Choreographer解析

Choreographer_舞蹈编导

为什么叫舞蹈编导，因为舞蹈是由节奏的，节奏是每个点位动作的快慢控制，跳舞时节奏很重要，编舞者控制节奏。视图刷新也是如此，不是说你想刷就能刷，一切要按照底层信号要求的节奏来。

理解屏幕刷新频率

刷新频率：每秒钟刷新屏幕的次数，从缓存中取出每一帧，显示到屏幕上的速度。
帧率：GPU/CPU生成每一帧画面图像，存入缓存中的速度。
一般情况下帧率是大于刷新频率的，每个设备的刷新频率固定，与硬件相关，若帧率是刷新率的两倍，两张图像画面，只能有一个现实到屏幕上，也就是说生产画面的速度要大于显示画面的速度。典型的生产者-消费者模式。
屏幕刷新过程：从左到右刷新一行，然后垂直刷新，再一行..，直到屏幕刷新完毕。每一次刷新，都是这一个过程，刷新一次后，中间有一个期间，刷新率太高，每秒60帧左右，人眼无法感知。
tearing：若帧率大于刷新率，会导致在刷新前一帧还未开始时，缓存已经被新一帧覆盖一部分，那么在刷新前一帧时，现显示的一部分是新一帧内容。会导致画面前后帧上下重叠。这种情况技术上称之tearing，画面撕裂的意思。
解决方案：增加缓存到两个缓存，CPU生成帧存入一个缓存A，屏幕取出帧存入另一个缓存B，解决了一个缓存导致生产者与消费者不同步的问题。增加Vsync同步信号，负责调度将A缓存拷贝到B缓存，显示取出的就是一个完整帧的画面。Vsync信号在一帧刷新完的中间期间产生，A到B的复制(交换地址即可)，进入下一次刷新，并通知生产者gpu/cpu继续生产帧，只有收到Vsync信号，生产者才会生产帧。因此，可使帧率与刷新率保持同步，消耗一次才生成一次。
掉帧：若Vsync信号发出时，A缓存正在被生产者锁住生产，gpu绘制生产帧时间超过信号发出时刻一点，此时不会复制。导致B缓存仍是老帧，下一次周期与前一次刷新相同的帧。当gpu生产结束后，此时刷新老数据的刷新周期中，还没有Vsync信号，则gpu空闲。
掉帧解决方案：再增加一个缓存到三个缓存。当有缓存锁住时复制他前面的上一次被锁住的另一个缓存。

Android平台提供两种信号，一种是硬件信号，另一种是软件信号，由SurfaceFlinger进程的一个线程定时发出，硬件信号由硬件发出。
App进程若要通过gpu实现图像绘制，需要在接收到Vsync信号的条件下进行，因此，App进程访问SurfaceFlinger进程获取这个信号，再进行gpu绘制。

Choreographer就是负责获取Vsync同步信号并控制App线程(主要是主线程绘图)完成图像绘制的类。

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Choreographer单例

在Android系统中主要是主线程负责UI绘制，其他线程也可以绘制，如SurfaceView，这里以主线程UI绘制进行介绍。

每个线程中保存一个Choreographer实例对象。

Choreographer#sThreadInstance静态对象。

private static final ThreadLocal<Choreographer> sThreadInstance =
            new ThreadLocal<Choreographer>() {
    @Override
    protected Choreographer initialValue() {
        Looper looper = Looper.myLooper();
        if (looper == null) {
            //抛出异常。
        }
        return new Choreographer(looper);
    }
};

线程本地存储ThreadLocal变量，Choreographer类型，在线程中初始化变量时，创建Choreographer对象，绑定主线程Looper。

每个窗体旗下ViewRootImpl均使用同一个Choregrapher对象，它承担控制大部分视图绘制节奏的工作。

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