.setPixels(NULL);
    }

    Canvas* nativeCanvas = GraphicsJNI::getNativeCanvas(env, canvasObj);
    // 給Canvas設置Bitmap
    nativeCanvas->setBitmap(bitmap);

    sp<Surface> lockedSurface(surface);
    lockedSurface->incStrong(&sRefBaseOwner);
    return (jlong) lockedSurface.get();
}
複製代碼

到這裏普通View的繪製就算是跑通了。一個PhoneWindow實例就對應一個界面，以它經過樹形結構組織Views，把根View設置到ViewRootImpl實例中，ViewRootImpl實例和根部局實例是一一對應的，ViewRootImpl接收系統消息來後經過根部局觸發遞歸繪製。咱們的界面像素數據保存在Surface中，這個Surface就是在ViewRootImpl中建立的。

從上面圖能夠看出雖然各個view都有本身的 onDraw方法，可是他們使用的canvas是同一個對象，實際上他們是在同一個 surface上的不一樣區域繪製圖像數據。

3.1 SurfaceView的繪製

咱們再來詳細看下在SurfaceView上繪製文字的過程。在SurfaceView這個繪製場景中咱們屢一下前面講到圖像繪製的四要素，圖像原型就是咱們須要繪製的文字、畫筆就是繪製是建立的paint實例、繪製方法就是canvas對象的drawText方法、像素承載容器就是surface。

從上圖能夠看出在SurfaceView繪製過程當中有兩個surface。一個是繼承自普通View繪製流程從ViewRootImpl傳遞出來的mSurface1，另外一個是SurfaceView本身的屬性mSurface2。在View數遞歸繪製過程當中，SurfaceView只在mSurface1上繪製了一個透明區域，沒有繪製任何實質的內容。真正SurfaceView展現的內容是直接操做mSurface2來繪製的。也就是說SurfaceView顯示內容更新不須要走View樹遞歸繪製的過程，直接操做本身私有的mSurface2便可，這也是爲何咱們能夠經過非UI線程來更新SurfaceView顯示內容的緣由。

到這裏咱們SurfaceView的繪製流程也清楚了。到這裏文章標題的疑問就比較好回答了。從普通view中獲取圖像的方法view.getDrawingCache()實質是調用View樹繪製的方法在新的bitmap上再繪製一次圖像原型。可是SurfaceView的展現圖像卻不是在View樹繪製流程中繪製的。