必读： Android 12(S) 图形显示系统 - 开篇
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一、前言 前面的文章中，讲解的内容基本都是从我们提供的一个 native demo Android 12(S) 图形显示系统 - 示例应用（二）来谈起的。实际中，我们更多的是基于 application framework 的 java api 来进行开发工作。从事音视频等工作比较常用的就是 SurfaceView了。SurfaceView 其优秀的特性让其广泛的应用在 Android 的视频、游戏、摄像头等开发领域，这篇文章我们就简单聊一聊 SurfaceView，看看它是如何同我们前面分析的图形显示逻辑关联起来的。

二、涉及的组件及源码位置 Android framework 层提供了丰富的图形显示的高级别组件，本文中涉及的组件我们列于下面：

组件	源码位置
SurfaceView	Java	/frameworks/base/core/java/android/view/SurfaceView.java
	JNI	无
SurfaceControl	Java	/frameworks/base/core/java/android/view/SurfaceControl.java
	JNI	/frameworks/base/core/jni/android_view_SurfaceControl.cpp
Surface	Java	/frameworks/base/core/java/android/view/Surface.java
	JNI	/frameworks/base/core/jni/android_view_Surface.cpp
BLASTBufferQueue	Java	/frameworks/base/graphics/java/android/graphics/BLASTBufferQueue.java
	JNI	/frameworks/base/core/jni/android_graphics_BLASTBufferQueue.cpp

可以看到这些高级别组件都有JNI串接到native code。从组件的名字也可以看出，这些组件肯定和我们前面文章中讲到的native层的Surface/SurfaceControl/BLASTBufferQueue 冥冥中有某些联系。

三、SurfaceView和BufferQueue的关联 关于SurfaceView如何创建的，我们不做讲解，感兴趣的可以去网络上搜索相关信息即可。比如这篇文章：Android SurfaceView原理分析
我们直接进入我们关注的内容：java层的 SurfaceView 是如何与 native 层的 buffer queue 关联并协同工作的呢？

应用创建SurfaceView后，会调用到到updateSurface方法，我们看一下这个方法中主要做了哪些工作：

protected void updateSurface() { // 中间省略的基本都是些参数的初始化或状态的获取与判断 if (判断在 创建、格式发生变化、size变化等情况下要做什么) { // 中间省略一些 设置 宽、高、格式等信息的代码 if (creating) { final String name = "SurfaceView[" + viewRoot.getTitle().toString() + "]"; // mUseBlastAdapter 默认是 true if (mUseBlastAdapter) { // 第一次需要创建时调用到 createBlastSurfaceControls createBlastSurfaceControls(viewRoot, name); } else { // 如果不使用BlastAdapter则调用 createSurfaceControls mDeferredDestroySurfaceControl = createSurfaceControls(viewRoot, name); } }... copySurface(creating /* surfaceControlCreated */, sizeChanged); ... // 后面省略 callback 的逻辑 }

第一次创建时调用到createBlastSurfaceControls，在createBlastSurfaceControls中可以看到会去创建3个SurfaceControl，请看主要代码：

private void createBlastSurfaceControls(ViewRootImpl viewRoot, String name) { if (mSurfaceControl == null) { mSurfaceControl = new SurfaceControl.Builder(mSurfaceSession) // 创建SurfaceControl - 1 .setName(name) .setLocalOwnerView(this) .setParent(viewRoot.getBoundsLayer()) .setCallsite("SurfaceView.updateSurface") .setContainerLayer() .build(); }if (mBlastSurfaceControl == null) { mBlastSurfaceControl = new SurfaceControl.Builder(mSurfaceSession)// 创建SurfaceControl - 2 .setName(name + "(BLAST)") .setLocalOwnerView(this) .setParent(mSurfaceControl) .setFlags(mSurfaceFlags) .setHidden(false) .setBLASTLayer() .setCallsite("SurfaceView.updateSurface") .build(); } else { // update blast layer mTmpTransaction .setOpaque(mBlastSurfaceControl, (mSurfaceFlags & SurfaceControl.OPAQUE) != 0) .setSecure(mBlastSurfaceControl, (mSurfaceFlags & SurfaceControl.SECURE) != 0) .show(mBlastSurfaceControl) .apply(); }if (mBackgroundControl == null) { mBackgroundControl = createBackgroundControl(name); // 创建SurfaceControl - 3 }// Always recreate the IGBP for compatibility. This can be optimized in the future but // the behavior change will need to be gated by SDK version. if (mBlastBufferQueue != null) { mBlastBufferQueue.destroy(); } mTransformHint = viewRoot.getSurfaceTransformHint(); mBlastSurfaceControl.setTransformHint(mTransformHint); // 创建 BLASTBufferQueue mBlastBufferQueue = new BLASTBufferQueue(name, mBlastSurfaceControl, mSurfaceWidth, mSurfaceHeight, mFormat); }

在createBlastSurfaceControls中可以看到会去创建3个SurfaceControl：
? mSurfaceControl ： 名字是 "SurfaceView[" + viewRoot.getTitle().toString() + "]"
? mBlastSurfaceControl ： 名字是 "SurfaceView[" + viewRoot.getTitle().toString() + "]" + "(BLAST)"
? mBackgroundControl ： 名字是 "Background for " + "SurfaceView[" + viewRoot.getTitle().toString() + "]"

而且三者之间的关系：mSurfaceControl 是 mBlastSurfaceControl 和 mBackgroundControl 的 parent
? mSurfaceControl.setParent(viewRoot.getBoundsLayer())
? mBlastSurfaceControl.setParent(mSurfaceControl)
? mBackgroundControl.setParent(mSurfaceControl)

最后还有一句最重要的创建 BLASTBufferQueue：

mBlastBufferQueue = new BLASTBufferQueue(name, mBlastSurfaceControl, mSurfaceWidth, mSurfaceHeight, mFormat);

我们分别看看创建 SurfaceControl 和 创建 BLASTBufferQueue 都具体做了什么？

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创建 SurfaceControl 做了什么？
先看看构造函数：

private SurfaceControl(SurfaceSession session, String name, int w, int h, int format, int flags, SurfaceControl parent, SparseIntArray metadata, WeakReference localOwnerView, String callsite) throws OutOfResourcesException, IllegalArgumentException {mNativeObject = nativeCreate(session, name, w, h, format, flags, parent != null ? parent.mNativeObject : 0, metaParcel); }

构造函数中除了记录处理一些基本信息外，最重要的就是调用了 nativeCreate 方法，这个方法会走到JNI中去：

static jlong nativeCreate(JNIEnv* env, jclass clazz, jobject sessionObj, jstring nameStr, jint w, jint h, jint format, jint flags, jlong parentObject, jobject metadataParcel) {sp client; // 获取SurfaceComposerClient，建立和SurfaceFlinger的通信 if (sessionObj != NULL) { client = android_view_SurfaceSession_getClient(env, sessionObj); } else { client = SurfaceComposerClient::getDefault(); } SurfaceControl *parent = reinterpret_cast(parentObject); sp surface; sp parentHandle; // 是否有parent layer if (parent != nullptr) { parentHandle = parent->getHandle(); } // 创建surface & layer status_t err = client->createSurfaceChecked(String8(name.c_str()), w, h, format, &surface, flags, parentHandle, std::move(metadata)); surface->incStrong((void *)nativeCreate); return reinterpret_cast(surface.get()); // 将surface的地址、指针返回给 java object 保存 }

上述的代码流程是不是很熟悉，nativeCreate中做的事情类似我们前面文章中分析过的。
Android 12(S) 图形显示系统 - 应用建立和SurfaceFlinger的沟通桥梁（三）
Android 12(S) 图形显示系统 - createSurface的流程（五）
JNI层中呼叫SurfaceFlinger创建surface，就是创建一个native SurfaceControl对象，然后把这个对象的地址返回给 java surfacecontrol 对象，保存到它的成员 mNativeObject 中。这样子 Java 层的 SurfaceControl 对象就和 native 层的 SurfaceControl 对象关联在了一起，在java层对SurfaceControl 进行操作本质就是经JNI操作native 层的 SurfaceControl 对象。
本文作者@二的次方2022-03-25 发布于博客园
创建 BLASTBufferQueue 做了什么？
同样先看构造函数

public BLASTBufferQueue(String name, SurfaceControl sc, int width, int height, @PixelFormat.Format int format) { mNativeObject = nativeCreate(name, sc.mNativeObject, width, height, format); }

也是去调用了 nativeCreate，在JNI层去创建了 native BLASTBufferQueue对象

static jlong nativeCreate(JNIEnv* env, jclass clazz, jstring jName, jlong surfaceControl, jlong width, jlong height, jint format) { std::string name = str8.string(); sp queue =// 创建native BLASTBufferQueue对象 new BLASTBufferQueue(name, reinterpret_cast(surfaceControl), width, height, format); queue->incStrong((void*)nativeCreate); return reinterpret_cast(queue.get()); // 返回BLASTBufferQueue地址给java object保存 }

同样也是把native BLASTBufferQueue对象的地址返回给 java object，保存到 mNativeObject。这样子 Java 层的 BLASTBufferQueue就和 native 层的 BLASTBufferQueue对象关联在了一起，在java层对 BLASTBufferQueue 进行操作本质就是经JNI操作native 层的 BLASTBufferQueue 对象。

BLASTBufferQueue中有createSurface的方法

/** * @return a new Surface instance from the IGraphicsBufferProducer of the adapter. */ public Surface createSurface() { return nativeGetSurface(mNativeObject, false /* includeSurfaceControlHandle */); }/** * @return a new Surface instance from the IGraphicsBufferProducer of the adapter and * the SurfaceControl handle. */ public Surface createSurfaceWithHandle() { return nativeGetSurface(mNativeObject, true /* includeSurfaceControlHandle */); }

调用到了JNI

static jobject nativeGetSurface(JNIEnv* env, jclass clazz, jlong ptr, jboolean includeSurfaceControlHandle) { sp queue = reinterpret_cast(ptr); return android_view_Surface_createFromSurface(env, queue->getSurface(includeSurfaceControlHandle)); }

queue->getSurface()方法在Android 12(S) 图形显示系统 - BufferQueue/BLASTBufferQueue之初识（六）中分析过，可以自行查看。
android_view_Surface_createFromSurface 就是创建了一个 java Surface object。并且也把 native surface object的地址保存在了 java Surface object的成员mNativeObject中。

在SurfaceView的updateSurface最后还调用了一个方法 copySurface，这个是干什么的？

private void copySurface(boolean surfaceControlCreated, boolean bufferSizeChanged) { if (surfaceControlCreated) { if (mUseBlastAdapter) { mSurface.copyFrom(mBlastBufferQueue); } else { mSurface.copyFrom(mSurfaceControl); } } ... }

代码很简单，接着往下走到Surface::copyFrom，只看blast的情况

public void copyFrom(BLASTBufferQueue queue) { long blastBufferQueuePtr = queue.mNativeObject; // 获取BLASTBufferQueue的native对象的地址 long newNativeObject = nativeGetFromBlastBufferQueue(mNativeObject, blastBufferQueuePtr); // 去创建一个 native Surface updateNativeObject(newNativeObject); }

又又又来到了JNI的层面 nativeGetFromBlastBufferQueue

static jlong nativeGetFromBlastBufferQueue(JNIEnv* env, jclass clazz, jlong nativeObject, jlong blastBufferQueueNativeObj) { Surface* self(reinterpret_cast(nativeObject)); sp queue = reinterpret_cast(blastBufferQueueNativeObj); const sp& bufferProducer = queue->getIGraphicBufferProducer(); // If the underlying IGBP's are the same, we don't need to do anything. if (self != nullptr && IInterface::asBinder(self->getIGraphicBufferProducer()) == IInterface::asBinder(bufferProducer)) { return nativeObject; }sp surface = queue->getSurface(true /* includeSurfaceControlHandle */); // 创建native surface if (surface != NULL) { surface->incStrong(&sRefBaseOwner); }return reinterpret_cast(surface.get()); }

是不是还有是去使用 BLASTBufferQueue::getSurface 去创建 native surface，而且最后把新创建的native surface的地址保存在了java Surface object的成员mNativeObject中。


通过上面的简单介绍，差不多可以理清了java层各个组件是如何与native层的组件关联在一起的了。正式这种关联的存在java层的 SurfaceView 是与 native 层的 buffer queue 就可以协同工作了
简单总结一张图：

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讲到这里一直有个疑问，SurfaceView中为什么要创建三个SurfaceControl对象？
这三个SurfaceControl分别对应到SurfaceFlinger中的不同layer，在绘图时发挥不同作用。
? mSurfaceControl ： Container Layer
? mBlastSurfaceControl ： Buffer State Layer
? mBackgroundControl ： Effect Layer
mBlastSurfaceControl才是真正去创建BufferQueue，提供生产者、消费者去绘制图形用的。


我们可以执行 dumpsys SurfaceFlinger来观察信息：这是一个使用SurfaceView进行播放的例子，可以观察各个layer的name 和 parent 信息，是不是和我们分析的一致。

// background layer + EffectLayer (Background for SurfaceView[com.demoplayer/com.demoplayer.MainActivity]#0) uid=10063 Region SurfaceDamageRegion (this=0 count=0) layerStack=0, z=-2147483648, pos=(0,0), size=(-1,-1), crop=[0,0,-1,-1], cornerRadius=0.000000, isProtected=0, isTrustedOverlay=0, isOpaque=1, invalidate=0, dataspace=Default, defaultPixelFormat=Unknown/None, backgroundBlurRadius=0, color=(0.000,0.000,0.000,1.000), flags=0x00000002, tr=[0.00, 0.00][0.00, 0.00] parent=SurfaceView[com.demoplayer/com.demoplayer.MainActivity]#0 zOrderRelativeOf=com.demoplayer/com.demoplayer.MainActivity#0 activeBuffer=[0x0:0,Unknown/None], tr=[0.00, 0.00][0.00, 0.00] queued-frames=0, mRefreshPending=0, metadata=https://www.it610.com/article/{}, cornerRadiusCrop=[0.00, 0.00, 0.00, 0.00],shadowRadius=0.000, // container layer + ContainerLayer (SurfaceView[com.demoplayer/com.demoplayer.MainActivity]#0) uid=10063 Region SurfaceDamageRegion (this=0 count=0) layerStack=0, z=-2, pos=(0,0), size=(-1,-1), crop=[0,0, 1920, 1080], cornerRadius=0.000000, isProtected=0, isTrustedOverlay=0, isOpaque=0, invalidate=1, dataspace=Default, defaultPixelFormat=Unknown/None, backgroundBlurRadius=0, color=(0.000,0.000,0.000,1.000), flags=0x00000000, tr=[0.00, 0.00][0.00, 0.00] parent=Bounds for - com.demoplayer/com.demoplayer.MainActivity#0 zOrderRelativeOf=com.demoplayer/com.demoplayer.MainActivity#0 activeBuffer=[0x0:0,Unknown/None], tr=[0.00, 0.00][0.00, 0.00] queued-frames=0, mRefreshPending=0, metadata={}, cornerRadiusCrop=[0.00, 0.00, 0.00, 0.00],shadowRadius=0.000, // buffer state layer + BufferStateLayer (SurfaceView[com.demoplayer/com.demoplayer.MainActivity](BLAST)#0) uid=10063 Region SurfaceDamageRegion (this=0 count=0) layerStack=0, z=0, pos=(0,0), size=(3840,2160), crop=[0,0,-1,-1], cornerRadius=0.000000, isProtected=0, isTrustedOverlay=0, isOpaque=1, invalidate=0, dataspace=BT2020 SMPTE 2084 Limited range, defaultPixelFormat=Unknown 0x000077, backgroundBlurRadius=0, color=(0.000,0.000,0.000,1.000), flags=0x00000102, tr=[0.50, 0.00][0.00, 0.50] parent=SurfaceView[com.demoplayer/com.demoplayer.MainActivity]#0 zOrderRelativeOf=none activeBuffer=[3840x2160:3840,Unknown 0x000077], tr=[0.00, 0.00][0.00, 0.00] queued-frames=0, mRefreshPending=0, metadata={dequeueTime:129821039996}, cornerRadiusCrop=[0.00, 0.00, 0.00, 0.00],shadowRadius=0.000,

四、小结
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【Android|Android 12(S) 图形显示系统 - 简单聊聊 SurfaceView 与 BufferQueue的关联（十三）】

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