Android图形显示架构概览

图形显示系统作为Android系统核心的子系统，掌握它对于理解Android系统很有帮助，下面从整体上简单介绍图形显示系统的架构，如下图所示。

这个框架只包含了用户空间的图形组件，不涉及底层的显示驱动。框架主要包括以下4个图形组件。

1、图形流生产者

图形流生产者一般指的是各个应用，应用通过不同的方式生产出要显示的图形流。可以通过Skia、OpenGL ES等图形库绘制得到，也可以通过Camera拍摄得到，还可以通过Media Player解码得到。

图形流使用缓冲数据表示，图形流生产者通过Surface可以把缓冲数据直接传递到图形流消费者。

2、窗口位置管理

窗口位置管理由WindowManagerService（WMS）完成。现代操作系统一般是多任务的系统，支持多个应用同时运行。当每个应用都需要显示界面时，如果没有窗口位置管理，就无法知道该显示哪个应用的界面。

窗口位置管理维护所有窗口的位置信息，包括窗口在屏幕中的位置、宽高、前后顺序、显示状态，这些信息称为窗口元数据(window metadata)。每当一个窗口的元数据发生了变化，会通知图形流消费者。

3、图形流消费者

图形流消费者负责处理图形缓冲，由SurfaceFlinger完成。对于图形显示而言，消费过程是将各个应用生产的图形数据进行汇总，根据窗口管理提供的窗口元数据将多个图形数据合成到帧缓冲（frame buffer）的过程。

帧缓冲保存的内容正是即将在屏幕中显示的图形数据，它通过硬件抽象层传递到显示屏幕。

4、硬件抽象层

硬件抽象层负责与底层驱动交互。硬件抽象层封装了与底层驱动交互的细节，对外提供简单的接口，有了硬件抽象层，图形消费者只需调用相关的接口即可与底层驱动进行交互，无须关心具体的交互细节。

在硬件抽象层有两个与图形显示系统相关的组件，分别是Gralloc和Hardware Composer，前者负责图形缓冲的分配，后者负责将图形缓冲的内容传递到底层驱动显示。

参考:

李先儒，《Android图形显示系统》，清华大学出版社。