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。