Android经典实战之SurfaceView原理和实践

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SurfaceView 是一个非常强大但也相对复杂的 UI 组件，特别适用于对性能要求较高的绘制任务，如视频播放、游戏等。

1. SurfaceView 原理

SurfaceView 是一种特殊的 View，它提供了一个独立的绘制表面。与普通的 View 不同，它把绘制内容和图层的生成放在一个独立的 Surface 上。SurfaceView 的主要特点是：

• 提供一个独立的 Surface，避免与主 UI 线程的冲突。
• 通过独立的 Surface，可以在独立的线程进行绘制，极大地提高了绘制的效率和性能。

2. Surface 类

Surface 是一个图形接口，用于在不同的线程间传递图形缓冲区。Surface 类常与 SurfaceView、SurfaceHolder 以及 SurfaceTexture 一起使用。

• Surface：代表一个基础的绘图表面。
• SurfaceHolder：用于访问和控制 SurfaceView 的 Surface。
• SurfaceTexture：用于管理基于 GPU 的纹理绘制。

3. SurfaceView 与 View 树的关系

SurfaceView 在布局上存在于 View 树中，但其内容实际上是在独立的 Surface 上进行绘制的。这使得它与普通的 View 有很大的不同：

• 普通 View 的绘制一般是在 UI 线程上进行的，而 SurfaceView 的绘制可以在独立的线程上进行。
• SurfaceView 在渲染时，实际的绘制表面位于自己的独立层上，这层与 View 树的其他部分是分离的。
• SurfaceView 可能会出现与其他 View 层次关系相关的问题，如SurfaceView 总是出现在所有 View 的最上方。

4. SurfaceView 使用举例

下面是一个简单的使用 SurfaceView 绘制一个移动矩形的例子，使用 Kotlin 代码展示：

import android.content.Context
import android.graphics.Canvas
import android.graphics.Color
import android.graphics.Paint
import android.util.AttributeSet
import android.view.SurfaceHolder
import android.view.SurfaceViewclass CustomSurfaceView(context: Context, attrs: AttributeSet? = null) : SurfaceView(context, attrs), SurfaceHolder.Callback {private var drawingThread: Thread? = nullprivate var isRunning = falseprivate val paint = Paint().apply {color = Color.REDstyle = Paint.Style.FILL}private var positionX = 0private val speedX = 5init {holder.addCallback(this)}override fun surfaceCreated(holder: SurfaceHolder) {isRunning = truedrawingThread = Thread {while (isRunning) {val canvas: Canvas? = holder.lockCanvas()if (canvas != null) {synchronized(holder) {drawSomething(canvas)}holder.unlockCanvasAndPost(canvas)}}}drawingThread?.start()}private fun drawSomething(canvas: Canvas) {canvas.drawColor(Color.WHITE)canvas.drawRect(positionX.toFloat(), 100f, (positionX + 100).toFloat(), 200f, paint)positionX += speedXif (positionX > width) positionX = 0}override fun surfaceChanged(holder: SurfaceHolder, format: Int, width: Int, height: Int) {// Handle surface changes if needed}override fun surfaceDestroyed(holder: SurfaceHolder) {isRunning = falsedrawingThread?.join()}
}

在这个示例中，我们创建了一个 CustomSurfaceView，它继承了 SurfaceView 并实现了 SurfaceHolder.Callback 接口。在 surfaceCreated() 方法中启动了一个线程，该线程在独立的表面上绘制一个移动的矩形。

5. 需要注意的问题

使用 SurfaceView 时需要注意几个问题：

• 线程安全：确保绘图线程能够正常停止，防止内存泄漏或异常。
• 双重缓冲：如果需要实现平滑动画，建议使用双缓冲技术。
• 生命周期：记得正确处理 SurfaceView 的生命周期方法，避免绘图线程在 Surface 销毁后仍然运行。
• 与普通 View 叠加问题：由于 SurfaceView 总是处在所有 View 的最上方，可能需要特殊处理才能正确显示多层 View 的叠加效果。
• 性能优化：在高性能场景中，注意优化绘制代码，避免在绘制方法中执行耗时操作。

总结

SurfaceView 是一个非常适用于高性能绘制任务的组件，通过理解其原理、Surface 类的作用以及与 View 树的关系，可以更好地在实际项目中加以应用。在使用过程中注意线程安全、生命周期管理以及性能优化，以确保应用的稳定性和流畅性。

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