什么是 SurfaceView？

surface简介

Surface这个词可以理解为“表面”，在内存中，它对应的是一个绘图缓冲区。根据SDK文档的描述，Surface被定义为“由屏幕显示内容合成器(screen compositor)所管理的原生缓冲器的句柄”。这句话有两个重要含义：首先，通过Surface（作为句柄）可以访问到原生缓冲器及其内容，类似于在C语言中通过文件句柄访问文件内容；其次，原生缓冲器(raw buffer)用于存储当前窗口的像素数据。简而言之，Surface对应的是一块屏幕缓冲区，每个Window对应一个Surface，所有的View都绘制在Surface上。传统的View共享一块屏幕缓冲区，且所有绘制操作必须在UI线程中进行。我们不能直接操作Surface实例，而是需要通过SurfaceHolder来进行操作，在SurfaceView中可以通过getHolder()方法获取到SurfaceHolder实例。Surface是一个用于绘图的地方，但绘图操作是在Canvas对象上进行的，Surface中的Canvas成员提供了一个类似黑板的绘图空间，而原始缓冲区则用于存储数据。Surface本身类似于一个句柄，通过这个句柄可以访问到其中的Canvas、原始缓冲区以及其他内容，因此，Surface可以被视为用于管理数据的句柄。

SurfaceView简介

简单来说，SurfaceView是一个内嵌了Surface的View，专门用于绘图。SurfaceView控制Surface的格式、尺寸和绘制位置。SurfaceView就像在Window上挖的一个洞，它的内容显示在这个洞里，而其他View则显示在Window上，因此View可以显示在SurfaceView之上，也可以在SurfaceView上添加其他层。

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显然，每个SurfaceView在创建时都会生成一个MyWindow，new MyWindow(this)中的this正是SurfaceView自身，因此将SurfaceView和Window绑定在一起。前面提到每个Window对应一个Surface，因此SurfaceView内嵌了自己的Surface，可以认为SurfaceView是用来控制Surface的位置和尺寸的。传统的View及其派生类只能在UI线程中更新，而UI线程还需处理其他交互逻辑，这无法保证View更新的速度和帧率。SurfaceView则可以使用独立的线程进行绘制，因此能提供更高的帧率，适合于游戏、摄像头取景等场景。

Surface是纵深排序(Z-ordered)的，这意味着它总是位于自己所在窗口的后面。SurfaceView提供了一个可见区域，只有在这个可见区域内的Surface内容才可见，可见区域外的部分不可见。因此，可以认为SurfaceView是展示Surface中数据的地方，而Surface是管理数据的地方，只有通过SurfaceView才能展示Surface中的数据。

Surface的排版显示受到视图层级关系的影响，它的兄弟视图结点会显示在顶端。这意味着Surface的内容会被它的兄弟视图遮挡，这一特性可以用来放置遮盖物(overlays)，例如文本和按钮等控件。注意，如果Surface上面有透明控件，那么它的每次变化都会引起框架重新计算它和顶层控件的透明效果，这会影响性能。SurfaceView变得可见时，Surface被创建；SurfaceView隐藏前，Surface被销毁。这样能节省资源。如果你要查看Surface被创建和销毁的时机，可以重载surfaceCreated(SurfaceHolder)和surfaceDestroyed(SurfaceHolder)。

SurfaceView的核心在于提供了两个线程：UI线程和渲染线程，这两个线程通过“双缓冲”机制来实现高效的界面实时更新。这个双缓冲可以理解为，SurfaceView在更新视图时使用了两张Canvas，一张是frontCanvas，一张是backCanvas。每次实际显示的是frontCanvas，而backCanvas存储的是上一次更改前的视图。当使用lockCanvas()获取画布时，得到的是backCanvas而不是正在显示的frontCanvas。之后你在获取到的backCanvas上绘制新视图，再unlockCanvasAndPost(canvas)此视图，那么上传的这张canvas将替换原来的frontCanvas作为新的frontCanvas，原来的frontCanvas将切换到后台作为backCanvas。例如，如果你已经先后两次绘制了视图A和B，那么你再调用lockCanvas()获取视图，获得的将是A而不是正在显示的B，之后你将重绘的C视图上传，那么C将取代B作为新的frontCanvas显示在SurfaceView上，原来的B则转换为backCanvas。无缓冲绘图是直接在窗口上进行绘图，单缓冲绘图是将所有内容先画到一个画布上，再整体绘制到窗口上，而双缓冲则使用两个画布，一个进行临时的绘图，一个进行最终的绘图。

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SurfaceView的优缺点：一般的Activity包含的多个View会组成View hierachy的树形结构，只有最顶层的DectorView对WMS可见，这个DecorView在WMS中有一个对应的WindowState，在SurfaceFlinger中有对应的Layer，而SurfaceView因为有自己的Surface和Window，在WMS中有对应的WindowState，在SurfaceFlinger中有Layer。虽然在App端它仍在View hierachy中，但在Server端(WMS和SurfaceFlinger)中，它与宿主窗口是分离的。这样做的好处是可以将对这个Surface的渲染放到单独的线程中进行，并且可以有自己的GL context。因为它不会影响主线程对时间的响应，所以它的优点是可以在独立的线程中绘制，不影响主线程，而且使用双缓冲机制，播放视频时画面更顺畅。但这也有缺点，因为这个Surface不在View hierachy中，它的显示不受View的属性控制，所以不能进行平移、缩放等动画，它也不能放在其它ViewGroup中，SurfaceView不能嵌套使用，而且不能使用某些View的特性，例如View.setAlpha()。

从Android7.0开始，SurfaceView的窗口位置与其他View渲染同步更新。这意味着在屏幕上平移和缩放SurfaceView不会导致渲染失真。

SurfaceHolder简介

SurfaceHolder是一个显示Surface的抽象接口，允许你控制Surface的大小和格式，并在Surface上编辑像素，同时监视Surface的变化。这个接口通常通过SurfaceView类实现。简单来说，我们无法直接操作Surface，只能通过SurfaceHolder这个接口来获取和操作Surface。SurfaceHolder中提供了一些方法，如lockCanvas()：获取一个Canvas对象，并锁定之。所得到的Canvas对象实际上是Surface中的一个成员。加锁的目的是为了在绘制的过程中，Surface中的数据不会被改变。lockCanvas是为了防止同一时刻多个线程对同一canvas写入。

从设计模式的角度来看，Surface、SurfaceView、SurfaceHolder实质上就是MVC(Model-View-Controller)模式。Model是模型或数据模型，这里指的是Surface；View是视图，代表用户交互界面，这里指的是SurfaceView；SurfaceHolder则是Controller。

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