Android SurfaceFlinger中的Layer,LayerDim,LayerBlur,LayerBuffer

应用程序中不同类型的Surface,在FrameWorks本地层的SurfaceFlinger中，分别对应着不同的Layer类，本文主要是讨论这几种Layer的实现和差异。

视觉效果

下面几张图片分别表示了不同Layer产生的视觉效果：



Layer对应普通的窗口
LayerDim会使他后面的窗口产生一个变暗的透明效果
LayerBlur在LayerDim的基础上，背景会产生模糊的效果

创建Layer

默认地，创建普通的窗口Surface，在SurfaceFlinger中会创建Layer类，如果想创建LayerDim或LayerBlur，应用程序需要在绑定View之前设置一下窗口的标志位：

创建LayerDim效果：

@Override
protected voidonCreate(Bundleicicle){
//Besuretocallthesuperclass.

super .onCreate(icicle);

//Havethesystembluranywindowsbehindthisone.
getWindow().setFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_DIM_BEHIND,
WindowManager.LayoutParams.FLAG_DIM_BEHIND);
......
setContentView(......);
}

Java代码

@Override
protected void onCreate(Bundle icicle) {
// Be sure to call the super class.

super.onCreate(icicle);
// Have the system blur any windows behind this one.
getWindow().setFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_DIM_BEHIND,
WindowManager.LayoutParams.FLAG_DIM_BEHIND);
......
setContentView(......);
}

创建LayerBlur效果：

@Override
protected voidonCreate(Bundleicicle){
//Besuretocallthesuperclass.

super.onCreate(icicle);

//Havethesystembluranywindowsbehindthisone.
getWindow().setFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_BLUR_BEHIND,
WindowManager.LayoutParams.FLAG_BLUR_BEHIND);
......
setContentView(......);
}

Cpp代码

@Override
protected void onCreate(Bundle icicle) {
// Be sure to call the super class.

super.onCreate(icicle);
// Have the system blur any windows behind this one.

indow().setFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_BLUR_BEHIND,
WindowManager.LayoutParams.FLAG_BLUR_BEHIND);
......
setContentView(......);
}

相应地，在SufaceFlinger中，会根据Java层传入的标志，创建不同的Layer:

sp<ISurface>SurfaceFlinger::createSurface(ClientIDclientId,intpid,

const String8&name,ISurfaceFlingerClient::surface_data_t*params,

DisplayIDd,uint32_tw,uint32_th,PixelFormatformat,
uint32_tflags)
{
sp<LayerBaseClient>layer;
sp<LayerBaseClient::Surface>surfaceHandle;
......
switch (flags&eFXSurfaceMask){
case eFXSurfaceNormal:

if (UNLIKELY(flags&ePushBuffers)){
layer=createPushBuffersSurfaceLocked(client,d,id,
w,h,flags);
}else {
layer=createNormalSurfaceLocked(client,d,id,
w,h,flags,format);
}
break ;
case eFXSurfaceBlur:
layer=createBlurSurfaceLocked(client,d,id,w,h,flags);
break ;
case eFXSurfaceDim:
layer=createDimSurfaceLocked(client,d,id,w,h,flags);
break ;
}

if (layer!=0){

layer->setName(name);
setTransactionFlags(eTransactionNeeded);
surfaceHandle=layer->getSurface();
........
}

return surfaceHandle;

}

C-sharp代码

sp<ISurface>
SurfaceFlinger::createSurface(ClientID clientId, int pid,
const String8& name, ISurfaceFlingerClient::surface_data_t*
params,
DisplayID d, uint32_t w, uint32_t h, PixelFormat format,
uint32_t flags)
{
sp<LayerBaseClient> layer;
sp<LayerBaseClient::Surface> surfaceHandle;
......
switch (flags & eFXSurfaceMask) {
case eFXSurfaceNormal:
if (UNLIKELY(flags & ePushBuffers)) {
layer = createPushBuffersSurfaceLocked(client, d, id,
w, h, flags);
} else {
layer = createNormalSurfaceLocked(client, d, id,
w, h, flags, format);
}
break;
case eFXSurfaceBlur:
layer = createBlurSurfaceLocked(client, d, id, w, h, flags);
break;
case eFXSurfaceDim:
layer = createDimSurfaceLocked(client, d, id, w, h, flags);
break;
}
if (layer != 0) {
layer->setName(name);
setTransactionFlags(eTransactionNeeded);
surfaceHandle = layer->getSurface();
........
}
return surfaceHandle;
}

Layer类的静态结构

下面的图展示了Layer类之间的继承关系：

所有的Layer都继承了LayerBaseClient，SurfaceFlinger统一通过LayerBaseClient类访问其他的派生Layer类
LayerBaseClient的内嵌类Surface继承了ISurface接口，ISurface用于和SurfaceFlinger的客户端交互
Layer和LayerBuffer都有各自的内嵌类：SurfaceLayer、SurfaceLayerBuffer，继承了 LayerBaseClient的内嵌类Surface
LayerBuffer还有另外的内嵌类：Source，并且派生出另外两个内嵌类：BufferSource、OverlaySource

ISurface接口

ISurface接口其实非常简单，只有几个函数：

requestBuffer() // Layer类使用，用于申请frontbuffer、backbuffer，初始化或size变化时调用
registerBuffers() // LayerBuffer类使用，用于注册IMemoryHeap接口
unregisterBuffers() // LayerBuffer类使用，用于注销IMemoryHeap接口
postBuffer() // post用于刷新的图像数据
createOverlay() // 用于创建Overlay表面

LayerBaseClient的派生类中，会有一个内嵌类，继承LayerBaseClient::Surface，然后根据需要会实现该接口的相应函数。

Layer类

Layer类是使用最多的一个，普通的应用程序窗口都会对应一个Layer类，Layer类的内嵌类SurfaceLayer继承了 ISurface接口，创建Layer类时，将会返回一个ISurface接口给创建者。并且，Layer类在创建时会建立两个 GraphicBuffer对象，这两个Buffer在不同的时刻分别被作为frontbuffer和backbuffer，frontbuffer用于本窗口的画图操作，backbuffer用于所有窗口的混合操作。但是两个GraphicBuffer对象在创建时并没有真正地分配内存，而是在第一次
lockBuffer时才正式通过ISurface接口的requestBuffer方法申请内存，当窗口的大小发生变化时，也要重新分配适合窗口大小的内存。Layer类的主要成员函数如下：

createSurface() 返回ISurface接口
setBuffers() 创建两个GraphicBuffer对象，创建ISurface接口的实现类SurfaceLayer
onDraw() 把frontbuffer中的图像数据通过OpenGL混合到OpenGL的主表面中
doTransaction() 检测并处理窗口大小变化
lockPageFlip() 获取frontbuffer，并且生成frontbuffer的OpenGL贴图
finishPageFlip() unlock frontbuffer，此后该buffer会queue到空闲列表中，下次可以作为backbuffer使用