Android Surface详解

一、Surface的基本概念

Surface是Android系统中一个重要的原语，它是一块屏幕的抽象表示。它提供了一个支持绘制、更改尺寸、透明度、格式和管理SurfaceView的生命周期的接口。在Android应用程序中，Surface通常表示一个可以渲染、处理用户输入、与其他SurfaceView进行组合的视图元素。

在不同的场景下，Surface可以有不同的实现方式：SurfaceView、TextureView、GLSurfaceView等等。SurfaceView是其中应用最为广泛的一种实现方式，因为在面向用户的应用程序中，通过SurfaceView可以提供流畅的UI交互和动画效果。

二、SurfaceView的使用

SurfaceView是Android系统提供的一种底层视图，它可以用于自定义绘制以及更高效地渲染大量视图。

下面是一个简单的SurfaceView实现代码：

public class MySurfaceView extends SurfaceView implements SurfaceHolder.Callback {

    private Thread drawThread;
    private volatile boolean running = false;

    public MySurfaceView(Context context, AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);
        getHolder().addCallback(this);
    }

    @Override
    public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder) {
        running = true;
        drawThread = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                while (running) {
                    draw();
                }
            }
        });
        drawThread.start();
    }

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

    @Override
    public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {
        running = false;
        try {
            drawThread.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    private void draw() {
        SurfaceHolder holder = getHolder();
        Canvas canvas = holder.lockCanvas();
        if (canvas != null) {
            // 绘制
            holder.unlockCanvasAndPost(canvas);
        }
    }
}

在该实现中，我们重写了SurfaceView的三个生命周期方法，分别是surfaceCreated、surfaceChanged和surfaceDestroyed。在surfaceCreated中，我们创建了一个绘制线程，在循环中不断地调用draw()方法来进行绘制工作。在surfaceDestroyed中，我们停止了绘制线程，调用join()方法等待其结束。

三、SurfaceView的局限性

尽管SurfaceView提供了一个强大的绘制框架，但是在实际开发中，我们也要考虑到其局限性。在特定的场景下，SurfaceView可能会出现一些问题，例如：卡顿、闪烁、裂屏等等。

为了解决这些问题，我们可以采用一些优化手段，例如：

四、TextureView的使用

TextureView是Android系统提供的一种基于硬件加速的视图，它可以在不同Surface之间进行无缝切换，并且支持叠加和混合。在一些高级应用程序中，如果需要同时显示多个Surface，我们可以选择使用TextureView实现。

下面是一个简单的TextureView实现代码：

public class MyTextureView extends TextureView implements TextureView.SurfaceTextureListener {

    private Thread drawThread;
    private volatile boolean running = false;
    private SurfaceTexture surfaceTexture;

    public MyTextureView(Context context, AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);
        setSurfaceTextureListener(this);
    }

    @Override
    public void onSurfaceTextureAvailable(SurfaceTexture surfaceTexture, int width, int height) {
        running = true;
        this.surfaceTexture = surfaceTexture;
        drawThread = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                while (running) {
                    draw();
                }
            }
        });
        drawThread.start();
    }

    @Override
    public void onSurfaceTextureSizeChanged(SurfaceTexture surfaceTexture, int width, int height) {
        // TODO: Implement onSurfaceTextureSizeChanged()
    }

    @Override
    public boolean onSurfaceTextureDestroyed(SurfaceTexture surfaceTexture) {
        running = false;
        try {
            drawThread.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return true;
    }

    @Override
    public void onSurfaceTextureUpdated(SurfaceTexture surfaceTexture) {
        // TODO: Implement onSurfaceTextureUpdated()
    }

    private void draw() {
        if (surfaceTexture == null) {
            return;
        }
        Canvas canvas = lockCanvas();
        if (canvas != null) {
            // 绘制
            unlockCanvasAndPost(canvas);
        }
    }
}

在该实现中，我们实现了TextureView.SurfaceTextureListener，用于监听SurfaceTexture的生命周期事件。在onSurfaceTextureAvailable中，我们创建了一个绘制线程，在循环中不断地调用draw()方法来进行绘制工作。在onSurfaceTextureDestroyed中，我们停止了绘制线程，调用join()方法等待其结束。

五、GLSurfaceView的使用

GLSurfaceView是Android系统提供的一种可与OpenGL ES结合使用的视图，它可以对3D场景进行实时渲染。在需要实现动态图像和高级图形效果时，我们可以选择使用GLSurfaceView实现。

下面是一个简单的GLSurfaceView实现代码：

public class MyGLSurfaceView extends GLSurfaceView implements Renderer {

    private FloatBuffer vertexBuffer;
    private float[] vertices = {0f, 1f, -1f, -1f, 1f, -1f};

    public MyGLSurfaceView(Context context) {
        super(context);
        setEGLContextClientVersion(2);
        setRenderer(this);
    }

    @Override
    public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {
        // 初始化
        ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocateDirect(vertices.length * 4);
        bb.order(ByteOrder.nativeOrder());
        vertexBuffer = bb.asFloatBuffer();
        vertexBuffer.put(vertices);
        vertexBuffer.position(0);
        gl.glClearColor(0f, 0f, 0f, 0f);
    }

    @Override
    public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) {
        // TODO: Implement onSurfaceChanged()
    }

    @Override
    public void onDrawFrame(GL10 gl) {
        // 渲染
        gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT);
        gl.glColor4f(0f, 1f, 0f, 1f);
        gl.glEnableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);
        gl.glVertexPointer(2, GL10.GL_FLOAT, 0, vertexBuffer);
        gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLES, 0, vertices.length / 2);
        gl.glDisableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);
    }
}

在该实现中，我们重写了GLSurfaceView的三个生命周期方法，分别是onSurfaceCreated、onSurfaceChanged和onDrawFrame。在onSurfaceCreated中，我们初始化了一些OpenGL ES相关的属性和参数。在onDrawFrame中，我们对3D场景进行渲染操作，具体内容可以在OpenGL ES相关文档中找到。