Android SurfaceView入門學習

學習資料:

  • Android 開發群英傳

搜索學習資料時,搜到了羅升陽老師的Android視圖SurfaceView的實現原理分析,老羅老師寫的一系列博客,一年前開始學習Android時看不懂,現在依然看不懂,感覺涉及到的知識面太廣并且非常深入,還得需要積累很多知識后才能看得懂

在包建強老師的博客中看到,說老羅的博客不是給開發App的人寫的,是給開發Rom的人寫的。哈哈,為看不懂找個心安理得的理由,推薦包老師的系列博客

寫給Android App開發人員看的Android底層知識


1. SurfaceView

View通過刷新來重繪視圖,Android系統通過發出VSYNC信號來進行屏幕的重繪,刷新的時間間隔為16ms

在一些需要頻繁刷新,執行很多邏輯操作的時候,超過了16ms,就會導致卡頓

SurfaceView繼承之View,但擁有獨立的繪制表面,即它不與其宿主窗口共享同一個繪圖表面,可以單獨在一個線程進行繪制,并不會占用主線程的資源。這樣,繪制就會比較高效,游戲,視頻播放,還有最近熱門的直播,都可以用SurfaceView

SurfaceView有兩個子類GLSurfaceViewVideoView


SurfaceViewView的區別:

  1. View主要適用于主動更新的情況下,而SurfaceView主要適用于被動更新,例如頻繁地刷新
  2. View在主線程中對畫面進行刷新,而SurfaceView通常會通過一個子線程來進行頁面的刷新
  3. View在繪圖時沒有使用雙緩沖機制,而SufaceView在底層實現機制中就已經實現了雙緩沖機制

如果自定義View需要頻繁刷新,或者刷新時數據處理量比較大,就 可以考慮使用SurfaceView來取代View了


2. SurfaceView的使用模板

SurfaceView使用過程有一套模板代碼,大部分的SurfaceView都可以套用

3步走套路:

  1. 創建SurfaceView
  2. 初始化SurfaceView
  3. 使用SurfaceView

2.1 創建SurfaceView

創建一個自定義的SurfaceViewL,繼承之SurfaceView,并實現兩個接口SurfaceHolder.CallBackRunnable

代碼:

public class SurfaceViewL extends SurfaceView implements SurfaceHolder.Callback,Runnable{

    public SurfaceViewL(Context context, AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);
    }

    @Override
    public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder) {//創建
    }

    @Override
    public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width, int height) {//改變
    }

    @Override
    public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {//銷毀
    }

    @Override
    public void run() {
    }
}

SurfaceHolder.CallBack有3個方法,分別在SurfaceView創建,改變,銷毀時進行回調

SurfaceHolder.CallBack還有一個子Callback2接口,里面添加了一個surfaceRedrawNeeded (SurfaceHolder holder)方法

當需要重繪SurfaceView中的內容時,可以使用這個接口。目前還不了解具體的使用場景


2.2 初始化SurfaceView

在自定義的SurfaceView中,通常需要3個成員變量

  1. SurfaceHolder mSurfaceHolder 可以控制SurfaceView的大小,格式,可以監控或者改變SurfaceView
  2. Canvas mCanvas 畫布
  3. boolean isDrawing 子線程標志位,用來控制子線程

在構造方法中,對SurfaceHolder mSurfaceHolder進行初始化

public SurfaceViewL(Context context, AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);
        init();
    }

private void init() {
        mSurfaceHolder = getHolder();//得到SurfaceHolder對象
        mSurfaceHolder.addCallback(this);//注冊SurfaceHolder
        setFocusable(true);
        setFocusableInTouchMode(true);
        this.setKeepScreenOn(true);//保持屏幕長亮
}
  • setFocusable(true) 能否獲得焦點
  • setFocusableInTouchMode(true) 能否通過觸摸獲得焦點

這兩個方法都是View類的方法,可以看看setFocusable與setFocusableInTouchMode差異以及clickable


2.3 使用SurfaceView

利用在2.2拿到的mSurfaceHolder對象,通過lockCanvas()方法獲得當前的Canvas

注意:
lockCanvas()獲取到的Canvas對象還是上次的Canvas對象,并不是一個新的對象。之前的繪圖都將被保留,如果需要擦除,可以在繪制之前通過drawColor()方法來進行清屏

繪制要充分利用SurfaceView的三個回調方法,在surfaceCreate()方法中開啟子線程進行繪制。在子線程中,使用一個while(isDrawing)循環來不停地繪制。具體的繪制過程,由lockCanvas()方法進行繪制,并通過unlockCanvasAndPost(mCanvas)進行畫布內容的提交


2.4 完整的模板代碼

public class SurfaceViewL extends SurfaceView implements SurfaceHolder.Callback, Runnable {
    // SurfaceHolder
    private SurfaceHolder mSurfaceHolder;
    // 畫布
    private Canvas mCanvas;
    // 子線程標志位
    private boolean isDrawing;

    public SurfaceViewL(Context context, AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);
        init();
    }

    private void init() {
        mSurfaceHolder = getHolder();
        mSurfaceHolder.addCallback(this);
        setFocusable(true);
        setFocusableInTouchMode(true);
        this.setKeepScreenOn(true);
    }

    @Override
    public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder) {//創建
        isDrawing = true;
        new Thread(this).start();
    }

    @Override
    public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width, int height) {//改變

    }

    @Override
    public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {//銷毀
        isDrawing = false;
    }

    @Override
    public void run() {
        while (isDrawing){
            drawing();
        }
    }

    private void drawing() {
        try {
           mCanvas = mSurfaceHolder.lockCanvas();
           //這里進行內容的繪制 
           ...
           
        }finally {
           if (mCanvas != null){
               mSurfaceHolder.unlockCanvasAndPost(mCanvas);
           }
        }
    }
}

mSurfaceHolder.unlockCanvasAndPost(mCanvas)將這行代碼放入finally代碼塊中,目的是為了確保內容都能夠被提交


3. 簡單使用

效果還是一個簡易的畫圖板

哈哈,惡搞一下
public class SurfaceViewL extends SurfaceView implements SurfaceHolder.Callback, Runnable {
    // SurfaceHolder
    private SurfaceHolder mSurfaceHolder;
    // 畫布
    private Canvas mCanvas;
    // 子線程標志位
    private boolean isDrawing;
    // 畫筆
    Paint mPaint;
    // 路徑
    Path mPath;
    private float mLastX, mLastY;//上次的坐標

    public SurfaceViewL(Context context, AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);
        init();
    }

    /**
     * 初始化
     */
    private void init() {
        //初始化 SurfaceHolder mSurfaceHolder
        mSurfaceHolder = getHolder();
        mSurfaceHolder.addCallback(this);

        setFocusable(true);
        setFocusableInTouchMode(true);
        this.setKeepScreenOn(true);
        //畫筆
        mPaint = new Paint(Paint.ANTI_ALIAS_FLAG | Paint.DITHER_FLAG);
        mPaint.setStrokeWidth(10f);
        mPaint.setColor(Color.parseColor("#FF4081"));
        mPaint.setStyle(Paint.Style.STROKE);
        mPaint.setStrokeJoin(Paint.Join.ROUND);
        mPaint.setStrokeCap(Paint.Cap.ROUND);
        //路徑
        mPath = new Path();
    }

    @Override
    public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder) {//創建
        isDrawing = true;
        Log.e("surfaceCreated","--"+isDrawing);
        //繪制線程
       new Thread(this).start();
    }


    @Override
    public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width, int height) {//改變

    }

    @Override
    public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {//銷毀
        isDrawing = false;
        Log.e("surfaceDestroyed","--"+isDrawing);
    }

    @Override
    public void run() {
       while (isDrawing){
            drawing();
        }
    }

    /**
     * 繪制
     */
    private void drawing() {
        try {
            mCanvas = mSurfaceHolder.lockCanvas();
            mCanvas.drawColor(Color.WHITE);
            mCanvas.drawPath(mPath,mPaint);
        } finally {
            if (mCanvas != null) {
                mSurfaceHolder.unlockCanvasAndPost(mCanvas);
            }
        }
    }

    @Override
    public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) {
        float x = event.getX();
        float y = event.getY();
        switch (event.getAction()) {
            case MotionEvent.ACTION_DOWN:

                mLastX = x;
                mLastY = y;
                mPath.moveTo(mLastX, mLastY);
                break;
            case MotionEvent.ACTION_MOVE:
                float dx = Math.abs(x - mLastX);
                float dy = Math.abs(y - mLastY);
                if (dx >= 3 || dy >= 3) {
                    mPath.quadTo(mLastX, mLastY, (mLastX + x) / 2, (mLastY + y) / 2);
                }
                mLastX = x;
                mLastY = y;
                break;
            case MotionEvent.ACTION_UP:
                break;
        }
        return true;
    }

    /**
     * 測量
     */
    @Override
    protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
        super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
        int wSpecMode = MeasureSpec.getMode(widthMeasureSpec);
        int wSpecSize = MeasureSpec.getSize(widthMeasureSpec);
        int hSpecMode = MeasureSpec.getMode(heightMeasureSpec);
        int hSpecSize = MeasureSpec.getSize(heightMeasureSpec);

        if (wSpecMode == MeasureSpec.AT_MOST && hSpecMode == MeasureSpec.AT_MOST) {
            setMeasuredDimension(300, 300);
        } else if (wSpecMode == MeasureSpec.AT_MOST) {
            setMeasuredDimension(300, hSpecSize);
        } else if (hSpecMode == MeasureSpec.AT_MOST) {
            setMeasuredDimension(wSpecSize, 300);
        }
    }
}

代碼主要是從徐醫生的Android群英傳中學到的。

由于while (isDrawing)是個死循環,drawing方法一直在執行,就導致一直在繪制,徐醫生給了一個優化的方案,對run()方法進行了修改

@Override
public void run() {
    Log.e("drawing","--"+111111);
    long start = System.currentTimeMillis();
    while (isDrawing) {
        drawing();
    }
    long end = System.currentTimeMillis();
    if (end- start < 100){
        try {
            Log.e("drawing","--"+22222);
            Thread.sleep(100-(end-start));
        } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
        }
    }
}

但對于優化后run()方法有些疑問,Thread.sleep(100-(end-start))感覺這行代碼并不執行到,因為isDrawing = true,是個死循環,只有surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder)方法執行時,isDrawing = false,之后才可以執行到sleep()方法

根據個人的理解,修改了代碼:

public void run() {
    while (isDrawing) {
        Log.e("drawing","--"+111111);
        long start = System.currentTimeMillis();
        drawing();
        long end = System.currentTimeMillis();
        if (end- start < 100){
            try {
                Log.e("drawing","--"+22222);
                Thread.sleep(100-(end-start));
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

這樣修改后,雖然sleep()方法能執行到,但繪制過程有種不跟手的感覺,個人感覺并不用優化,在run()方法中


4. 自己想的優化

思路不對,每次在 ACTION_DOWN時, new 一個線程不行,創建再銷毀一個線程開銷太大。當作一個錯誤示例吧

20180503 17:34 補充

既然不想時時刻在繪制,那就只有在手指在屏幕滑動時,進行繪制

修改代碼:

// 修改 1
@Override
public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder) {//創建
    drawing();
}

//修改onTouchEvent(MotionEvent event)方法
//修改 2
 case MotionEvent.ACTION_DOWN:
    isDrawing = true ;//每次開始將標記設置為ture
    new Thread(this).start();//開啟線程
    mLastX = x;
    mLastY = y;
    mPath.moveTo(mLastX, mLastY);
    break;

//修改3
 case MotionEvent.ACTION_UP:
    isDrawing = false;//每次結束將標記設置為false
    break;

//修改4  run()方法
@Override
 public void run() {
     while (isDrawing){
        drawing();
     }
}

手指落下,將標記設置為true,并開啟線程
手指離開,將標記設置為false,循環結束后,線程也就停止


5. 最后

關于4的優化,哪位同學有好的建議,請留言

又是周末,周末愉快

本人很菜,有錯誤請指出

共勉 : )

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