六虎

Framework UI机制之Choreographer编舞者

作者：

Java大猿帅

在

Choreographer（编舞者）

Choreographer（编舞者）是 Android 体系中的一个重要组件，用于协调和办理界面的动画和烘托操作的机遇。它担任在界面上正确地处理和同步动画、布局和制作操作，以保证流通的用户体会。

Choreographer首要作用

  1. 动画调度：Choreographer 调度和办理使用程序中的动画作用。它保证动画按照预订的帧率和时刻表进行播放，并滑润地过渡到下一个动画阶段。
  2. 布局恳求：当视图需要进行布局操作时，Choreographer 宣布布局恳求并协调布局操作的履行。它保证将布局恳求与其他动画和制作操作同步，防止冲突和界面不一致。
  3. 制作同步：Choreographer 担任将制作操作与显现器的改写同步。它经过监听体系的 VSYNC（笔直同步）信号，确认制作操作的机遇，以防止图形撕裂和卡顿现象。
  4. 输入事情处理：Choreographer 办理和分发用户输入事情，保证它们在正确的时刻点被处理，并与动画和烘托操作同步。这有助于供给更流通和响应灵敏的用户交互体会。

VSYNC信号的实质含义

它的作业原理依据 VSYNC（笔直同步）信号，而 VSYNC 信号的实质含义在于保证界面的流通性和稳定性。

VSYNC 是一个硬件信号，它与显现器的改写频率相对应，一般为每秒60次（60Hz）。每逢屏幕进行一次笔直改写时，VSYNC 信号被宣布，作为显现器和图形引擎之间的时刻同步标准。

编舞者（Choreographer）的使命是依据 VSYNC 信号的触发来调度和同步界面的动画和烘托操作。它运用了以下几种机制来完结流通的界面烘托：

  • 笔直同步（VSYNC）：Choreographer 监听体系发送的 VSYNC 信号。每逢收到 VSYNC 信号时，Choreographer 知道屏幕即将进行一次改写。这样，它能够依据 VSYNC 信号的时刻点来组织动画和烘托操作的触发和履行。
  • 时刻戳（Timestamping）：Choreographer 在收到 VSYNC 信号时，会获取一个时刻戳，以记载每次 VSYNC 信号的时刻点。这个时刻戳能够用于核算动画和烘托操作的机遇和持续时刻，然后在合适的机遇进行调度和履行。
  • 界面改写（Frame Refresh）：Choreographer 运用 VSYNC 信号和时刻戳来决议界面的改写机遇。它依据预订的逻辑和优先级，调度动画、布局和制作操作，以保证它们在下一次 VSYNC 信号到来之前完结。这样能够防止界面的撕裂或卡顿现象，供给流通的用户体会。

Surfaceflinger对信号的回来实质

SurfaceFlinger 是 Android 体系中担任图形烘托的服务组件，它在图形层级中起着关键作用。SurfaceFlinger 的回来信号实质上是用于同步图形烘托和显现的。

当 Choreographer 调度完结动画和烘托操作后，它会将烘托结果提交给 SurfaceFlinger，然后等候 SurfaceFlinger 的回来信号。这个回来信号一般称为图形层导航栏（HWC-VSYNC）信号。

SurfaceFlinger 接收到图形层导航栏信号时，会开端将烘托结果组成并显现在屏幕上。组成进程包含将各个使用程序的窗口内容合并为一个帧缓冲区，然后将帧缓冲区的内容传输到显现器的视频输出。

回来信号的首要意图是在图形烘托和显现之间进行同步，以防止图画撕裂、卡顿或不同步的状况发生。经过等候图形层导航栏信号的回来，Choreographer 能够保证烘托操作在正确的时刻点提交给 SurfaceFlinger，然后与屏幕改写同步。

在整个流程中，Choreographer 和 SurfaceFlinger 的协同作业保证了视图的动画、布局和制作操作的准确显现。经过正确处理图形层导航栏信号的回来，Android 体系能够供给流通的界面烘托和动画作用，提升用户体会

Choreographer如何做到帧率操控与制作同步？

它经过以下办法完结这两个方针：

  1. 笔直同步（VSYNC）信号：Choreographer 经过监听体系的 VSYNC 信号来进行帧率操控和制作同步。VSYNC 信号是一个硬件信号，表示显现器每次笔直改写的机遇。Choreographer 经过与 VSYNC 信号的同步来确认每一帧制作的机遇。
  2. 时刻戳（Timestamp）：当 Choreographer 收到 VSYNC 信号时，它会获取一个时刻戳（Timestamp）。时刻戳记载了 VSYNC 信号的发生时刻点，以及制作操作的机遇。运用时刻戳，Choreographer 能够核算出两次 VSYNC 信号之间的时刻距离，然后操操控作的频率。
  3. Choreographer 的调度机制：Choreographer 运用时刻戳和预订的帧率逻辑，调度和操控各个动画和制作操作的触发和履行机遇。它保证这些操作在下次 VSYNC 信号到来之前完结，以防止帧的丢掉或制作的推迟。
  4. 双缓冲（Double Buffering）机制：Choreographer 运用双缓冲机制来提高制作效率和防止界面撕裂。双缓冲意味着制作操作先在一个离屏缓冲区（Off-screen Buffer）中进行，然后在合适的机遇将制作结果复制到屏幕上。这样能够坚持界面的稳定性和一致性。

帧率操控与制作同步示例

当编写 Android 使用程序时，能够运用 Choreographer 来完结帧率操控和制作同步。下面是一个简略的实战示例，展示如何运用 Choreographer 来操控动画的帧率和制作同步：

public class MyAnimationView extends View {
    private static final long FRAME_INTERVAL = 16; // 方针帧率为每秒60帧，所以每帧时刻为16毫秒
​
    private Choreographer mChoreographer;
    private long mLastFrameTime;
​
    public MyAnimationView(Context context) {
        super(context);
        mChoreographer = Choreographer.getInstance();
    }
​
    @Override
    protected void onDraw(Canvas canvas) {
        // 制作你的动画内容
​
        // 恳求下一帧制作
        mChoreographer.postFrameCallback(frameCallback);
    }
​
    private Choreographer.FrameCallback frameCallback = new Choreographer.FrameCallback() {
        @Override
        public void doFrame(long frameTimeNanos) {
            // 核算距离前次帧的时刻距离
            long currentTime = TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(frameTimeNanos);
            long elapsedTime = currentTime - mLastFrameTime;
            mLastFrameTime = currentTime;
​
            // 操控帧率
            if (elapsedTime >= FRAME_INTERVAL) {
                // 进行制作操作
                invalidate();
            } else {
                // 持续等候下一帧
                mChoreographer.postFrameCallback(this);
            }
        }
    };
}

在上述示例中，MyAnimationView 是一个自界说的 View，用于制作动画。在 onDraw() 办法中，咱们制作了动画的内容。然后，咱们经过 Choreographer.postFrameCallback() 恳求下一帧的制作。

在 frameCallback 中，咱们运用 Choreographer 的 FrameCallback 接口来处理每一帧的回调。首先，咱们核算距离上一帧的时刻距离 elapsedTime。然后，咱们依据方针帧率和实践时刻距离决议是否进行制作操作。

假如经过了满足的时刻（大于等于每帧时刻16毫秒），咱们进行制作操作，并调用 invalidate() 办法通知 View 进行重绘。不然，咱们持续等候下一帧，经过 mChoreographer.postFrameCallback(this) 恳求再次调用 frameCallback，直到满足制作的时刻距离。

经过这种办法，咱们能够操控动画的帧率，并与 VSYNC 信号同步制作，然后完结流通的动画作用和制作同步。

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Framework UI机制之Choreographer编舞者

文末

UI（用户界面）机制是指框架（Framework）中用于构建用户界面的一系列规则、组件、东西和形式。这些机制供给了一种结构化和可扩展的办法，使开发人员能够规划、构建和办理用户界面的各个方面。

在一个框架中，UI机制一般包含以下几个方面：

  1. 组件层次结构：UI机制界说了组件（Component）之间的层次结构联系。它规则了如何将小组件组组成更杂乱的组件，以构建整个用户界面。组件层次结构确认了每个组件的父子联系、布局和交互办法。
  2. 布局和定位：UI机制供给了布局和定位的办法，用于确认组件在用户界面中的位置和巨细。布局机制能够运用不同的算法和容器，例如线性布局、网格布局或绝对定位。经过运用布局和定位，开发人员能够灵活地规划界面的外观和布局。
  3. 视图办理：UI机制供给了视图办理的办法，用于办理显现在用户界面上的视图。它能够包含视图的创建、毁掉、显现、躲藏和更新等操作。视图办理机制保证用户界面的状态与使用程序数据的状态坚持同步。
  4. 事情处理：UI机制允许开发人员界说和处理用户界面上的事情，例如点击、滚动、拖拽等用户交互行为。经过事情处理机制，开发人员能够响使用户的操作，并履行相应的事务逻辑或界面更新操作。
  5. 款式和主题：UI机制支撑款式和主题的界说和使用。经过款式和主题机制，开发人员能够界说和办理界面元素的外观、色彩、字体、动画和其他视觉特点。这使开发人员能够以一致的办法界说和使用界面的外观款式，供给一致的用户体会。

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