Android_SurfaceView基本讲解

1. SurfaceView介绍

    通常情况程序的View和用户响应都是在同一个线程中处理的，这也是为什么处理长时间事件（例如访问网络）需要放到另外的线程中去（防止阻塞当前UI线程的操作和绘制）。但是在其他线程中却不能修改UI元素，例如用后台线程更新自定义View（调用View的在自定义View中的onDraw函数）是不允许的。
 
    如果需要在另外的线程绘制界面、需要迅速的更新界面，或者渲染UI界面需要较长的时间，这种情况就要使用SurfaceView了。SurfaceView中包含一个Surface对象，而Surface是可以在后台线程中绘制的。

    SurfaceView的性质决定了其比较适合一些场景：需要界面迅速更新、对帧率要求较高的情况。

    使用SurfaceView需要注意以下几点情况：

     （1）SurfaceView和SurfaceHolder.Callback函数都从当前SurfaceView窗口线程中调用（一般而言就是程序的主线程）。

     （2）有关资源状态要注意和绘制线程之间的同步。 

     （3）在绘制线程中必须先合法的获取Surface才能开始绘制内容，在SurfaceHolder.Callback.surfaceCreated() 和SurfaceHolder.Callback.surfaceDestroyed()之间的状态为合法的，在Surface类型为SURFACE_TYPE_PUSH_BUFFERS时是不合法的。 

     （4）额外的绘制线程会消耗系统的资源，在使用SurfaceView的时候要注意这点。 
 

2. 使用SurfaceView

    

    只要继承SurfaceView类并实现SurfaceHolder.Callback接口就可以实现一个自定义的SurfaceView了，SurfaceHolder.Callback在底层的Surface状态发生变化的时候通知View，SurfaceHolder.Callback具有如下的接口：

        surfaceCreated(SurfaceHolder holder)：当Surface第一次创建后会立即调用该函数。程序可以在该函数中做些和绘制界面相关的初始化工作，一般情况下都是在另外的线程来绘制界面，所以不要在这个函数中绘制Surface。 

       surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width,int height)：当Surface的状态（大小和格式）发生变化的时候会调用该函数，在surfaceCreated调用后该函数至少会被调用一次。 

       surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder)：当Surface被摧毁前会调用该函数，该函数被调用后就不能继续使用Surface了，一般在该函数中来清理使用的资源。 
 
    通过SurfaceView的getHolder()函数可以获取SurfaceHolder对象，Surface 就在SurfaceHolder对象内。虽然Surface保存了当前窗口的像素数据，但是在使用过程中是不直接和Surface打交道的，由SurfaceHolder的Canvas.lockCanvas()或则Canvas.lockCanvas(Rect dirty)函数来获取Canvas对象，通过在Canvas上绘制内容来修改Surface中的数据。如果Surface不可编辑，或者尚未创建调用该函数会返回null，在 unlockCanvas() 和 lockCanvas()中Surface的内容是不缓存的，所以需要完全重绘Surface的内容，为了提高效率只重绘变化的部分则可以调用lockCanvas(Rect dirty)函数来指定一个dirty区域，这样该区域外的内容会缓存起来。在调用lockCanvas函数获取Canvas后，SurfaceView会获取Surface的一个同步锁直到调用unlockCanvasAndPost(Canvas canvas)函数才释放该锁，这里的同步机制保证在Surface绘制过程中不会被改变（被摧毁、修改）。

    当在Canvas中绘制完成后，调用函数unlockCanvasAndPost(Canvas canvas)来通知系统Surface已经绘制完成，这样系统会把绘制完的内容显示出来。为了充分利用不同平台的资源，发挥平台的最优效果可以通过SurfaceHolder的setType函数来设置绘制的类型，目前接收如下的参数：

        SURFACE_TYPE_NORMAL：用RAM缓存原生数据的普通Surface 
        SURFACE_TYPE_HARDWARE：适用于DMA(Direct memory access )引擎和硬件加速的Surface 
        SURFACE_TYPE_GPU：适用于GPU加速的Surface 
        SURFACE_TYPE_PUSH_BUFFERS：表明该Surface不包含原生数据，Surface用到的数据由其他对象提供，在Camera图像预览中就使用该类型的Surface，有Camera负责提供给预览Surface数据，这样图像预览会比较流畅。如果设置这种类型则就不能调用lockCanvas来获取Canvas对象了。

    注意：一个SurfaceView只在SurfaceHolder.Callback.surfaceCreated() 和 SurfaceHolder.Callback.surfaceDestroyed()调用之间是可用的，其他时间是得不到它的Canvas对象的（null）。

3. SurfaceView和View的区别

    

    SurfaceView和View最本质的区别在于，surfaceView是在一个新起的单独线程中可以重新绘制画面，而View必须在UI的主线程中更新画面。

    在UI的主线程中更新画面可能会引发问题，比如你更新画面的时间过长，那么你的主UI线程会被你正在画的函数阻塞。那么将无法响应按键，触屏等消息。当使用SurfaceView时，由于是在新的线程中更新画面所以不会阻塞UI主线程。但这也带来了另外一个问题，就是事件同步。比如你触屏了一下，你需要SurfaceView中的Thread处理，一般就需要有一个event queue的设计来保存touch event，这会稍稍复杂一点，因为涉及到线程同步。

    所以基于以上，根据游戏特点，一般分成两类：
（1）被动更新画面的。比如棋类，用View就好了。因为画面的更新是依赖于 onTouch 来更新，可以直接使用 invalidate。 因为在这种情况下，这一次Touch和下一次的Touch需要的时间比较长些，不会产生影响。
（2）主动更新画面的。比如一个人在一直跑动。这就需要一个单独的thread不停的重绘人的状态，避免阻塞UI主线程。所以显然view不合适，需要surfaceView来控制。

简单代码示例：

public class BoomFlowerView extends SurfaceView implements SurfaceHolder.Callback {    private SurfaceHolder mHolder;    private DrawThread mDrawThread;    public BoomFlowerView(Context context) {        super(context);        init();    }    public BoomFlowerView(Context context, AttributeSet attrs) {        super(context, attrs);        init();    }    public BoomFlowerView(Context context, AttributeSet attrs, int defStyleAttr) {        super(context, attrs, defStyleAttr);        init();    }    private void init() {        mHolder = getHolder();        mDrawThread = new DrawThread();        mHolder.addCallback(this);    }    @Override    public void surfaceCreated(SurfaceHolder surfaceHolder) {        mDrawThread.start();    }    @Override    public void surfaceChanged(SurfaceHolder surfaceHolder, int i, int i1, int i2) {    }    @Override    public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder surfaceHolder) {    }    class DrawThread extends Thread{        @Override        public void run() {            super.run();            Paint mPaint = new Paint();//实例化画笔            AssetManager manager = getResources().getAssets();            int i = 1;            while (true){                String fileName = null;                Canvas canvas = mHolder.lockCanvas();//锁定画布                canvas.drawColor(Color.BLACK);                InputStream is = null;                    if(i<=9){                        fileName= "loading000"+i+".png";                    }else {                        fileName = "loading00"+i+".png";                    }                try {                    is = manager.open(fileName);                    Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(is);                    if(canvas!=null){                        canvas.drawBitmap(bitmap,200,400,mPaint);                        mHolder.unlockCanvasAndPost(canvas);                    }            } catch (IOException e) {                e.printStackTrace();            }finally {                if(is!=null){                    try {                        is.close();                    } catch (IOException e) {                        e.printStackTrace();                    }                }            }                i++;                if(i>26){                    i = 1;                }            }        }    }}

public class CricleView extends SurfaceView implements SurfaceHolder.Callback {    private SurfaceHolder mSurfaceHolder;    private DrawThread mDrawThread;    public CricleView(Context context) {        super(context);        initView();    }    public CricleView(Context context, AttributeSet attrs) {        super(context, attrs);        initView();    }    public CricleView(Context context, AttributeSet attrs, int defStyleAttr) {        super(context, attrs, defStyleAttr);        initView();    }    private void initView() {        mSurfaceHolder = getHolder();        mDrawThread = new DrawThread();//绘制线程        mSurfaceHolder.addCallback(this);    }    //创建的时候开始绘制    @Override    public void surfaceCreated(SurfaceHolder surfaceHolder) {        mDrawThread.start();    }    @Override    public void surfaceChanged(SurfaceHolder surfaceHolder, int i, int i1, int i2) {    }    @Override    public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder surfaceHolder) {    }    //子线程   用来绘制 图的    class DrawThread extends Thread{        @Override        public void run() {            super.run();            Paint paint = new Paint();//画笔            paint.setColor(Color.GREEN);//画笔的颜色            paint.setStrokeWidth(5);//画笔的宽度            paint.setAntiAlias(true);//画笔的抗锯齿            int rales = 0;            while (true){                if(rales > 150){                    rales = 0;                }                rales+=5;                Canvas canvas = mSurfaceHolder.lockCanvas();//锁定一个画布                if(canvas!=null){                    canvas.drawColor(Color.RED);//设置画布的颜色                    canvas.drawLine(20,20,200,200,paint);                    canvas.drawCircle(200,200,rales,paint);                    mSurfaceHolder.unlockCanvasAndPost(canvas);                }            }        }    }}

public class MainActivity extends AppCompatActivity {    @Override    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {        super.onCreate(savedInstanceState);        setContentView(R.layout.activity_main);    }}

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