Android 进阶——图形显示系统之VSync和 Choreographer的创建详解(一)

引言

前一篇文章Android 进阶——图形显示系统之底层图像显示原理小结（一）介绍了关于Android 图形显示系统的基础理论，相信你对于Android的图形显示系统中图形界面渲染刷新机制有了更深的了解，接下来进一步讲解VSync和Choreography的联系和作用。

一、VSync 信号的产生概述

VSync 可以提升Android 图形显示效果，VSync信号一般是由底层硬件直接产生并由显示驱动程序向应用层上报，但是为了兼容在不支持硬件VSync 机制设备上也能高效地展示Android，也提供了软件模拟方案产生VSync信号——通过HWComposer（模拟硬件显示设备的类）在间隔固定时间（纳秒级别）发送消息给EventHandler处理。

1、HWComposer

在HWComposer的构造函数里，初始化EventHandler进而动态装载HWComposer的硬件模块初始化硬件回调上下文指针。

由SurfaceFlinger 去创建和管理

HWComposer::HWComposer(const sp<SurfaceFlinger>& flinger): mFlinger(flinger),mAdapter(),mHwcDevice(),mDisplayData(2),mFreeDisplaySlots(),mHwcDisplaySlots(),mCBContext(),mEventHandler(nullptr),mVSyncCounts(),mRemainingHwcVirtualDisplays(0)
{...loadHwcModule();
}

当HWComposer::vsync函数触发时就模拟发送VSync 模拟信号（消息）。

void HWComposer::vsync(const std::shared_ptr<HWC2::Display>& display,int64_t timestamp) {...mEventHandler->onVSyncReceived(disp, timestamp);
}

2、EventHandler

class HWComposer
{public:    class EventHandler {friend class HWComposer;virtual void onVSyncReceived(int32_t disp, nsecs_t timestamp) = 0;virtual void onHotplugReceived(int32_t disp, bool connected) = 0;protected:virtual ~EventHandler() {}};...
}

二、Choreographer

1、Choreographer概述

前面我们知道仅仅依靠VSync 机制无法确保最优的显示效果，因为绘制是随机的，我们必须要还要制定一些规则控制绘制，于是乎Android 引入了一个很艺术的角色——Choreographer 中文意思是编舞者，顾名思义对舞蹈动作进行编排控制（此处老外还是挺浪漫的把UI的绘制看成是一场舞蹈，而Choreography 就是这场舞蹈动作的编舞者)，Choreographer 处理VSync 信号并指导CPU/GPU开始计算/绘制，确保了收到VSync 信号时才开始进行绘制，避免了绘制的随机性。简而言之Choreographer监听处理VSync信号通知并协调应用进行屏幕刷新，即实现了 “Drawing with VSync”。

Google在Android 4.1系统中对Android Display系统进行了优化：在收到VSync pulse后，将马上开始下一帧的渲染。即一旦收到VSync通知，CPU和GPU就立刻开始计算然后把数据写入Buffer。通常应用层不会直接使用Choreographer，而是使用更高级的API，例如动画和View绘制相关的ValueAnimator.start()、View.invalidate()等，业界一般通过Choreographer来监控应用的帧率。

2、 触发Choreographer的创建

2.1、Activity启动后通过ActivityThread#handleResumeActivity触发Activity#onResume方法回调

final void handleResumeActivity(IBinder token,boolean clearHide, boolean isForward, boolean reallyResume, int seq, String reason) {ActivityClientRecord r = mActivities.get(token);// TODO Push resumeArgs into the activity for considerationr = performResumeActivity(token, clearHide, reason);//触发onResume方法if (r != null) {final Activity a = r.activity;if (r.window == null && !a.mFinished && willBeVisible) {r.window = r.activity.getWindow();View decor = r.window.getDecorView();decor.setVisibility(View.INVISIBLE);ViewManager wm = a.getWindowManager();WindowManager.LayoutParams l = r.window.getAttributes();a.mDecor = decor;l.type = WindowManager.LayoutParams.TYPE_BASE_APPLICATION;if (r.mPreserveWindow) {a.mWindowAdded = true;r.mPreserveWindow = false;ViewRootImpl impl = decor.getViewRootImpl();if (impl != nu