android 显示系统详解,Android 显示系统概述

Android 显示系统概述

Android 显示系统是Android操作系统中一个至关重要的子系统，它负责将应用的数据渲染到屏幕上，为用户提供直观的视觉体验。从用户的角度来看，一个APP的界面是如何从代码变为屏幕上的图像的呢？这就涉及到Android显示系统的复杂运作过程。

显示系统的组成

Android显示系统可以分为以下几个主要部分：

硬件屏幕驱动：这是显示系统的最底层，负责与硬件屏幕进行通信，例如通过/dev/graphics/fb节点来控制屏幕显示。

HAL层（硬件抽象层）：作为显示系统、音频系统等子系统与Linux内核驱动之间的统一通信接口，Gralloc是Android系统中与屏幕驱动通信的HAL，负责管理framebuffer的分配和释放。

Composer：为厂商自定义合成提供接口，是显示系统中的关键模块。

图形系统：提供绘图和图形处理支持，包括2D绘图API Skia、3D绘图API OpenGLES、RenderScript、OpenCV等。

界面绘制机制：Android提供的大多view和widget都是2D的绘图，通过硬件加速将2D绘图操作转换为3D绘图，提高渲染效率。

图像引擎Skia

Skia是Android的核心图形引擎，由Google收购Skia公司后开发而成。Skia图形渲染引擎主要涉及以下三个库：

libcorecg.so：包含/skia/src/core的部分内容，如Region、Rect等，用于SurfaceFlinger中的可见区域计算。

libsgl.so：包含/skia/src/coreeffectsimagesportsutils的部分和全部内容，实现Skia大部分的图形效果和图形格式编辑。

libskiagl.so：包含/skia/src/gl的内容，用于调用OpenGL实现部分效果。

OpenGL ES

OpenGL ES是Android 3D绘图API，它允许开发者利用GPU进行3D图形渲染。OpenGL ES在Android显示系统中扮演着重要角色，它可以将2D绘图操作转换为3D绘图，提高渲染效率。

Surface

Surface是Android显示系统中的一个重要概念，它代表了一个可绘制的区域。在Android中，Surface用于存储和渲染图像数据，是连接应用和显示系统的重要桥梁。

显示系统的工作流程

Android显示系统的工作流程大致如下：

应用通过View和Widget构建用户界面。

应用将绘制请求发送给SurfaceFlinger。

SurfaceFlinger将绘制请求转换为OpenGL ES命令，并提交给GPU进行渲染。

GPU渲染完成后，将图像数据发送回SurfaceFlinger。

SurfaceFlinger将渲染完成的图像数据显示在屏幕上。

优化显示系统

为了提高显示系统的性能，Android系统采取了一系列优化措施，例如：

Vsync同步：通过Vsync信号同步渲染，保证画面的流畅性。

多级缓冲：使用双缓冲等技术，提高UI流程度。

黄油计划：通过优化CPU、GPU和内存的使用，减少Jank现象。

Android显示系统是一个复杂而庞大的子系统，它负责将应用的数据渲染到屏幕上，为用户提供直观的视觉体验。了解Android显示系统的工作原理和优化方法，对于开发高性能的Android应用具有重要意义。