11.5 Android显示系统框架_Vsync机制_黄油计划_三个方法改进显示系统

5. Vsync机制
5.1 黄油计划_三个方法改进显示系统
vsync, triple buffering, vsync虚拟化

参考文档:
林学森 <深入理解Android内核设计思想>第2版 9.6节

Getting To Know Android 4.1, Part 3: Project Butter - How It Works And What It Added
http://www.androidpolice.com/2012/07/12/getting-to-know-android-4-1-part-3-project-butter-how-it-works-and-what-it-added/

Android 4.4(KitKat)中VSync信号的虚拟化
http://blog.csdn.net/jinzhuojun/article/details/17293325

Vsync：

图中的16ms表示显示一副图片的时间，display表示第几帧，图中display显示第0帧的时候，GPU或者CPU准备第1帧显示的图片，在第0帧尾部，CPU或者GPU本应该开始准备第2帧显示的图片，结果他们偷懒了，没有被强制在Vsync处开始工作，因此Display只能连续两帧显示一副图片 ，称这种现象为Jank

假如cpu或者gpu掉链子了怎么办，如下图，如果GPU忙不过来了，没有能及时完成，又会导致Jank，引入了 triple buffering

上述优化是在Vsync时刻才开始工作，而APP准备好数据是发送给surface，surface使用CPU和GPU进行渲染生成图片，然后发给display，如果都同时工作，那么一副图片显示需要经过两个Vsync时刻32ms，先是APP生成，接着surface处理，然后才能显示，问题的根源是都在Vsync时刻开始工作，错过了就要等到下个Vsync，解决办法是让surface在APP就绪好后就开始工作，因此把App开始工作的时候是Vsync+offset1，surface工作的时刻在Vsync+offset1+offset2

5.2 Vsync框架

(1)谁产生Vsync：硬件或者软件(VsyncThread)

(2)谁处理Vsync：某个线程(DispSyncThread)

(3)Vsync分为Vsync-APP和Vsync-Surface，谁负责Vsync虚拟化(DispSyncThread)

(4)Vsync-App和Vsync-Surface怎么起作用:按需产生：APP需要更新界面的时候，发送请求Vsync信号给EventThread(APP),EventThread(APP)在收到Vsync后唤醒APP，APP开始产生新界面

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 Surface需要合成界面的时候，发送请求Vsync信号给EventThread(Surface),EventThread(Surface)在收到Vsync后唤醒Surface，Surface开始合成新界面

由上图可知Vsync框架引入了五个线程：软件产生Vsync信号的线程、虚拟化Vsync信号产生Vsync-APP和Vsync-Surface的线程、分别对Vsync-APP和Vsync-Surface感兴趣的EventThread(APP)和EventThread(Surface)、SurfaceFlinger线程

当应用程序需要更新它的界面的时候对EventThread(APP)发出请求，请求得到Vsync-APP信号，APP得到Vsync-APP信号后，APP开始构造画面，完成后把这些画面发送的SurfaceFlinger线程，SurfaceFlinger收到画面后其向EventThread(Surface)发出请求，请求得到Vsync-Surface信号，SurfaceFlinger得到Vsync-Surface信号后，SurfaceFlinger开始合成画面

APP按需进行：

(1)APP有更新界面的需要时，它需要得到Vsync-APP

(2)APP向EventThread(APP)提出请求

(3)EventThread(APP)再向DispSyncThread提出请求

(4)DispSyncThread收到Vsync后，休眠offset1，发出Vysnc-APP

Surface按需进行：

(1)APP把新数据发给Surface

(2)Surface有Vsync需求，向EventThread(surface)发出请求

(3)EventThread(Surface)再向DispSyncThread发出请求

(4)DispSyncThread收到Vsync后，休眠offset2，发出Vysnc-Surface

5.3 初始化代码分析

上述所说的Vsync框架中的五个线程同属于SurfaceFlinger进程，在Main_surfaceflinger.cpp函数中创建，SurfaceFlinger是主线程

5.4 surfaceflinger使用vsync过程代码分析

(1)APP发数据给surfaceflinger

(2)surfaceflinger发请求给EventThread(surface)

(3)EventThread(surface)发vsync请求给DispSyncThread

(4)硬件或者软件Vsync会唤醒DispSyncThread

(5)DispSyncThread发信号给EventThread(surface)，其在发信号给surfaceflinger