Activity的绘制流程(二)

上一篇讲了Activity的绘制流程(一)窗口的添加(https://www.jianshu.com/p/04c5432fc07a),本篇主讲(二)Choreographer。
(一)窗口的添加
(二)Choreographer
(三)VSync
(四)Surface
(五)RenderThread
(六)StartingWIndow
(七)窗口切换

一、Choreographer的引入

我们知道帧的绘制是在主线程完成的,在Android 4.1以前由于还没有引入Choreographer,帧率是不稳定的,采取的是绘完一帧,接着就绘制下一帧,没有固定的时间间隔。Choreographer 的引入,主要是为了监听VSync,当接收到VSync后再去处理Input、Animation、Traversal等操作,使帧率处于一个相对稳定的状态。
VSync会在之后的文章做一个详细的介绍,在这里只需要了解在需要绘制时应用会请求VSync,当应用接收到VSync后才会开始绘制。目前的常见VSync周期有16.6ms(60帧)、11.1ms(90帧)、8.3ms(120帧)。

Choreographer.java
    public static Choreographer getInstance() {
        return sThreadInstance.get();
    }
    private static final ThreadLocal<Choreographer> sThreadInstance =
            new ThreadLocal<Choreographer>() {
        @Override
        protected Choreographer initialValue() {
            Looper looper = Looper.myLooper();
            if (looper == null) {
                throw new IllegalStateException("The current thread must have a looper!");
            }
            Choreographer choreographer = new Choreographer(looper, VSYNC_SOURCE_APP);
            if (looper == Looper.getMainLooper()) {
                mMainInstance = choreographer;
            }
            return choreographer;
        }
    };

从Choreographer的定义中可以看到,Choreographer是一个ThreadLocal。每一个线程都有一个ThreadLocalMap,在该Map中存在一个键为sThreadInstance,值为Choreographer的键值对,所以一个线程只有一个Choreographer对象。

二、请求VSync

请求VSync.jpg

VSync请求的请求流程如上图所见,值得注意的是,调用ViewRootImpl的scheduleTraversals函数时,会对主线程的消息队列设置一个同步栅栏(postSyncBarrier),这意味着主线程将不再处理其他的同步消息,直到这个栅栏被移除(removeSyncBarrier)。在设置了同步栅栏后,只有异步消息能被处理,所以在这段过程中Choreographer发出的消息都是异步消息,即调用了Message的setAsynchronous函数。

    private static final int MSG_DO_FRAME = 0;
    private static final int MSG_DO_SCHEDULE_VSYNC = 1;
    private static final int MSG_DO_SCHEDULE_CALLBACK = 2;

Choreographer中定义了一个FrameHandler,用于处理以上三个事件,MSG_DO_FRAME为不等VSync直接进行绘制,MSG_DO_SCHEDULE_VSYNC为由主线程请求VSync,MSG_DO_SCHEDULE_CALLBACK为延时请求VSync。

    private final CallbackQueue[] mCallbackQueues;
    public static final int CALLBACK_INPUT = 0;
    public static final int CALLBACK_ANIMATION = 1;
    public static final int CALLBACK_INSETS_ANIMATION = 2;
    public static final int CALLBACK_TRAVERSAL = 3;
    public static final int CALLBACK_COMMIT = 4;

Choreographer中定义了一个CallbackQueue数组,用来保存本次绘制需要处理的Input、Animation、Traversal等操作。在ViewRootImpl进行setView的过程中,往Callback队列CALLBACK_TRAVERSAL中添加一个Callback。

三、绘制

绘制.jpg

当接收到VSync后,向主线程发送一个异步消息,在主线程中执行Choreographer的doFrame函数。接着会移除掉主线程的同步栅栏,一一处理CallbackQueue数组中保存的操作,其中CALLBACK_TRAVERSAL会向WMS请求重新布局该窗口,同时还会对窗口进行测量、布局、绘制。

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