### **概述** Android系统采用一种称为Surface的UI架构为应用程序提供用户界面。在Android应用程序中，每一个Activity组件都关联有一个或者若干个窗口，每一个窗口都对应有一个Surface。有了这个Surface之后，应用程序就可以在上面渲染窗口的UI。最终这些已经绘制好了的Surface都会被统一提交给Surface管理服务SurfaceFlinger进行合成，最后显示在屏幕上面。无论是应用程序，还是SurfaceFlinger，都可以利用GPU等硬件来进行UI渲染，以便获得更流畅的UI。在Android应用程序UI架构中，还有一个重要的服务WindowManagerService，它负责统一管理协调系统中的所有窗口，例如管理窗口的大小、位置、打开和关闭等。 这系列讲Android应用程序的Surface机制，阐述Activity、Window和View的关系，以及应用程序、WindowManagerService和SurfaceFlinger协作完成UI渲染的过程。 * **Android UI架构概述** * **Android应用程序UI框架** * **WindowManagerService** * **SurfaceFlinger** * **Android多屏支持** #### **总体架构**  #### **窗口(Window)的结构** * ViewRootImpl是一个虚拟根View，用来控制窗口的渲染，以及用来与WindowManagerService、SurfaceFlinger通信 * DecorView是窗口的真正根View * ContentView描述窗口的主题风格  **Window与Activity的关系**  **Activity所对应的Window实际上是一个PhoneWindow**  **Activity/Window的上下文**  **Window的虚拟根View -- ViewRootImpl**  **窗口绘图表面 -- Surface**  **窗口标志 -- W**  **窗口会话 -- Session**  **窗口视图 -- View**  #### **Android应用程序UI的绘制过程**  **软件渲染过程**  **硬件渲染过程**  **Display List是什么？** Display List是一个缓存绘制命令的Buffer **Display List的好处？** 当View的某些属性发生改变时，只需要修改相应的Buffer中对应的属即可，例如Alpha属性，而无需对整个View进行重绘 #### **Android应用程序UI的绘制时机 – Without Vsync -- Jank**  #### **Android应用程序UI的绘制时机 – With VSync**  #### **Android应用程序UI的绘制时机 – With Vsync and Double Buffering**  #### **Android应用程序UI的绘制时机 – With Vsync and Triple Buffering**  #### **Android系统的VSync实现** * SurfaceFlinger内部维护有一个EventThread，用来监控显卡的VSync事件 * Android应用程序通过注册一个DisplayEventReceiver来接收SurfaceFlinger的VSync事件 * Android应用程序接收到重绘UI请求，通过前面注册的DisplayEventReceiver向SurfaceFlinger请求在下一个VSync事件到来时产生一个VSync通知 * Android应用程序获得VSync通知的时候，才会真正执行重绘UI的请求 #### **WindowManagerService** **职责** * 计算窗口大小 * 计算窗口Z轴位置 * 管理输入法窗口 * 管理壁纸窗口 * 执行窗口切换 **屏幕的基本结构**  **计算窗口大小 – Content Region**  **计算窗口大小 – Visible Region**  **计算窗口Z轴位置 – Window Stack**  **计算窗口Z轴位置 – 计算时机 **  **计算窗口Z轴位置 – 计算公式** **Z = Base Layer + WINDOW_LAYER_MULTIPLIER(5) Base Layer = T * TYPE_LAYER_MULTIPLIER(10000) + TYPE_LAYER_OFFSET(1000)** **计算窗口Z轴位置 – 窗口主类型**  **计算窗口Z轴位置 – 窗口子类型**  **管理输入法窗口**  **输入法窗口在Window Stack的位置**  **管理壁纸窗口**  **壁纸窗口在Window Stack的位置**  **执行窗口切换**  **执行窗口切换 – Starting Window**  **执行窗口切换 – 动画**  #### **SurfaceFlinger** **职责** * 分配图形缓冲区 * 合成图形缓冲区 * 管理VSync事件 **渲染流程**  **分配图形缓冲区**  **合成图形缓冲区**  **HWComposer实例：高通MDP4.0**  **合成图形缓冲区 – 可见性计算**  **管理VSync事件**  #### **Android多屏支持** **从4.2开始支持多屏幕**  **屏幕类型** * Primary Display * 设备自带的屏幕 * 由SurfaceFlinger管理 * External Display * 通过HDMI连接 * 由SurfaceFlinger监控和管理 * Virtual Display * 通过Miracast连接(基于Wifi Direct技术) * 由DisplayManagerService监控和管理 * App通过android.app.Presentation接口在指定的屏幕上创建窗口 http://developer.android.com/reference/android/app/Presentation.html