Android SurfaceFlinger VSync流程分析

一，VSync机制的作用及VSync在SurfaceFlinger服务中的位置：

VSync信号通常都来自硬件控制器，在Android中也可以采用软件模拟；

VSync的作用，如下图（以双缓冲为例，为了提高流畅性有时也采用triple三缓冲）：LCD控制器在读取每一帧数据的开始都会产生一个ＶSync信号（垂直同步信号或帧同步信号）；

LCD的频率是60Hz，显示每一帧的间隔是16ms，所以每一个VSync信号的时间间隔是16ms，上图中的A和B都是帧缓冲区framebuffer，每一个framebuffer由CPU和GPU共同完成；

在硬件芯片中，晶振产生的时钟脉冲驱动整个硬件电路连续运行；在Surfaceflinger中，VSync信号就好像晶振电路产生的时钟信号一样驱动Surfaceflinger中所有模块和谐的运行，如下图；

二，VSync流程及重要代码：

1，整体流程概览，如下图：

重点介绍如下过程：

2，App绘制请求发送流程（过程1（App））：

App进程调用invalidate或postinvalidate方法发送绘制请求；

invalidate方法最终会调用的BpDisplayEventConnection的requestNextVsync方法，在该方法中通过Binder IPC访问服务端的requestNextSync方法;

BpDisplayEventConnection方法的实例化过程如下：

1>，在ViewRootImpl的构造函数中会实例化Choreographer对象，

public ViewRootImpl(Context context, Display display) {
                . . . . . 
        mChoreographer = Choreographer.getInstance();
 }
           

2>，在mChoreographer 的构造函数中实例化FrameDisplayEventReceiver对象：

private Choreographer(Looper looper) {
               . . . . . .
               mDisplayEventReceiver = USE_VSYNC ? new FrameDisplayEventReceiver(looper) : null;
 }
           

3>，在FrameDisplayEventReceiver的父类构造函数中会调用到，android_view_DisplayEventReceiver.cpp中的nativeInit方法，

4>，在nativeInit方法中有如下过程：

static jlong nativeInit(JNIEnv* env, jclass clazz, jobject receiverWeak,
        jobject messageQueueObj) {
        . . . . . .
    sp<NativeDisplayEventReceiver> receiver = new NativeDisplayEventReceiver(env,
            receiverWeak, messageQueue);
    status_t status = receiver->initialize();
    . . . . . .
           

1），创建NativeDisplayEventReceiver类类型指针，
           

在NativeDisplayEventReceiver的构造函数中会调用DisplayEventReceiver类的无参构造函数实例化成员mReceiver；

DisplayEventReceiver::DisplayEventReceiver() {
    sp<ISurfaceComposer> sf(ComposerService::getComposerService());
    if (sf != NULL) {
        mEventConnection = sf->createDisplayEventConnection();
        if (mEventConnection != NULL) {
            mDataChannel = mEventConnection->getDataChannel();
        }
    }
}
           

在这段代码中获取Surfaceflinger服务的代理对象，然后通过Binder IPC创建BpDisplayEventConnection对象，然后mEventConnection->getDataChannel()方法再次通过Binder IPC创建 BitTube对象mDataChannel ，在Binder IPC创建mDataChannel 过程中会从服务端EventThread::Connection::Connection中（在EventThread类中定义）接收一个socketpair创建的FIFO文件描述符；

EventThread::Connection::Connection创建描述符的代码：

Connection构造函数调用BitTube的无参构造函数，在BitTube的构造函数中调用init函数；

void BitTube::init(size_t rcvbuf, size_t sndbuf) {
    int sockets[];
    if (socketpair(AF_UNIX, SOCK_SEQPACKET, , sockets) == ) {
        size_t size = DEFAULT_SOCKET_BUFFER_SIZE;
        setsockopt(sockets[], SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &rcvbuf, sizeof(rcvbuf));
        setsockopt(sockets[], SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, &sndbuf, sizeof(sndbuf));
        // sine we don't use the "return channel", we keep it small...
        setsockopt(sockets[], SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, &size, sizeof(size));
        setsockopt(sockets[], SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &size, sizeof(size));
        fcntl(sockets[], F_SETFL, O_NONBLOCK);
        fcntl(sockets[], F_SETFL, O_NONBLOCK);
        mReceiveFd = sockets[];
        mSendFd = sockets[];
    } else {
        mReceiveFd = -errno;
        ALOGE("BitTube: pipe creation failed (%s)", strerror(-mReceiveFd));
    }
}
           

2）调用到NativeDisplayEventReceiver类的父类DisplayEventDispatcher中的initialize()方法，
  将BpDisplayEventConnection对象获取到的mDataChannel （BitTube类型）中的文件描述符添加到UI主线程Looper的epoll中，
  当文件描述符中被写入数据时，该epoll_wait会被唤醒；
           

3，Vsync信号驱动App进程绘制流程（过程4（App））：

4，Surfaceflinger图册合成请求发送流程（过程1（sf））：

5，Vsync信号驱动Surfaceflinger合成流程（过程4（sf））：