一、概述

1.Android 中，用户编写的应用程序（Client）测量和计算布局，SurfaceFlinger（Server）用来渲染绘制界面，Client和Server通过匿名共享内存（Anonymous Shared Memory）通信。

2.每个应用和 SurfaceFlinger 之间都会创建一个SharedClient，一个 SharedClient 最多可以创建31 个 SharedBufferStack，每个 Surface 对应一个 SharedBufferStack，也就是一个 Window。即每个应用最多可以创建 31 个窗口。

二、原理

1.Android 4.1 之后，Android OS 团队对 Android Display 进行了进化和改变，引入了三个核心元素：Vsync，Triple Butter，Choreographer。

2.图形界面的绘制，是由 CPU 准备数据，然后通过驱动层把数据交给 GPU 进行绘制。图形 API 不允许 CPU 和 GPU直接通信，所以就有了图形驱动（Graphics Driver）来进行通信。图形驱动 维护了一个序列（Display List），CPU 不断把需要显示的数据放进去，GPU 不断地将数据取出来进行显示。其中 Choreographer 起调度的作用，统一绘制图像到 Vsync 的某个时间点。

Choreographer在收到Vsync信号时，调用用户设置的回调函数。函数的先后顺序如下：

1）CALLBACK_INPUT：与输入事件有关

2）CALLBACK_ANIMATION：与动画有关

3）CALLBACK_TRAVERSAL：与 UI 绘制有关

3.Android中开发者可以通过SurfaceHolder来访问和操作缓冲区，在绘制每一帧之前调用lockCanvas()来获取缓冲区，并在绘制完成后调用unlockCanvasAndPost()来提交更改。

三、多重缓冲

1.概述

1）多重缓冲允许程序在后台缓冲区准备数据，在前台缓冲区显示页面，从而避免了在更新数据时造成的屏幕闪烁或卡顿。

2）OpenGL ES、Android Canvas绘制和视频播放时为避免等待数据时的卡顿，也会使用多重缓冲。

2.双重缓冲

在 Linux 上，通常使用 FrameBuffer 来做显示输出。

双重缓冲会创建一个 FrontBuffer 和一个 BackBuffer，FrontBuffer 是当前显示的页面，BackBuffer是下一个要显示的画面。然后前后缓存依次交替显示数据。

这样的特点为：

1）如果是单重缓冲，页面可能会有这种情况：A 数据需要显示，然后是 B 数据显示，B 数据显示需要耗费一定时间，但是这个时间里，C 数据也请求了展示，我们可能会看到，在展示 C 数据的时候，还有 B 数据的残影。而双重缓冲会更好得避免这个问题。

2）双重缓冲仍然可能会卡。

3）CPU 和 GPU 的刷新时间，和Display的FPS是一致的。因为只有到发出 Vsync 命令的时候，CPU 和GPU才会进行刷新或显示的动作。

3.三重缓冲

1）在渲染过程中，一个缓冲区用于显示，一个用于渲染，一个用于备用。当渲染完成时，备用缓冲区变为渲染缓冲区，渲染缓冲区变为显示缓冲区，原来的显示缓冲区变为备用缓冲区。

2）除了 A 和 B 两个图层在交替显示，还有一个第三者 C 图层在不断帮A和B可能需要展示的数据进行缓冲。实际中只有在需要时，才会进行三重缓冲。正常情况下，只使用二重缓冲。

2）缓冲区不是越多越好。

4.当GPU的帧率高于显示器的刷新率时，可能出现一个刷新周期内GPU生成多帧数据的情况，从而造成画面撕裂。为解决这一问题，使用多重缓冲来同步GPU帧率和显示器刷新率。

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