Android display学习2- 从activity生命周期看显示流程

概述:显示流程是android中的一个庞大且复杂的子流程,其中涉及到AMS(activity这部分的交互主要是生命周期这块)、WMS(窗口大小计算,层级,透明度等参数设置)、SurfaceFlinger(layer创建、合成,输出帧数据),下面主要说明一下整个流程中比较重要的关键节点,比如什么时候app进程和systemserver、SF进程交互等

从比较宏观的流程划分,可以分为三个部分,绘制->合成->显示,绘制基本都是app端发起的,绘制好之后都是SurfaceFlinger来合成的,合成好每一帧的数据后,屏幕从缓冲区中取出每一帧数据来显示,但这其中涉及到的各种服务的交互将继续介绍(主要还是从activity的生命周期这个过程看显示流程)

1、从绘制开始:

app要调用GPU库命令去绘制这一动作主要是靠vsync这个硬件信号驱动的,vsync是硬件产生的信号,和手机刷新屏幕有关,如果是60HZ的话,那就每隔1000/60=16.6ms发出一次vsync信号,app端是通过choreographer来接收每一次vysnc信号,最终都会调用ViewRootImpl.performTraversal方法,这里开始走view的measure、layout、draw流程。

1.1 activity生命周期

背景说明:如果从activity的生命周期来看显示流程的话,冷启动过程的前面就是app和AMS的交互,AMS通知zygote去fork app进程,然后开始走activity的生命周期
oncreate主要就是创建新的activity、window(也就是PhoneWindow,window的唯一实现类),把activity和window对应起来(通过activity.attach方法),并且为window设置一个windowmanager(也就是windowmanagerimpl,最终干活的还是windowmanagerglobal),其实在app端是没有window的概念,可以操作的对象都是view,可见的也只有view


image.png

接下来会创建decorview,decorview是view树的根节点,通过setcontentview方法创建(一般重写在app的oncreate方法内部,最后会调用到phonewindow里面的setcontentview方法),这个方法主要干了两件事:创建decorview通过installdecor方法,解析xml文件获得decorview的一些参数通过inflate方法


image.png

到这里的话有了activity、window、decorview

1.2 onstart阶段

image.png

onstart阶段目前还没细看,应该是会做一些状态的改变,比如home键退出去,再进入app的时候,不会重新oncreate,而是restart之后,走onstart、onresume

1.3 onresume阶段

image.png

这块流程干了很多事,从上面图中看到ActivityThread的performResumeActivity方法会一直调用onresume,这里只是activity的生命周期走完了,但是界面还没有绘制,甚至WMS都还没有计算窗口大小,下面就主要是app端和WMS的交互,但是app需要一个代理来帮忙和WMS通信,也就是viewrootimpl,在addview过程中干的就是这件事(addview也是交给windowmanagerglobal去做的)

addview方法

app端发出addview这个动作之后,一些基本的东西已经准备好了,activity,phonewindow,windowmanager,decorview的对象实例都创建好了,但这些参数的数据都还没有计算,而且wms里面还没有对应的window

@Override
public void addView(@NonNull View view, @NonNull ViewGroup.LayoutParams params) {
    applyDefaultToken(params);
    mGlobal.addView(view, params, mContext.getDisplay(), mParentWindow);
}
setview方法

然后就是ViewRootImpl.setview,在setview过程中,主要做了几件事

1、调用mWindowSession.addToDisplayAsUser,也就是通过session和WMS通信,最终调用WMS的addwindow方法,其实也就是wms里面new WindowState,放入mWindowMap(这个HashMap里面存放了当前所有的windostate),接下来WindowState.attach,去new SurfaceSession,SurfaceSession的构造函数中有nativeCreate,回去new SurfaceComposerClient赋值给client指针(这一步就主要是构建通道,app(session)-->WMS, WMS(SurfaceComposerClient)-->SF)

2、requestlayout()方法,通过mChoreographer申请vsync,下次vysnc来了就去doframe(这里会走到sf里面,EventThread的requestNextVsync方法,这个是SF进程启动时创建的一个线程,专门用来接收和分发硬件产生的和app接发的vsync信号,有两个一个sf-vsync,一个app-vsync)
viewrootimpl有一个final TraversalRunnable mTraversalRunnable = new TraversalRunnable(),这个mTraversalRunnable就是用来接收下一次vsync信号的

app、wms、sf三者之间的通道建立好之后,就会开始view的三大流程,下一次的vsync信号来了,从performTraversals开始

主要做了下面几件事(前面基本都是建立对象实例,窗口的大小还没有计算。都是交给WMS去计算):
1、relayoutwindow:- 通过session的relayout的方法,调用WMS的relayoutwindow方法,这里首先调用createSurfaceControl方法,创建WindowSurfaceController对象,然后通过surfacecontrol的内部类Builder的build方法创建SurfaceControl,并在surfacecontrol的构造方法中,jni中创建SurfaceComposerClient指针类型的client对象,最终调用在native层中SF的createlayer,根据上层传入的参数flags & ISurfaceComposerClient::eFXSurfaceMask决定创建哪一种layer,EffectLayer、ContainerLayer、BufferStateLayer。这里的layer的width,height都是0
2、view的measure、layout、draw,调用GPU绘制好数据之后,通知SF来合成
3、sf去合成刷新有两种INVALIDATE(局部)和REFRESH(全部),通过onMessageReceived方法接收,根据传入的消息类型what决定,合成帧数据之后显示到屏幕中

后面会深入源码继续梳理

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