SufaceFlinger工作机制
一、SurfaceFlinger的原理
SurfaceFlinger是Android系统中负责屏幕显示内容合成的服务，它接收来自多个应用程序和系统服务的图像缓冲区，根据它们的位置、大小、透明度、Z轴顺序等属性，将它们合成到一个最终的缓冲区中，然后发送到显示设备上。
二、SurfaceFlinger的作用
SurfaceFlinger的作用是将所有的Surface和其他层合成到屏幕上，形成最终的显示效果。 Surface是一个包含BufferQueue和SurfaceControl的对象 BufferQueue是一个缓冲区队列，用于存储图像数据 SurfaceControl是一个包含层元数据的对象，用于控制Surface的显示属性。 Surface可以由应用程序或者系统服务创建，例如WindowManager、MediaServer、CameraService等。 SurfaceFlinger会根据Surface的属性，将它们分为不同的类型，例如OVERLAY、SIDEBAND、SOLID_COLOR、CLIENT等。 SurfaceFlinger会尽可能地将Surface标记为OVERLAY类型，表示可以直接将Surface的缓冲区合成到屏幕上，而不需要经过SurfaceFlinger的处理。 如果Surface不能被标记为OVERLAY类型，那么它们就会被标记为CLIENT类型，表示需要由SurfaceFlinger来进行合成。 除了Surface之外，SurfaceFlinger还会合成其他的层，例如BootAnimation、Framebuffer、ColorLayer等。这些层的作用是显示一些特殊的内容，例如开机动画、截屏、色彩校正等。
三、SurfaceFlinger的架构
从上图可以看出，SurfaceFlinger的架构主要包含以下几个部分：
- App和Service：这些是Surface的创建者，它们可以通过SurfaceHolder或者SurfaceTexture等方式来创建和操作Surface，例如设置Surface的大小、位置、透明度等属性，或者向Surface的BufferQueue中提交图像数据。
- Surface：这是SurfaceFlinger的合成对象，它包含一个BufferQueue和一个SurfaceControl，BufferQueue用于存储图像数据，SurfaceControl用于控制Surface的显示属性。 Surface在创建时，会向SurfaceFlinger注册，让SurfaceFlinger知道它的存在，并根据它的属性来进行合成。
- SurfaceFlinger：这是屏幕显示内容合成的服务，它包含一个Looper线程和一个EventThread线程 Looper线程用于接收和处理来自Binder的消息，例如创建、销毁、更新Surface等 EventThread线程用于接收和处理来自显示设备的VSYNC信号，VSYNC信号是一个垂直同步信号，表示显示设备可以接收新的缓冲区而不会产生撕裂现象。 SurfaceFlinger会在收到VSYNC信号后，触发一次合成操作。SurfaceFlinger还会与Hardware Composer进行通信，询问应该如何进行合成，Hardware Composer是一个硬件抽象层，用于利用硬件加速的方式来合成Surface，提高性能和节省电量。
- Hardware Composer：这是一个硬件抽象层，用于利用硬件加速的方式来合成Surface，提高性能和节省电量。 Hardware Composer会根据Surface的属性，将它们分为不同的类型，例如OVERLAY、SIDEBAND、SOLID_COLOR、CLIENT等。 Hardware Composer会尽可能地将Surface标记为OVERLAY类型，表示可以直接将Surface的缓冲区合成到屏幕上，而不需要经过SurfaceFlinger的处理。 如果Surface不能被标记为OVERLAY类型，那么它们就会被标记为CLIENT类型，表示需要由SurfaceFlinger来进行合成。 Hardware Composer还会返回一个DisplayFrame，表示Surface在屏幕上的位置和大小。 Hardware Composer会将合成后的缓冲区发送到显示设备上，完成绘制流程。
- Display：这是显示设备，用于展示合成后的缓冲区，形成最终的显示效果。 Display会向SurfaceFlinger发送VSYNC信号，表示可以接收新的缓冲区而不会产生撕裂现象。 Display还会向SurfaceFlinger反馈一些信息，例如显示设备的分辨率、刷新率、色彩空间等
下面一张图也可以反应SurfaceFlinger的
- EventControlThread: 控制硬件vsync的开关
- DispSyncThread: 软件产生vsync的线程
- SF EventThread: 该线程用于SurfaceFlinger接收vsync信号用于渲染
- App EventThread: 该线程用于接收vsync信号并且上报给App进程，App开始画图
- HW vsync, 真实由硬件产生的vsync信号
- SW vsync, 由DispSync产生的vsync信号
- vsync-sf, SF接收到的vsync信号
- vsync-app, App接收到的vsync信号