Android Camera Framework Stream(二)

来源:互联网 发布:淘宝主播自我介绍范文 编辑:程序博客网 时间:2024/05/24 06:55
 接下来,我们通过对流程的步步分析来将camera整体串接起来:

1. 首先则看看camera.java的 onCreate函数入口,针对android的所有应用,onCreate函数入口作为跟踪和了解应用架构的首选。

@Override

public void onCreate(Bundle icicle) {

super.onCreate(icicle);

devlatch = new CountDownLatch(1);




CountDownLatch()关于这个类,可以简单的理解为它是用来线程之间的等待处理,当然这里采用的计数为1,则可以简单理解为一个计数开关来控制调用了tlatch.await()函数的进程,方式就是将devlatch的计数减为0(countDown() )。

这里启动了一个线程用来打开camera服务,而打开过程则比较费时(一般在2s左右),故单独启用一个线程避免应用线程阻塞。

Thread startPreviewThread = new Thread(new Runnable() {

CountDownLatch tlatch = devlatch;

public void run() {

try {

mStartPreviewFail = false;

ensureCameraDevice();



// Wait for framework initialization to be complete before

// starting preview

try {

tlatch.await();

} catch (InterruptedException ie) {

mStartPreviewFail = true;

}

startPreview();

} catch (CameraHardwareException e) {

// In eng build, we throw the exception so that test tool

// can detect it and report it

if ("eng".equals(Build.TYPE)) {

throw new RuntimeException(e);

}

mStartPreviewFail = true;

}

}

});

startPreviewThread.start();


在这里,需要跟进ensureCameraDevice();该函数,可以看到其实现为:

private void ensureCameraDevice() throws CameraHardwareException {

if (mCameraDevice == null) {

mCameraDevice = CameraHolder.instance().open();

mInitialParams = mCameraDevice.getParameters();

}

}


当前mCameraDevice()实例为null,则会调用CameraHolder.instance().open()函数来创建mCameraDevice对象实例。

private android.hardware.Camera mCameraDevice;

跟进CameraHolder.instance().open(),进入到了CameraHolder类中:

public synchronized android.hardware.Camera open()

throws CameraHardwareException {

Assert(mUsers == 0);

if (mCameraDevice == null) {

try {

mCameraDevice = android.hardware.Camera.open();

} catch (RuntimeException e) {

Log.e(TAG, "fail to connect Camera", e);

throw new CameraHardwareException(e);

}

mParameters = mCameraDevice.getParameters();

} else {

……


下面大概介绍下我对CameraHolder的理解:

1、CameraHolder对mCameraDevice实例进行短暂的保留(keep()函数中可以设定这个保留时长,一般默认为3000ms),避免用户在短暂退出camera又重新进入时,缩短camera启动时长(正如之前所说,打开CameraDevice时间较长)

2、CameraHolder并有一个关键的计数mUsers用来保证open()和release()的配套调用,避免多次重复释放或者打开(上层应用的保护措施之一)。



2. 第一步的完成,进而跳转到了android.hardware.Camera类中的open()函数接口调用。

public static Camera open() {

return new Camera();

}


静态函数,也就可以通过类名直接调用,open()函数中去创建一个Camera的实例。

Camera() {

mShutterCallback = null;

mRawImageCallback = null;

mJpegCallback = null;

mPreviewCallback = null;

mPostviewCallback = null;

mZoomListener = null;



Looper looper;

if ((looper = Looper.myLooper()) != null) {

mEventHandler = new EventHandler(this, looper);

} else if ((looper = Looper.getMainLooper()) != null) {

mEventHandler = new EventHandler(this, looper);

} else {

mEventHandler = null;

}



native_setup(new WeakReference<Camera>(this));

}


在Camera构造函数中有这个关键的一步,最开始的一些callback可以认为它们最终被底层调用到(至于具体流程后面会讲到)。EventHandler和Looper我们暂时跳过,知道它是消息处理就行了。最后也就是最为关键的函数接口调用:native_setup

private native final void native_setup(Object camera_this);

典型的native函数接口声明,说明并非camera类的本地函数实现,也就意味着会通过JNI(Java Native Interface)调用对用C++文件中的函数接口。



3. 通过代码搜索,或者如果你清楚JNI文件路径也可以去该路径下找。



其实这边有个小技巧,虽然不一定都通用,但可以试试看:

java类的package名往往可以作为寻找相应JNI文件的途径:

package android.hardware;

则就可以通过android.hardware.camera.cpp来寻找(其实还是归咎于android的规范命名规则)。



跳转到android_hardware_Camera.cpp中寻找native_setup()所对应的JNI函数接口:

static JNINativeMethod camMethods[] = {

{ "native_setup",

"(Ljava/lang/Object;)V",

(void*)android_hardware_Camera_native_setup },

{ "native_release",

"()V",

(void*)android_hardware_Camera_release },

{ "setPreviewDisplay",

"(Landroid/view/Surface;)V",

(void *)android_hardware_Camera_setPreviewDisplay },

……


而camMethods[]在什么时候映射的那?继续看:

int register_android_hardware_Camera(JNIEnv *env) {



…..

// Register native functions

return AndroidRuntime::registerNativeMethods(env, "android/hardware/Camera",

camMethods,NELEM(camMethods));

}


最终在AndroidRuntime.cpp中被调用:

REG_JNI(register_android_hardware_Camera),

说明如果我们自己要添加JNI接口实现的话,这些地方也需要添加相应的代码(具体在AndroidRuntime.cpp的细节我没深看,也不做介绍)。

简单介绍: JNINativeMethod的第一个成员是一个字符 串,表示了JAVA本地调用方法的名称,这个名称是在JAVA程序中调用的名称;第二个成员也是一个字符串,表示JAVA本地调用方法的参数和返回值;第三个成员是JAVA本地调用方法对应的C语言函数。




跟进观察android_hardware_Camera_native_setup()函数的实现:

// connect to camera service

static void android_hardware_Camera_native_setup(JNIEnv *env, jobject thiz, jobject weak_this)

{

sp<Camera> camera = Camera::connect();



if (camera == NULL) {

jniThrowException(env, "java/lang/RuntimeException",

"Fail to connect to camera service");

return;

}

….

}


初步可以认为Camera::connect()的函数调用时返回了一个Camera 的实例对象。



4. 通过上述的跟进流程来到了针对上层应用而言最为直接的类:camera.cpp:

对Camera::connect函数的调用如下:

sp<Camera> Camera::connect()

{

LOGV("connect");

sp<Camera> c = new Camera();

const sp<ICameraService>& cs = getCameraService();

if (cs != 0) {

c->mCamera = cs->connect(c);

}

if (c->mCamera != 0) {

c->mCamera->asBinder()->linkToDeath(c);

c->mStatus = NO_ERROR;

} else {

c.clear();

}

return c;

}
首先是创建一个camera对象实例,然后通过调用getCameraService()去取得ICameraService的服务实例:

// establish binder interface to camera service

const sp<ICameraService>& Camera::getCameraService()

{

Mutex::Autolock _l(mLock);

if (mCameraService.get() == 0) {

sp<IServiceManager> sm = defaultServiceManager();

sp<IBinder> binder;

do {

binder = sm->getService(String16("media.camera"));

if (binder != 0)

break;

LOGW("CameraService not published, waiting...");

usleep(500000); // 0.5 s

} while(true);

if (mDeathNotifier == NULL) {

mDeathNotifier = new DeathNotifier();

}

binder->linkToDeath(mDeathNotifier);

mCameraService = interface_cast<ICameraService>(binder);

}

LOGE_IF(mCameraService==0, "no CameraService!?");

return mCameraService;

}

这边就涉及到了ServiceManager()对服务的管理,在这之前Camera的服务已经注册到了ServiceManager中,我们可以通过服务字串(media.camera)来获得camera service(其本质得到的是CameraService的实例对象,虽然通过类型上溯转换成父类ICameraService,对ICameraService对象的函数调用本质是调用到了CameraService的函数实现)。

在得到camera service后,返回之前的步骤:当得到的cs即cameraservice实例存在时,通过调用cs->connect(c)去得到ICamera实例,并赋值给了camera实例的一个类成员ICamera mCamera:

if (cs != 0) {

c->mCamera = cs->connect(c);

5. 接下来则涉及到ICamraService的相关调用关系,其实这个地方需要去弄清楚一些函数接口的实现在具体哪些文件中,因为存在较多的虚函数。

继续流程,上一步走到了cs->connect(),也就是ICameraService的connect()函数接口。

class ICameraService : public IInterface

{

public:

enum {

CONNECT = IBinder::FIRST_CALL_TRANSACTION,

};



public:

DECLARE_META_INTERFACE(CameraService);



virtual sp<ICamera> connect(const sp<ICameraClient>& cameraClient) = 0;

};


可以发现该connect()接口为一个纯虚函数,需要ICameraService的子类对该接口进行实现,从而对connect()的调用则会映射到ICameraService子类的具体实现。

关于ICameraService的实例问题,目前暂时跳过(后面马上就会讲到),简单认为这个时候会调用到其一个子类的实现:

class BpCameraService: public BpInterface<ICameraService>

{

public:

BpCameraService(const sp<IBinder>& impl)

: BpInterface<ICameraService>(impl)

{

}



// connect to camera service

virtual sp<ICamera> connect(const sp<ICameraClient>& cameraClient)

{

Parcel data, reply;

data.writeInterfaceToken(ICameraService::getInterfaceDescriptor());

data.writeStrongBinder(cameraClient->asBinder());

remote()->transact(BnCameraService::CONNECT, data, &reply);

return interface_cast<ICamera>(reply.readStrongBinder());

}

};




BpCameraService为代理类,其主要用途为Binder通讯机制即进程间的通讯(Client/Service),最终还是会调用BnCameraService的具体实现,即:

status_t BnCameraService::onTransact(

uint32_t code, const Parcel& data, Parcel* reply, uint32_t flags)

{

switch(code) {

case CONNECT: {

CHECK_INTERFACE(ICameraService, data, reply);

sp<ICameraClient> cameraClient

= interface_cast<ICameraClient>(data.readStrongBinder());

sp<ICamera> camera = connect(cameraClient);

reply->writeStrongBinder(camera->asBinder());

return NO_ERROR;

} break;

default:

return BBinder::onTransact(code, data, reply, flags);

}

}


而BnCameraService(为实现类)类继承于ICameraService,并且也并没有对connect()纯虚函数进行了实现,同样意味着其实该调用的实质是BnCameraService的子类实现。

毕竟虚函数的调用没有实例肯定是没有意义的,说明我们需要找到对connect()纯虚函数的实现子类即继承于BnCameraService。



6. 结合上面所述,可以寻找到了继承于BnCameraService的子类CameraService.cpp:

这时虽然找到了CameraService该类,但是你肯定会问到该类实例的创建在什么地方哪?再后头看CameraService启动注册的地方:

int main(int argc, char** argv)

{

sp<ProcessState> proc(ProcessState::self());

sp<IServiceManager> sm = defaultServiceManager();

LOGI("ServiceManager: %p", sm.get());

AudioFlinger::instantiate();

MediaPlayerService::instantiate();

CameraService::instantiate();

AudioPolicyService::instantiate();

ProcessState::self()->startThreadPool();

IPCThreadState::self()->joinThreadPool();

}


这个main函数位于main_mediaserver.cpp中,而mediaserver是在系统开始的时候就启动起来的server端(MediaServer,在系统启动时由init所启动,具可参考init.rc文件),进而将相关的服务也创建了实例。

跟进CameraService::instantiate()函数实现,可以发现:

void CameraService::instantiate() {

defaultServiceManager()->addService(

String16("media.camera"), new CameraService());

}


创建了一个CameraService实例 ,并给定了CameraService的服务字串为”media.camera”,而之前在通过ServiceManager获取CameraService的时候,所调用的接口为binder = sm->getService(String16("media.camera"));,两者保持了一样的字符串。



if (mCameraService.get() == 0) {

sp<IServiceManager> sm = defaultServiceManager();

sp<IBinder> binder;

do {

binder = sm->getService(String16("media.camera"));

if (binder != 0)

break;

LOGW("CameraService not published, waiting...");

usleep(500000); // 0.5 s

} while(true);

if (mDeathNotifier == NULL) {

mDeathNotifier = new DeathNotifier();

}

binder->linkToDeath(mDeathNotifier);

mCameraService = interface_cast<ICameraService>(binder);

}


结合上述分析,此处的binder对象其实为CameraService类实例(多态类型转换)。

interface_cast<ICameraService>(binder)宏映射,需要展开:

template<typename INTERFACE>

inline sp<INTERFACE> interface_cast(const sp<IBinder>& obj)

{

return INTERFACE::asInterface(obj);

}


INTERFACE::asInterface(obj);宏映射,继续展开可得:

sp<I##INTERFACE> I##INTERFACE::asInterface(const sp<IBinder>& obj) /

{ /

sp<I##INTERFACE> intr; /

if (obj != NULL) { /

intr = static_cast<I##INTERFACE*>( /

obj->queryLocalInterface( /

I##INTERFACE::descriptor).get()); /

if (intr == NULL) { /

intr = new Bp##INTERFACE(obj); /

} /

} /

return intr; /

}


(其上的宏展开都是在IMPLEMENT_META_INTERFACE(CameraService, "android.hardware.ICameraService");中实现的)

此处又创建了一个BpCameraService(new Bp##INTERFACE)对象并将binder对象(obj)传入到BpCameraService的构造函数中。

虽然获取的时候通过多态将CameraService实例转换成了BnCameraService 也进一步解释了为什么ICameraService子类BnCameraservice中的connect函数实质会调用到CameraService中函数实现了。

于是就调用到了CameraService的connect函数接口:

sp<ICamera> CameraService::connect(const sp<ICameraClient>& cameraClient) {

…..

// create a new Client object

client = new Client(this, cameraClient, callingPid);

mClient = client;


if (client->mHardware == NULL) {

client = NULL;

mClient = NULL;

return client;

}

…..

}


创建了一个Client实例对象,并将该实例对象赋值给CameraSevice的类成员mClient,方便其实函数接口对Client的调用。

在这之前需要提及它的一个内部类Client,该类才是最为关键的函数实现,CameraService的一些接口都会调用到其Client实例的具体函数。
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