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源码分析-GLSurfaceView的内部实现

编程日记 2024-10-15 12:50:00

GLSurfaceView类是继承自SurfaceView的，并且实现了SurfaceHolder.Callback2接口。

GLSurfaceView内部管理着一个surface，专门负责OpenGL渲染。GLSurfaceView内部通过GLThread和EGLHelper

为我们完成了EGL环境渲染和渲染线程的创建及管理，使我们只需要在外部实现渲染器Renderer

即可使用OpenGL ES进行绘图。所以，了解GLSurfaceView的内部逻辑对于我们使用OpenGL ES来绘图还是很有必要的。

GLSurfaceView的初始化

首先，我们在最外使用GLSurfaceView的时候，实例化GLSurfaceView时其会对自身进行初始化：

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private void init() {
 SurfaceHolder holder = getHolder();
 holder.addCallback(this);
}
可以看到这里主要对自身的Holder设置了Callback2接口，然后在自身内部实现了Callback2的四个回调方法：
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public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder) {
 mGLThread.surfaceCreated();
}
public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {
 mGLThread.surfaceDestroyed();
}
public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int w, int h) {
 mGLThread.onWindowResize(w,h);
}
public void surfaceRedrawNeeded(SurfaceHolder holder) {
if(mGLThread != null) {
 mGLThread.requestRenderAndWait();
 }
}
可以看到四个回调方法最终都共同指向了GLThread，其实这里的GLThread是GLSurfaceView内部的绘制线程，
使绘制工作可以独立于主线程（GLThread承担了SurfaceView中大部分的工作，具体的后面再细说）。
至此，GLSurfaceView的初始化工作完成，但到这里渲染环境的初始化工作却还没有开始。
当实例化GLSurfaceView后，接着都会进行两个步骤，那就是设置OpenGL的版本号和渲染器：
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this.setEGLContextClientVersion(2); //设置OpenGL的版本号2.0
setRenderer(new MyRenderer()); //设置OpenGL的渲染器
这里重点要看setRenderer()这个方法，通过这个方法我们不仅为GLSurfaceView设置了renderer，
还会对EGL环境进行初步的设置工作，最后还有调起GLThread，开启绘制线程。所以在GLSurfaceView的整个生命周期中，
setRenderer()只能被调用一次。源码如下：
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public void setRenderer(Renderer renderer) {
 checkRenderThreadState();
if(mEGLConfigChooser == null) {
 mEGLConfigChooser = new SimpleEGLConfigChooser(true);
 }
if(mEGLContextFactory == null) {
 mEGLContextFactory = new DefaultContextFactory();
 }
if(mEGLWindowSurfaceFactory == null) {
 mEGLWindowSurfaceFactory = new DefaultWindowSurfaceFactory();
 }
 mRenderer = renderer;
 mGLThread = new GLThread(mThisWeakRef);
 mGLThread.start();
}
设置渲染器时，首先会对渲染线程的状态进行检查，如果GLThread已经存在即setRenderer已经被调用过，
则抛出异常，这也是为什么setRenderer()只能在GLSurfaceView的整个生命周期中调用一次。
然后会对mEGLConfigChooser、mEGLContextFactory、mEGLWindowSurfaceFactory进行实例化，
再实例化GLThread并执行该渲染线程，其中传入的mThisWeakRef是当前GLSurfaceView的弱引用。
GLThread——GLSurfaceView内部的渲染线程
GLThread是一个继承Thread的类，主要的运行代码如下：
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while(true) {
synchronized(sGLThreadManager) {
while(true) {
 ......
 mEglHelper.start();
 ......
 sGLThreadManager.wait();
 }
 }
 ......
 mEglHelper.createSurface();
 ......
 gl = (GL10) mEglHelper.createGL();
 ......
 mRenderer.onSurfaceCreated(gl, mEglHelper.getEglConfig());
 ......
 mRenderer.onSurfaceChanged(gl, w, h);
 ......
 mRenderer.onDrawFrame(gl);
}
其中被synchronized(sGLThreadManager)同步的代码块是用于线程之间通信的，外部线程可以停止和恢复这个线程。
这部分同步代码块的主要职责是创建EGL环境，GLThread对EGL的所有操作都是通过EglHelper来实现的。
EglHelper——创建EGL环境的帮助类
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private static class EglHelper {
/**
 * Initialize EGL for a given configuration spec
 */
public void start() {
 ......
 mEgl = (EGL10) EGLContext.getEGL();
 mEglDisplay = mEgl.eglGetDisplay(EGL10.EGL_DEFAULT_DISPLAY);
 ......
 mEgl.eglInitialize(mEglDisplay, version);
 ......
 mEglConfig = view.mEGLConfigChooser.chooseConfig(mEgl, mEglDisplay);
 mEglContext = view.mEGLContextFactory.createContext(mEgl, mEglDisplay, mEglConfig);
 }
/**
 * Create an egl surface for the current SurfaceHolder surface. If a surfce
 * already exists, destroy it before creating the new surface.
 */
public boolean createSurface() {
 ......
/*
 * The window size has changed, so we need to create a new surface.
 */
 destroySurfaceImp();
 ......
/*
 * Create an EGL surface we can render into.
 */
 mEglSurface = view.mEGLWindowSurfaceFactory.createWindowSurface(mEgl, mEglDisplay, 
 mEglConfig, view.getHolder());
 ......
/*
 * Before we can issue GL commands, we need to make sure the context
 * is current and bound to a surface.
 */
 mEgl.eglMakeCurrent(mEglDisplay, mEglSurface, mEglSurface, mEglContext);
 ......
 }
/**
 * Create a GL object for the current EGL context
 */
GL createGL() {
 GL gl = mEglContext.getEGL();
 GLSurfaceView view = mGLSurfaceViewWeakRef.get();
 ......
 gl = view.mGLWrapper.wrap(gl);
 ......
 gl = GLDebugHelper.wrap(gl, configFlags, log);
return gl;
 }
 ......
}
所以整体看来，就是GLThread在其同步代码块中通过mEglHelper.start()对EGL环境进行初始化，
而后在同步块外部先调用mEglHelper.createSurface()为当前的Surface创建一个EGL的surface，
再通过mEglHelper.createGL()创建一个GL对象，最后就将GL对象传递给renderer的三个回调方法
onSurfaceCreated()、onSurfaceChanged()、onDrawFrame()。所以我们在最外面只需要在这三个
回调方法中实现我们真正要绘制的东西即可。
再说GLThread
我们再来看看GLThread内部其他的一些方法，在最开始的时候我们说到给holder传入一个回调接口，
而这个回调接口的四个方法的实现最终都指向了GLThread的内部方法，那么我们先来看看这四个方法
在GLThread内部的实现：
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// GLThread的内部方法
public void surfaceCreated() {
synchronized(sGLThreadManager) {
 mHasSurface = true;
 mFinishedCreatingEglSurface = false;
 sGLThreadManager.notifyAll();
while(mWaitingForSurface && !mFinishedCreatingEglSurface && !mExited) {
try {
 sGLThreadManager.wait();
 } catch (InterruptedException e) {
 Thread.currentThread().interrput();
 }
 }
 }
}
public void surfaceDestroyed() {
synchronized(sGLThreadManager) {
 mHasSurface = true;
 sGLThreadManager.notifyAll();
while(!mWaitingForSurface && !mExited) {
try {
 sGLThreadManager.wait();
 } catch (InterruptedException e) {
 Thread.currentThread().interrput();
 }
 }
 }
}
public void onWindowResize(int w, int h) {
synchronized(sGLThreadManager) {
 mWidth = w;
 mHeight = h;
 mSizeChanged = true;
 mRequestRender = true;
 mRenderComplete = false;
if(Thread.currentThread() == this) {
return;
 }
 sGLThreadManager.notifyAll();
while(!mExited && !mPaused && !mRenderComplete && ableToDraw) {
try {
 sGLThreadManager.wait();
 } catch (InterruptedException e) {
 Thread.currentThread().interrput();
 }
 }
 }
}
public void requestRenderAndWait() {
synchronized(sGLThreadManager) {
if(Thread.currentThread() == this) {
return;
 }
 mWantRenderNotification = true;
 mRequestRender = true;
 mRenderComplete = false;
 sGLThreadManager.notifyAll();
while(!mExited && !mPaused && !RenderComplete && ableToDraw()) {
try {
 sGLThreadManager.wait();
 } catch (InterruptedException e) {
 Thread.currentThread().interrput();
 }
 }
 }
}
这些供外部调用的方法其最终都只是改变GLThread的一些内部标志，然后通过sGLThreadManager.notifyAll
唤醒渲染线程，GLThread内部即通过判断这些标志位去执行对应的参数设置操作，这些参数设置操作都在
synchronized(sGLTHreadManager)同步的循环体中进行，当最后已经准备好绘制工作，则跳出内循环体，
在外循环体中调用renderer的回调方法onDrawFrame去真正实现绘制，核心代码如下：
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while(true) {
synchronized(sGLThreadManager) {
while(true) {
 ......
 mEglHelper.start();
 ......
// 如果已经准备好绘制环境
if(readyToDraw()) {
// 再一次检查EglContext和EglSurface的状态，满足则跳出同步代码块的循环体
// If we don't have an EGL context, try to acquire one
if(!mHaveEglContext) {
 ......
if(sGLThreadManager.tryAcquireEglContextLocked(this)) {
 mEglHelper.start();
 }
 }
if(mHaveEglSurface) {
 ......
break; // 跳出同步代码块的循环体
 }
 }
 ......
 sGLThreadManager.wait();
 }
 }
 ......
// 调用Renderer进行绘制
 mEglHelper.createSurface();
 gl = (GL10) mEglHelper.createGL();
 mRenderer.onSurfaceCreated(gl, mEglHelper.getEglConfig());
 mRenderer.onSurfaceChanged(gl, w, h);
 mRenderer.onDrawFrame(gl);
}
最后终于回到了我们的渲染器Renderer，然后，我们只需要在外部实现Renderer的三个回调方法便
可使用OpenGL ES来绘图了。当然，在我们弄懂了GLSurfaceView的原理后自己动手封装一个也是没有
问题的。不过这里其实没有说得很明白的还有EGL这部分，后面有时间将补上。


 https://www.dkcj.cn/info/23150.html
 
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