SurfaceView浅析

什么是SurfaceView？Surface的意思是表层，表面的意思，那么SurfaceView就是指一个在表层的View对象。为什么 说是在表层呢，这是因为它有点特殊跟其他View不一样，其他View是绘制在表层外，而它就是充当表层对象。假设你要在一个球上画画，那么球的表层就当 做你的画布对象，你画的东西会挡住它的表层，我们默认没使用SurfaceView，那么球的表层就是空白的，如果我们使用了SurfaceView，我 们可以理解为我们拿来的球本身表面就具有纹路，你是画再纹路之上的，如果你画的是半透明的，那么你将可以透过你画的东西看到球面本身的纹路。SDK的文档 说到：SurfaceView就是在Window上挖一个洞，它就是显示在这个洞里，其他的View是显示在Window上，所以View可以显式在 SurfaceView之上，你也可以添加一些层在SurfaceView之上。

SurfaceView还有其他的特性，上面我们讲了它可以控制帧数，那它是什么控制的呢？这就需要了解它的使用机制。一般在很多游戏设计中，我们都是开辟一个后台线程计算游戏相关的数据，然后根据这些计算完的新数据再刷新视图对象，由于对View执行绘制操作只能在UI线程上， 所以当你在另外一个线程计算完数据后，你需要调用View.invalidate方法通知系统刷新View对象，所以游戏相关的数据也需要让UI线程能访 问到，这样的设计架构比较复杂，要是能让后台计算的线程能直接访问数据，然后更新View对象那改多好。我们知道View的更新只能在UI线程中，所以使 用自定义View没办法这么做，但是SurfaceView就可以了。它一个很好用的地方就是允许其他线程(不是UI线程)绘制图形(使用Canvas)，根据它这个特性，你就可以控制它的帧数，你如果让这个线程1秒执行50次绘制，那么最后显示的就是50帧。

如何使用SurfaceView？

首先SurfaceView也是一个View，它也有自己的生命周期。因为它需要另外一个线程来执行绘制操作，所以我们可以在它生命周期的初始化阶 段开辟一个新线程，然后开始执行绘制，当生命周期的结束阶段我们插入结束绘制线程的操作。这些是由其内部一个SurfaceHolder对象完成的。 SurfaceHolder，顾名思义，它里面保存了一个队Surface对象的引用，而我们执行绘制方法就是操作这个 Surface，SurfaceHolder因为保存了对Surface的引用，所以使用它来处理Surface的生命周期，说到底 SurfaceView的生命周期其实就是Surface的生命周期，因为SurfaceHolder保存对Surface的引用，所以使用 SurfaceHolder来处理生命周期的初始化。

SurfaceView是视图(View)的继承类，这个视图里内嵌了一个专门用于绘制的Surface。你可以控制这个Surface的格式和尺寸。Surfaceview控制这个Surface的绘制位置。
        surface是纵深排序(Z-ordered)的，这表明它总在自己所在窗口的后面。surfaceview提供了一个可见区域，只有在这个可见区域内 的surface部分内容才可见，可见区域外的部分不可见。surface的排版显示受到视图层级关系的影响，它的兄弟视图结点会在顶端显示。这意味者 surface的内容会被它的兄弟视图遮挡，这一特性可以用来放置遮盖物(overlays)(例如，文本和按钮等控件)。注意，如果surface上面 有透明控件，那么它的每次变化都会引起框架重新计算它和顶层控件的透明效果，这会影响性能。
        你可以通过SurfaceHolder接口访问这个surface，getHolder()方法可以得到这个接口。
        surfaceview变得可见时，surface被创建；surfaceview隐藏前，surface被销毁。这样能节省资源。如果你要查看 surface被创建和销毁的时机，可以重载surfaceCreated(SurfaceHolder)和 surfaceDestroyed(SurfaceHolder)。
        surfaceview的核心在于提供了两个线程：UI线程和渲染线程。这里应注意：
        1> 所有SurfaceView和SurfaceHolder.Callback的方法都应该在UI线程里调用，一般来说就是应用程序主线程。渲染线程所要访问的各种变量应该作同步处理。
        2> 由于surface可能被销毁，它只在SurfaceHolder.Callback.surfaceCreated()和 SurfaceHolder.Callback.surfaceDestroyed()之间有效，所以要确保渲染线程访问的是合法有效的surface。

接下来呢，说说自己对它的理解
1、定义

可以直接从内存或者DMA等硬件接口取得图像数据,是个非常重要的绘图容器。

它的特性是：可以在主线程之外的线程中向屏幕绘图上。这样可以避免画图任务繁重的时候造成主线程阻塞，从而提高了程序的反应速度。在游戏开发中多用到SurfaceView，游戏中的背景、人物、动画等等尽量在画布canvas中画出。

2、实现

首先继承SurfaceView并实现SurfaceHolder.Callback接口
使用接口的原因：因为使用SurfaceView 有一个原则，所有的绘图工作必须得在Surface 被创建之后才能开始(Surface—表面，这个概念在 图形编程中常常被提到。基本上我们可以把它当作显存的一个映射，写入到Surface 的内容
                      可以被直接复制到显存从而显示出来，这使得显示速度会非常快)，而在Surface 被销毁之前必须结束。所以Callback 中的surfaceCreated 和surfaceDestroyed 就成了绘图处理代码的边界。

需要重写的方法

　（1）public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder,int format,int width,int height){}

　    //在surface的大小发生改变时激发

　（2）public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder){}

　    //在创建时激发，一般在这里调用画图的线程。

　（3）public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {}

　    //销毁时激发，一般在这里将画图的线程停止、释放。

整个过程：继承SurfaceView并实现SurfaceHolder.Callback接口 ----> SurfaceView.getHolder()获得SurfaceHolder对象 ---->SurfaceHolder.addCallback(callback)添加回调函数---->SurfaceHolder.lockCanvas()获得Canvas对象并锁定画布----> Canvas绘画 ---->SurfaceHolder.unlockCanvasAndPost(Canvas canvas)结束锁定画图，并提交改变，将图形显示。

3、SurfaceHolder
这里用到了一个类SurfaceHolder,可以把它当成surface的控制器，用来操纵surface。处理它的Canvas上画的效果和动画，控制表面，大小，像素等。
几个需要注意的方法：
(1)、abstract void addCallback(SurfaceHolder.Callback callback);
// 给SurfaceView当前的持有者一个回调对象。
(2)、abstract Canvas lockCanvas();
// 锁定画布，一般在锁定后就可以通过其返回的画布对象Canvas，在其上面画图等操作了。
(3)、abstract Canvas lockCanvas(Rect dirty);
// 锁定画布的某个区域进行画图等..因为画完图后，会调用下面的unlockCanvasAndPost来改变显示内容。
// 相对部分内存要求比较高的游戏来说，可以不用重画dirty外的其它区域的像素，可以提高速度。
(4)、abstract void unlockCanvasAndPost(Canvas canvas);
// 结束锁定画图，并提交改变。
4、实例

这里的例子实现了一个矩形和一个计时器

 

package xl.test;

import android.app.Activity;
import android.content.Context;
import android.graphics.Canvas;
import android.graphics.Color;
import android.graphics.Paint;
import android.graphics.Rect;
import android.os.Bundle;
import android.view.SurfaceHolder;
import android.view.SurfaceView;

public class ViewTest extends Activity {
    /** Called when the activity is first created. */
    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(new MyView(this));
    }
    //视图内部类
    class MyView extends SurfaceView implements SurfaceHolder.Callback
    {
        private SurfaceHolder holder;
        private MyThread myThread; 
        public MyView(Context context) {
            super(context);
            // TODO Auto-generated constructor stub
            holder = this.getHolder();
            holder.addCallback(this);
            myThread = new MyThread(holder);//创建一个绘图线程
        }

        @Override
        public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width,
                int height) {
            // TODO Auto-generated method stub
            
        }

        @Override
        public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder) {
            // TODO Auto-generated method stub
            myThread.isRun = true;
            myThread.start();
        }

        @Override
        public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {
            // TODO Auto-generated method stub
            myThread.isRun = false;
        }
        
    }
    //线程内部类
    class MyThread extends Thread
    {
        private SurfaceHolder holder;
        public boolean isRun ;
        public  MyThread(SurfaceHolder holder)
        {
            this.holder =holder; 
            isRun = true;
        }
        @Override
        public void run()
        {
            int count = 0;
            while(isRun)
            {
                Canvas c = null;
                try
                {
                    synchronized (holder)
                    {
                        c = holder.lockCanvas();//锁定画布，一般在锁定后就可以通过其返回的画布对象Canvas，在其上面画图等操作了。
                        c.drawColor(Color.BLACK);//设置画布背景颜色
                        Paint p = new Paint(); //创建画笔
                        p.setColor(Color.WHITE);
                        Rect r = new Rect(100, 50, 300, 250);
                        c.drawRect(r, p);
                        c.drawText("这是第"+(count++)+"秒", 100, 310, p);
                        Thread.sleep(1000);//睡眠时间为1秒
                    }
                }
                catch (Exception e) {
                    // TODO: handle exception
                    e.printStackTrace();
                }
                finally
                {
                    if(c!= null)
                    {
                        holder.unlockCanvasAndPost(c);//结束锁定画图，并提交改变。

                    }
                }
            }
        }
    }
}

结来说，就是SurfaceView有以下三个特点：

       A. 具有独立的绘图表面；

        B. 需要在宿主窗口上挖一个洞来显示自己；

        C. 它的UI绘制可以在独立的线程中进行，这样就可以进行复杂的UI绘制，并且不会影响应用程序的主线程响应用户输入。

什么是双缓冲？

不用画布，直接在窗口上进行绘图叫做无缓冲绘图。用了一个画布，将所有内容都先画到画布上，在整体绘制到窗口上，就该叫做单缓冲绘图，那个画布就是一个缓冲区。用了两个画布，一个进行临时的绘图，一个进行最终的绘图，这样就叫做双缓冲绘图。

surfaceView自身实现了双缓冲，而View没有。其实view你也可以自己实现，但是实现的结构不如surfaceView好。

    surfaceView通过 surfaceHolder.lockCanvas 锁定画布，实现下一张图片的绘制，再通过另外的线程刷新界面，绘制图片。

    view则是直接在ondraw里绘制图片，刷新界面。其实view也可以实现双缓冲机制，你可以在另个出ondraw的方法中绘制下一张bitmap（参见：http://blog.csdn.net/liubingzhao/article/details/5563113），也可以另开一个线程，处理除了绘制图片以外的操作（参见：http://topic.csdn.net/u/20110901/23/e283f805-20dc-40c3-8381-403dd1ca69b0.html），就实现了view的双缓冲。

为什么动态绘图surfaceView要比View好？

因为View是在UI主线程中进行绘制的，绘制时会阻塞主线程，如果ontouch事件又处理的比较多的话会导致界面卡。而surfaceView是另开了一个线程绘制的，再加上双缓冲机制，所以要高效。不会卡。其实现在一般实现view的时候一般都会在其他出先生成bitmap在给ondraw去画，所以双缓冲的作用不是那么明显了。