Android 图形系统分析-surfaceFlinger流程
android screenrecord 原理
android screenrecord 原理Android Screenrecord 原理Android的Screenrecord功能是一种可以将设备屏幕内容录制为视频的功能。
在本文中，我们将从浅入深地解释Android Screenrecord的原理。
1. Screenrecord概述屏幕录制的需求 - 屏幕录制是一项重要的功能，可以用于教育、演示、测试等场景。
- Android设备上的屏幕录制功能可以帮助用户轻松捕捉设备上显示的动态内容。
Screenrecord的功能 - Screenrecord是Android系统上的一个命令行工具，用于录制设备屏幕。
- 使用Screenrecord，用户可以录制设备屏幕上的所有操作，并将其保存为视频文件。
2. Screenrecord的实现原理Android系统的基础 - Android系统的UI界面是由一个个View 构成的，不同的View通过绘制形成最终的屏幕显示内容。
- View绘制过程中，会调用View的onDraw()方法进行界面绘制。
屏幕录制的核心 - Screenrecord通过获取实时的屏幕图像，并将其保存为一系列图像帧，最终合成为视频文件。
- 为了获取屏幕图像，Screenrecord需要在每一帧绘制之后拿到屏幕上的图像数据。
Android的SurfaceFlinger - SurfaceFlinger是Android系统中的一个服务，负责屏幕图像的合成和显示。
- SurfaceFlinger能够获取屏幕上每一帧的图像数据。
Screenrecord的工作流程 - Screenrecord通过与SurfaceFlinger进行交互，获取屏幕上的图像数据。
- 然后，Screenrecord将这些图像数据保存到视频文件中。
3. 屏幕录制的实现步骤获取SurfaceFlinger句柄 - 首先，Screenrecord需要获取SurfaceFlinger的服务句柄，以便与之进行交互。
10_Android的GUI系统
2.2 libui
format 部分： 这个部分本身定义颜色空间的枚举和数据结构，它需要充 用 pixelflinger 中的一些关于数据格式定义。 EglWindows 部分： 包含了 EGL 头文件构建的 egl_native_window_t ，是整个 系统显示的基础。 Key/Event 部分： 这是 Android 系统输入的基础，其中定义按键的映射，通 过操作 event 事件设备来实现获取系统的输入的。
Android 的 GUI 系统
韩 超 @ Android 技术
Android 的 GUI 系统
第一部分 第二部分 第三部分 第四部分 第五部分 第六部分
Android GUI 系统综述 GUI 框架 libui 库及相关 Surface 系统 2D 图形系统 3D 图形系统 窗口和视图结构
3.1 Surface 系统结构
Surface 系统的结构： libui.so （或 libsurfacefilnger_client.so ）提供 Surface 部分的本地接口。 libsurfacefilnger.so 提供实现。 Java 框架主要调用 Surface 向 UI 提供接口。 Navtive 部分主要使用 ISurface 。
2.2 libui
Surface ： Surface 相关的头文件和实现为 SurfaceFlinger 定义接口和框架。 头文件： include/surface/ Overlay ： 定义视频输出的接口。 Camera ： 定义摄像头的框架和接口。 头文件： include/camera/
第三部分 Surface 系统 3.1 Surface 系统的结构 3.2 SurfaceFlinger 本地代码 3.3 Surface 的 Java 和 Jni 代码
Android进程内存统计工具procstats
进程统计：了解如何使你的应用程序使用RAM安卓4.4奇巧推出了一款名为procstats新的系统服务，帮助您更好地了解您的应用程序是如何使用设备上的RAM资源。
Procstats能够看到您的应用程序的行为在一段时间- 包括它在后台运行，多少内存在这段时间里，它使用多长时间。
它可以帮助你快速找到尤其是在低RAM的设备上运行时效率低下和不良行为在你的应用程序，它可以影响它如何执行。
您可以使用亚行的shell命令来访问procstats的数据，但为了方便也有一个新的进程统计的开发工具，它提供了一个图形化的前端相同的数据。
你可以找到处理统计在设置>开发人员选项>进程统计。
在这篇文章中，我们将先来看看进程统计图形工具，然后深入到它背后的存储器中的数据，它是如何收集的细节，以及为什么它是如此对你有用，你分析你的应用程序。
存储过程概述统计一段时间内使用的后台进程。
综观全系统的内存使用和后台进程当您打开进程统计，你看到的全系统内存不足的情况，并了解如何进程使用的内存随着时间的总结。
在右边的图像给你什么，你可能一个典型的设备上看到的一个例子。
在我们可以看到，在屏幕的顶部：∙我们正在收集过去〜3.5小时数据。
∙目前该设备的RAM情况良好（“设备的内存是目前正常”）。
∙在此期间，整个时间内存状态一直不错- 这是显示由绿条。
如果设备内存是越来越低，你会看到代表总时间与低内存量栏左侧的黄色和红色区域。
下面的绿条，我们可以看到在后台，他们已经把系统上的内存负载运行的进程的概述：∙右边的百分比数字表示每个时间进程已经花费的总持续时间期间运行的量。
∙蓝条表示每个过程的相对计算的内存负载。
（内存负荷runtime*avg_pss，我们将进入更详细的版本。
）∙一些应用程序可能会多次列出，因为什么被显示的是进程（例如，谷歌Play业务运行在两个过程）。
这些应用程序的存储器负荷是其各个处理的负荷的总和。
∙有在该已经全部运行的100％的时间前几道工序，但与由于其相对存储器使用不同的权重。
Android之SurfaceView详解
Android之SurfaceView详解展开全文SurfaceView介绍通常情况程序的View和用户响应都是在同一个线程中处理的，这也是为什么处理长时间事件（例如访问网络）需要放到另外的线程中去（防止阻塞当前UI线程的操作和绘制）。
但是在其他线程中却不能修改UI元素，例如用后台线程更新自定义View（调用View的在自定义View中的onDraw函数）是不允许的。
如果需要在另外的线程绘制界面、需要迅速的更新界面或则渲染UI界面需要较长的时间，这种情况就要使用SurfaceView了。
SurfaceView中包含一个Surface对象，而Surface是可以在后台线程中绘制的。
Surface属于 OPhone底层显示系统。
SurfaceView 的性质决定了其比较适合一些场景：需要界面迅速更新、对帧率要求较高的情况。
使用SurfaceView需要注意以下几点情况：SurfaceView和SurfaceHolder.Callback函数都从当前SurfaceView 窗口线程中调用（一般而言就是程序的主线程）。
有关资源状态要注意和绘制线程之间的同步。
在绘制线程中必须先合法的获取Surface 才能开始绘制内容，在SurfaceHolder.Callback.surfaceCreated() 和SurfaceHolder.Callback.surfaceDestroyed()之间的状态为合法的，另外在Surface类型为SURFACE_TYPE_PUSH_BUFFERS时候是不合法的。
额外的绘制线程会消耗系统的资源，在使用SurfaceView的时候要注意这点。
使用SurfaceView 只要继承SurfaceView类并实现SurfaceHolder.Callback接口就可以实现一个自定义的SurfaceView 了，SurfaceHolder.Callback在底层的Surface状态发生变化的时候通知View，SurfaceHolder.Callback具有如下的接口：surfaceCreated(SurfaceHolder holder)：当Surface第一次创建后会立即调用该函数。
Android_图形系统分析-surfaceFlinger流程
从最上层到最底层的数据流的分析可以看到实际上 GDI 在上层为 GUI 提供一个抽象的 概念,就好像操作系统中的文件系统所提供文件，目录等抽象概念一 样，GDI 输出抽象成了 文本,画笔,位图操作等设备无关的操作,让应用程序员只需要面对逻辑的设备上下文进行输 出操作,而不要涉及到具体输出设备,以及输 出边界的管理。GDI 负责将文本、线条、位图等 概念对象映射到具体的物理设备，所以 GDI 的在大体方向上可以分为以下几大要素：
1.1 点的格式 对于不同的 LCD 来讲，FrameBuffer 的二进制格式不一样，并且可以分为两部分： 1)点的格式：通常将 Depth,即表示多少位表示一个点。
1 位表示一个点 2 位表示一个点 16 位表示一个点 32 位表示一个点（Alpha 通道） 2) 点内格式：RGB 分量分布表示。 例如对于我们常见的 16 位表示一个点
1.2 格式之间的转换 所以屏幕输出实际上是一个值映射的关系。我们可以有如下的点格式转换，
源格式可能来自单色位图和彩色位图，对于具体的目标机来讲，我们的目标格式可能就 是一种，例如 16 位（5/6/5）格式。其实就只存在一种格式的转换，即从目标格式都是 16 位格式。
但是，在设计 GDI 时，基本要求有一个可移植性好，所以我们还是必须考虑对于不同 点格式 LCD 之间的转换操作。所以在 GDI 的驱动程序中涉及到区域操作(Blit)：我们在显示 缓冲区上做的最多的操作就是区块搬运。由此，很多的应用处理器使用了硬件图形加速器来 完成区域搬运:blit.从我们的主要操作的对象来看,可以分为两个方向:
surfaceflinger analysis
surfaceflinger analysis摘要：1.Surfaceflinger 概述2.Surfaceflinger 分析方法3.Surfaceflinger 应用实例4.Surfaceflinger 的未来发展正文：【1.Surfaceflinger 概述】Surfaceflinger 是一种用于分析和处理三维表面数据的软件工具，广泛应用于科学研究、工程设计、医学成像和虚拟现实等领域。
它通过提供一系列强大的算法和功能，帮助用户对表面数据进行处理、分析和可视化，从而更好地理解表面形态和结构。
【2.Surfaceflinger 分析方法】Surfaceflinger 主要包括以下几种分析方法：（1）表面重建：通过输入点云数据，Surfaceflinger 可以自动或手动地生成表面重建模型，包括三角网格、NURBS 曲面等。
（2）表面分割：Surfaceflinger 可以对表面进行分割，生成多个子表面，以便进行局部分析。
（3）表面特征提取：Surfaceflinger 能够识别和提取表面的特征，如孔洞、脊线、曲率等。
（4）表面拟合：Surfaceflinger 可以对表面进行拟合，提高表面模型的精度。
（5）表面可视化：Surfaceflinger 提供了多种可视化工具，如着色、光照、材质等，可以直观地展示表面模型。
【3.Surfaceflinger 应用实例】Surfaceflinger 在许多领域都有广泛应用，例如：（1）在医学成像中，Surfaceflinger 可以用于处理CT、MRI 等扫描数据，辅助医生进行疾病诊断。
（2）在工程设计中，Surfaceflinger 可以用于分析飞机翼、汽车车身等复杂形状的表面特性，以提高设计质量。
（3）在虚拟现实中，Surfaceflinger 可以用于创建虚拟环境，提高用户体验。
【4.Surfaceflinger 的未来发展】随着科技的不断进步，Surfaceflinger 在未来将继续发挥重要作用。
dumpsys surfaceflinger解读
dumpsys surfaceflinger解读摘要：1.dumpsys surfaceflinger 概念介绍2.dumpsys surfaceflinger 常用命令列表3.如何使用dumpsys surfaceflinger 分析Android 设备问题4.dumpsys surfaceflinger 对开发者的重要性5.结论正文：【1.dumpsys surfaceflinger 概念介绍】dumpsys 是Android 开发中常用的一种命令行工具，可以用于获取设备系统信息、调试问题和诊断性能等。
surfaceflinger 是Android 系统中的一个核心组件，负责管理屏幕显示和渲染。
dumpsys surfaceflinger 命令则是用来获取surfaceflinger 的相关状态信息和日志，以便更好地分析和解决Android 设备的问题。
【2.dumpsys surfaceflinger 常用命令列表】以下是一些常用的dumpsys surfaceflinger 命令：- dumpsys surfaceflinger -- 显示surfaceflinger 组件的详细信息- dumpsys surfaceflinger --reset-configs -- 重置surfaceflinger 配置- dumpsys surfaceflinger --activity -- 显示当前活动窗口的详细信息- dumpsys surfaceflinger --display -- 显示设备显示器的详细信息- dumpsys surfaceflinger --layer -- 显示当前层叠窗口的详细信息【3.如何使用dumpsys surfaceflinger 分析Android 设备问题】当遇到Android 设备显示问题或者渲染问题时，可以使用dumpsys surfaceflinger 命令来获取相关日志和状态信息，然后根据这些信息进行分析。
surfaceflinger analysis
surfaceflinger analysis SurfaceFlinger 是Android 系统中的一个重要组件，它负责显示系统中的所有图形内容，包括应用程序界面，壁纸，动画效果等。
本文将一步一步分析SurfaceFlinger 的功能和工作原理。
1. SurfaceFlinger 的功能SurfaceFlinger 在Android 系统中扮演着显示管道的角色，它负责将各个应用程序的图形内容合成在一起，并最终将结果显示在屏幕上。
具体来说，SurfaceFlinger 的功能包括以下几个方面：# 窗口管理SurfaceFlinger 负责管理应用程序的窗口，以及窗口之间的层级关系。
它可以根据不同的窗口类型和优先级对窗口进行分类和排序，从而决定它们在屏幕上的显示顺序。
# 内容合成SurfaceFlinger 将来自各个应用程序的图形内容进行合成，生成最终的显示图像。
这个过程包括对窗口的位置、大小、透明度等属性进行处理，以及将多个图层进行混合和合并，生成最终的合成帧。
# 帧缓冲管理SurfaceFlinger 负责管理系统中的帧缓冲（Frame Buffer），它在每一帧的渲染过程中，会将合成的图像写入到帧缓冲中，最终由显示硬件将帧缓冲中的内容显示在屏幕上。
# 动画和效果SurfaceFlinger 支持各种动画和特效效果，如窗口切换动画、过渡效果等。
它可以根据应用程序的需求，对窗口的变化进行平滑处理，使用户获得更好的交互体验。
2. SurfaceFlinger 的工作流程了解SurfaceFlinger 的工作流程对深入理解其工作原理非常重要。
下面是SurfaceFlinger 的基本工作流程：# 1. 初始化SurfaceFlinger 在系统启动时进行初始化，它会创建一个主线程（主要由SurfaceFlinger 主类进行处理），用于处理各个窗口的绘制和合成。
# 2. 窗口管理SurfaceFlinger 会周期性地遍历系统中所有的窗口，对它们进行排序和处理。
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第一章Android GDI之基本原理及其总体框架Android GDI基本框架在Android中所涉及的概念和代码最多，最繁杂的就是GDI相关的代码了。
但是本质从抽象上来讲，这么多的代码和框架就干了一件事情：对显示缓冲区的操作和管理。
GDI主要管理图形图像的输出,从整体方向上来看,GDI可以被认为是一个物理屏幕使用的管理器。
因为在实际的产品中，我们需要在物理屏幕上输出不同的窗口，而每个窗口认为自己独占屏幕的使用，对所有窗口输出，应用程序不会关心物理屏幕是否被别的窗口占用，而只是关心自己在本窗口的输出，至于输出是否能在屏幕上看见，则需要GDI来管理。
从最上层到最底层的数据流的分析可以看到实际上GDI在上层为GUI提供一个抽象的概念,就好像操作系统中的文件系统所提供文件，目录等抽象概念一样，GDI输出抽象成了文本,画笔,位图操作等设备无关的操作,让应用程序员只需要面对逻辑的设备上下文进行输出操作,而不要涉及到具体输出设备,以及输出边界的管理。
GDI负责将文本、线条、位图等概念对象映射到具体的物理设备，所以GDI的在大体方向上可以分为以下几大要素：画布字体文本输出绘画对象位图输出Android的GDI系统Android的GDI系统所涉及到概念太多，加之使用了OpenGL使得Android的层次和代码很繁杂。
但是我们对于Android的GDI系统需要了解的方面不是他的静态的代码关系，而是动态的对象关系，在逻辑运行的架构上理解GDI。
我们首先还是需要从代码结构开始我们的理解。
Frameworks/Libs/SurfaceflingerFrameworks/base/core/jni/android_view_Surface.cppFrameworks/base/core/java/android/view/surface.javaFrameworks/base/Graphics：绘图接口Frameworks/Libs/UiExternal/Skia其中External/Skia是一个C++的2D图形引擎库，Android的2D绘制系统都是建立在该基础之上.Skia完成了：文本输出，位图，点，线，图像解码等功能。
在这里给出Android GDI 的基本框架示意图。
对于上面的GDI架构图我们只是一个大概的了解，我们有太多的问题需要解决，有太多的疑问需要得到答案，我就一直在想，为什么设计者有提出如此众多的概念，这个概念的背景是什么？他要管理什么，他要抽象什么？从前面知道，Android的整个设计理念就是无边界化，他是如何穿透Linux进程这个鸿沟来达到无边界的？Surface，Canvas，Layer，LayerBase, NativeBuffer，SurfaceFlinger，SurfaceFlingerClient这些到底是一个什么东西？如何管理，传递的是什么？创建的是什么？这些都是抽象的概念，绘画的终极的缓冲区到底是如何管理的？缓冲区到底在哪里？我们还是看看做终极的，最本质的设计概念，在从这些概念出发，来探讨这些概念的形成过程，是否有必要去生成写概念。
SurfaceFlinger本质上干什么的？SurfaceFlinger的确就是这个意义：应用程序通过SurfaceFlinger将自己的“Surface”投掷到屏幕缓冲区。
至于如何投掷的，我们将会在后面详细描述。
第二章Android GDI之显示缓冲管理Android GDI之屏幕设备管理-动态链接库万丈高楼从地起，从最根源的硬件帧缓冲区开始。
我们知道显示FrameBuffer在系统中就是一段内存,GDI的工作就是把需要输出的内容放入到该段内存的某个位置。
我们从基本的点（像素点）和基本的缓冲区操作开始。
1基本知识1.1点的格式对于不同的LCD来讲，FrameBuffer的二进制格式不一样，并且可以分为两部分：1)点的格式：通常将Depth,即表示多少位表示一个点。
1位表示一个点2位表示一个点16位表示一个点32位表示一个点（Alpha通道）2) 点内格式：RGB分量分布表示。
例如对于我们常见的16位表示一个点1.2格式之间的转换所以屏幕输出实际上是一个值映射的关系。
我们可以有如下的点格式转换，源格式可能来自单色位图和彩色位图，对于具体的目标机来讲，我们的目标格式可能就是一种，例如16位（5/6/5）格式。
其实就只存在一种格式的转换，即从目标格式都是16位格式。
但是，在设计GDI时，基本要求有一个可移植性好，所以我们还是必须考虑对于不同点格式LCD之间的转换操作。
所以在GDI的驱动程序中涉及到区域操作(Blit)：我们在显示缓冲区上做的最多的操作就是区块搬运。
由此，很多的应用处理器使用了硬件图形加速器来完成区域搬运:blit.从我们的主要操作的对象来看,可以分为两个方向:内存区域到屏幕区域屏幕区域到屏幕区域屏幕区域到内存区域内存区域到内存区域在这里我们需要特别提出的是，由于在Linux不同进程之间的内存不能自由的访问，使得我们的每个Android应用对于内存区域和屏幕缓冲区的使用变得很复杂。
在Android的设计中，在屏幕缓冲区和显示内存缓冲区的管理分类很多的层次，最上层的对象是可以在进程间自由传递，但是对于缓冲区内容则使用共享内存的机制。
基于以上的基础知识，我们可以知道：（1）代码中Config及其Format的意义所在了。
也就理解了兼容性的意义：采用同硬件相同的点的描述对象（2）所有屏幕上图形的移动都是显示缓冲区搬运的结果。
1.3图形加速器应用处理器都可能带有图形加速器，对于不同的应用处理器对其图形加速器可能有不同的处理方式，对于2D加速来讲，都可归结为blit。
多为数据的搬运，放大缩小，旋转等。
2Android的缓冲区抽象定义不同的硬件有不同的硬件图形加速设备和缓冲内存实现方法。
Android Gralloc动态库抽象的任务就是消除不同的设备之间的差别，在上层看来都是同样的方法和对象。
在Moudle 层隐藏缓冲区操作细节。
Android使用了动态链接库gralloc.xxx.so，来完成底层细节的封装。
2.1 本地定义@hardware\libhandware\modules\gralloc每个动态链接库都是用相同名称的调用接口：硬件图形加速器的抽象：BlitEngine，CopyBit的加速操作。
硬件FrameBuffer内存管理共享缓存管理从数据关系上我们来考察动态链接库的抽象行为：在层次Hardware.c@hardware\libhardware 中对动态链接库中的内容作了全新的包装。
/system/lib/hw/gralloc.xxx.so动态库文件。
从文件Gralloc.h(handware\libhardware\include \hardware)是抽象的结果：hw_get_module从gralloc.xxx.so提取了HAL_MODULE_INFO_SYM（SYM变量）从展露在外部的数据结构，我们在@Gralloc.cpp看到到了这样的布局：static struct hw_module_methods_t gralloc_module_methods = {open: gralloc_device_open};struct private_module_t HAL_MODULE_INFO_SYM = {base: {common: {tag: HARDWARE_MODULE_TAG,…id: GRALLOC_HARDWARE_MODULE_ID,name: "Graphics Memory Allocator Module",author: "The Android Open Source Project",methods: &gralloc_module_methods},registerBuffer: gralloc_register_buffer,unregisterBuffer: gralloc_unregister_buffer,lock: gralloc_lock,unlock: gralloc_unlock,},framebuffer: 0,flags: 0,numBuffers: 0,bufferMask: 0,…};我们建立了什么对象来支撑缓冲区的操作？buffer_handle_t：外部接口。
methods.open，registerBuffer，unregisterBuffer，lock，unlock下面是外部接口和内部对象的结构关系，该类型的结构充分利C Struct的数据排列特性：基本结构体放置在最前面，本地私有放置在后面，满足了抽象的需要。
typedef const native_handle* buffer_handle_t;private_module_t HAL_MODULE_INFO_SYM 向往暴露的动态链接库接口，通过该接口，我们直接可以使用该对象。
几个接口函数的解释：(1)fb_post对于帧缓冲区实际地址并不需要向上层报告，所有的操作都是通过fb_post了完成。
fp_post的任务就是将一个Buffer的内容传递到硬件缓冲区。
其实现方式有两种：（方式1）无需拷贝动作，是把Framebuffer的后buffer切为前buffer，然后通过IOCTRL 机制告诉FB驱动切换DMA源地地址。
这个实现方式的前提是Linux 内核必须分配至少两个缓冲区大小的物理内存和实现切换的ioctrol，这个实现快速切换。
（方式2）利用Copy的方式。
不修改内核，则在适配层利用从拷贝的方式进行，但是这个是费时了。
(2)gralloc的主要功能是要完成：1）打开屏幕设备"/dev/fb0",，并映射硬件显示缓冲区。
2）提供分配共享显示缓存的接口3）提供BiltEngine接口（完成硬件加速器的包装）（3）gralloc_alloc输出buffer_handle_t句柄。
这个句柄是共享的基本依据，其基本原理在后面的章节有详细描述。
3 总结总结一下，/system/lib/hw/gralloc.xxx.so是跟硬件体系相关的一个动态链接库，也可以叫做Android的硬件抽象层。
他实现了Android的硬件抽象接口标准，提供显示内存的分配机制和CopyBit等的加速实现。
而如何具体实现这些功能，则跟硬件平台的配备有关系，所以我们看到了对于与不同的硬件架构，有不同的配置关系。
Androird GDI之共享缓冲区机制1 Native_handle_t对private_handle_t 的包裹private_handle_t是gralloc.so使用的本地缓冲区私有的数据结构，而Native_handle_t是上层抽象的可以在进程间传递的数据结构。