揭秘 BufferQueue：Android 图形绘制中的关键队列

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2023-12-30 22:38:34

BufferQueue：Android 图形绘制幕后的交通枢纽

在 Android 图形绘制世界的幕后，有一个鲜为人知的但却至关重要的组件：BufferQueue。它就像一个交通枢纽，协调着页面数据从应用程序到 GPU 的无缝流动，确保你在屏幕上看到的每一帧都是清晰流畅的。

四大关键流程

BufferQueue 的魔力源于四大关键流程，它们共同保障了图形数据的顺畅流转：

1. 申请 Buffer

由应用程序或 GPU SurfaceFlinger 初始化，以获取可用于渲染的缓冲区。

2. 队列 Buffer

将获取的缓冲区添加到队列中，等待 SurfaceFlinger 根据屏幕刷新率进行调度。

3. 渲染 Buffer

SurfaceFlinger 根据调度将缓冲区传递给 GPU 进行渲染，从而将内容呈现在屏幕上。

4. 释放 Buffer

渲染完成后，BufferQueue 负责释放缓冲区，以便再次使用。

调用过程

这四大流程就像一场精心编排的舞蹈，每一步都至关重要：

申请 Buffer ：SurfaceView.lockCanvas() 函数或 GLSurfaceView.EGLSurfaceFactory 创建 Surface 时触发此流程。
队列 Buffer ：SurfaceFlinger 接收 Surface 后，调用 addBuffer() 函数将缓冲区添加到队列中。
渲染 Buffer ：SurfaceFlinger 负责选择要渲染的缓冲区，并通过提交 OpenGL 命令将其发送至 GPU。
释放 Buffer ：一旦内容被绘制到屏幕上，GPU 就会通过调用 unlockCanvasAndPost() 函数释放缓冲区，以便再次使用。

缓冲区，交通枢纽

BufferQueue 就像一个交通枢纽，协调着页面数据从应用程序到 GPU 的流动。当应用程序需要更新屏幕上的内容时，它会申请一个缓冲区，将数据写入其中，然后将其添加到队列中。SurfaceFlinger 充当调度员，确定缓冲区何时显示在屏幕上，并将其发送到 GPU 进行渲染。

独特见解：BufferQueue 的强大功能

BufferQueue 的强大功能体现在它的并发性上。它允许应用程序同时写入多个缓冲区，而无需等待先前的缓冲区被渲染。这确保了即使在处理复杂图形或动画时，也能实现流畅的性能。

代码示例：使用 SurfaceView

public class MainActivity extends Activity {
    private SurfaceView surfaceView;
    private SurfaceHolder surfaceHolder;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        surfaceView = findViewById(R.id.surfaceView);
        surfaceHolder = surfaceView.getHolder();
    }

    @Override
    protected void onResume() {
        super.onResume();

        // 获取一个缓冲区并对其进行绘制
        Canvas canvas = surfaceHolder.lockCanvas();
        canvas.drawColor(Color.RED);
        surfaceHolder.unlockCanvasAndPost(canvas);
    }
}