SurfaceView浅析

什么是SurfaceView呢？

为什么是SurfaceView呢？Surface的意思是表层，表面的意思，那么SurfaceView就是指一个在表层的View对象。为什么说是在表层呢，这是因为它有点特殊跟其他View不一样，其他View是绘制在表层外，而它就是充当表层对象。假设你要在一个球上画画，那么球的表层就当做你的画布对象，你画的东西会挡住它的表层，我们默认没使用SurfaceView，那么球的表层就是空白的，如果我们使用了SurfaceView，我
们可以理解为我们拿来的球本身表面就具有纹路，你是画再纹路之上的，如果你画的是半透明的，那么你将可以透过你画的东西看到球面本身的纹路。SDK的文档说到：SurfaceView就是在Window上挖一个洞，它就是显示在这个洞里，其他的View是显示在Window上，所以View可以显式在 SurfaceView之上，你也可以添加一些层在SurfaceView之上。

SurfaceView还有其他的特性，上面我们讲了它可以控制帧数，那它是什么控制的呢？这就需要了解它的使用机制。一般在很多游戏设计中，我们都是开辟一个后台线程计算游戏相关的数据，然后根据这些计算完的新数据再刷新视图对象，由于对View执行绘制操作只能在UI线程上，
所以当你在另外一个线程计算完数据后，你需要调用View.invalidate方法通知系统刷新View对象，所以游戏相关的数据也需要让UI线程能访问到，这样的设计架构比较复杂，要是能让后台计算的线程能直接访问数据，然后更新View对象那改多好。我们知道View的更新只能在UI线程中，所以使用自定义View没办法这么做，但是SurfaceView就可以了。它一个很好用的地方就是允许其他线程(不是UI线程)绘制图形(使用Canvas)，根据它这个特性，你就可以控制它的帧数，你如果让这个线程1秒执行50次绘制，那么最后显示的就是50帧。

如何使用SurfaceView？

首先SurfaceView也是一个View，它也有自己的生命周期。因为它需要另外一个线程来执行绘制操作，所以我们可以在它生命周期的初始化阶段开辟一个新线程，然后开始执行绘制，当生命周期的结束阶段我们插入结束绘制线程的操作。这些是由其内部一个SurfaceHolder对象完成的。 SurfaceHolder，顾名思义，它里面保存了一个队Surface对象的引用，而我们执行绘制方法就是操作这个
Surface，SurfaceHolder因为保存了对Surface的引用，所以使用它来处理Surface的生命周期，说到底 SurfaceView的生命周期其实就是Surface的生命周期，因为SurfaceHolder保存对Surface的引用，所以使用 SurfaceHolder来处理生命周期的初始化。首先我们先看看建立一个SurfaceView的大概步骤，先看看代码：

import android.app.Activity;
import android.content.Context;
import android.graphics.Canvas;
import android.graphics.Color;
import android.graphics.Paint;
import android.os.Bundle;
import android.view.View;  

public class AnimateViewActivity extends Activity {  

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);  

        setContentView(new AnimateView(this));  

    }  

    class AnimateView extends View{  

        float radius = 10;
        Paint paint;  

        public AnimateView(Context context) {
            super(context);
            paint = new Paint();
            paint.setColor(Color.YELLOW);
            paint.setStyle(Paint.Style.STROKE);
        }  

        @Override
        protected void onDraw(Canvas canvas) {  

            canvas.translate(200, 200);
            canvas.drawCircle(0, 0, radius++, paint);            

            if(radius > 100){
                radius = 10;
            }  

            invalidate();//通过调用这个方法让系统自动刷新视图  

        }  

    }  

}

上面代码我们在SurfaceView的构造方法中执行了init初始化方法，在这个方法里，我们先获取SurfaceView里的 SurfaceHolder对象，然后通过它设置Surface的生命周期回调方法，使用DemoSurfaceView类本身作为回调方法代理类。 surfaceCreated方法，是当SurfaceView被显示时会调用的方法，所以你需要再这边开启绘制的线
程，surfaceDestroyed方法是当SurfaceView被隐藏会销毁时调用的方法，在这里你可以关闭绘制的线程。上面的例子运行后什么也不显示，因为还没定义一个执行绘制的线程。下面我们修改下代码，使用一个线程绘制一个逐渐变大的圆圈：

import android.content.Context;
import android.view.SurfaceHolder;
import android.view.SurfaceHolder.Callback;
import android.view.SurfaceView;  

public class DemoSurfaceView extends SurfaceView  implements Callback{  

    public DemoSurfaceView(Context context) {
        super(context);  

        init(); //初始化,设置生命周期回调方法  

    }  

    private void init(){  

        SurfaceHolder holder = getHolder();
        holder.addCallback(this); //设置Surface生命周期回调  

    }  

    @Override
    public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width,
            int height) {
    }  

    @Override
    public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder) {
    }  

    @Override
    public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {
    }  

}

上面代码编写了一个使用SurfaceView制作的动画效果，它的效果跟上面自定义View的一样，但是这边的SurfaceView可以控制动画的帧数。在SurfaceView中内置一个LoopThread线程，这个线程的作用就是用来绘制图形，在SurfaceView中实例化一个 LoopThread实例，一般这个操作会放在SurfaceView的构造方法中。然后通过在SurfaceView中的SurfaceHolder的
生命周期回调方法中插入一些操作，当Surface被创建时(SurfaceView显示在屏幕中时)，开启LoopThread执行绘制，LoopThread会一直刷新SurfaceView对象，当SurfaceView被隐藏时就停止改线程释放资源。这边有几个地方要注意下：

1.因为SurfaceView允许自定义的线程操作Surface对象执行绘制方法，而你可能同时定义多个线程执行绘制，所以当你获取 SurfaceHolder中的Canvas对象时记得加同步操作，避免两个不同的线程同时操作同一个Canvas对象，当操作完成后记得调用 SurfaceHolder.unlockCanvasAndPost方法释放掉Canvas锁。

2.在调用doDraw执行绘制时，因为SurfaceView的特点，它会保留之前绘制的图形，所以你需要先清空掉上一次绘制时留下的图形。(View则不会，它默认在调用View.onDraw方法时就自动清空掉视图里的东西)。

3. 记得在回调方法：onSurfaceDestroyed方法里将后台执行绘制的LoopThread关闭，这里是使用join方法。这涉及到线程如何关闭的问题，多数人建议是通过一个标志位：isRunning来判断线程是否该停止运行，如果你想关闭线程只需要将isRunning改成false即可，线
程会自动执行完run方法后退出。

总结：

通过上面的分析，现在大家应该会简单使用SurfaceView了，总的归纳起来SurfaceView和View不同之处有：

1. SurfaceView允许其他线程更新视图对象(执行绘制方法)而View不允许这么做，它只允许UI线程更新视图对象。

2. SurfaceView是放在其他最底层的视图层次中，所有其他视图层都在它上面，所以在它之上可以添加一些层，而且它不能是透明的。

3. 它执行动画的效率比View高，而且你可以控制帧数。

4. 因为它的定义和使用比View复杂，占用的资源也比较多，除非使用View不能完成，再用SurfaceView否则最好用View就可以。(贪吃蛇，俄罗斯方块，棋牌类这种帧数比较低的可以使用View做就好)

5. SurfaceView的挖洞过程

SurfaceView的窗口类型一般都是TYPE_APPLICATION_MEDIA或者TYPE_APPLICATION_MEDIA_OVERLAY，也就是说，它的Z轴位置是小于其宿主窗口的Z位置的。为了保证SurfaceView的UI是可见的，SurfaceView就需要在其宿主窗口的上面挖一个洞出来，实际上就是在其宿主窗口的绘图表面上设置一块透明区域，以便可以将自己显示出来。

从SurfaceView的绘图表面的创建过程可以知道，SurfaceView在被附加到宿主窗口之上的时候，会请求在宿主窗口上设置透明区域，而每当其宿主窗口刷新自己的UI的时候，就会将所有嵌入在它里面的SurfaceView所设置的透明区域收集起来，然后再通知WindowManagerService服务为其设置一个总的透明区域。

从SurfaceView的绘图表面的创建过程可以知道，SurfaceView在被附加到宿主窗口之上的时候，SurfaceView类的成员函数onAttachedToWindow就会被调用。SurfaceView类的成员函数onAttachedToWindow在被调用的期间，就会请求在宿主窗口上设置透明区域。

结来说，就是SurfaceView有以下三个特点：

A. 具有独立的绘图表面；

B. 需要在宿主窗口上挖一个洞来显示自己；

C. 它的UI绘制可以在独立的线程中进行，这样就可以进行复杂的UI绘制，并且不会影响应用程序的主线程响应用户输入。

什么是双缓冲？

不用画布，直接在窗口上进行绘图叫做无缓冲绘图。用了一个画布，将所有内容都先画到画布上，在整体绘制到窗口上，就该叫做单缓冲绘图，那个画布就是一个缓冲区。用了两个画布，一个进行临时的绘图，一个进行最终的绘图，这样就叫做双缓冲绘图。

surfaceView自身实现了双缓冲，而View没有。其实view你也可以自己实现，但是实现的结构不如surfaceView好。

surfaceView通过 surfaceHolder.lockCanvas 锁定画布，实现下一张图片的绘制，再通过另外的线程刷新界面，绘制图片。

view则是直接在ondraw里绘制图片，刷新界面。其实view也可以实现双缓冲机制，你可以在另个出ondraw的方法中绘制下一张bitmap（参见：http://blog.csdn.net/liubingzhao/article/details/5563113），也可以另开一个线程，处理除了绘制图片以外的操作（参见：http://topic.csdn.net/u/20110901/23/e283f805-20dc-40c3-8381-403dd1ca69b0.html），就实现了view的双缓冲。

为什么动态绘图surfaceView要比View好？

因为View是在UI主线程中进行绘制的，绘制时会阻塞主线程，如果ontouch事件又处理的比较多的话会导致界面卡。而surfaceView是另开了一个线程绘制的，再加上双缓冲机制，所以要高效。不会卡。其实现在一般实现view的时候一般都会在其他出先生成bitmap在给ondraw去画，所以双缓冲的作用不是那么明显了。