深度解析Android双缓冲绘图技术(值得收藏),面试必备

何谓缓冲?

在理解双缓冲的原理之前,我们先要明白,什么叫缓冲?

我们可以举一个比较通俗的粟子,比如:

工头给你一个任务,让你把50块大板砖从A处搬到距离你1000米之外的B处去。你心想,50块板砖? 小case,我一次就能扛完。于是你撸起袖子,一步一步,真的一趟就搞定了。这个时候工头一声奸笑对你说,小伙子不错,那边还有2000块砖,你也搬过去吧。。。

看到这堆积如山的砖头,你眼前一黑,这孙子真是想累死我啊,钱给这么少还干这么多活!

可是没办法呀,谁叫自己当初书读得少,长大了只能靠搬砖为生呢。正当你准备徒手一趟一趟地开始干时,丰满漂亮的工头,的老婆来了,她走过来,带着迷一般的微笑。那种笑容,甜蜜优雅,仿佛春风拂过泸沽湖,秋雨浸润九寨沟,让你虎躯一震。她对你说,你开工地上的卡车把这些砖搬过去吧,2000块砖太多了,一趟一趟搬太累。

你瞬间来了精神,把砖搬到卡车上,油门一踩不带走一片云彩,一下就把2000块砖搬过去了。。。

“快起来,什么时候了还在睡,快去搬砖!”

该死的工头又来催!

缓冲的概念就讲到这里。

Android绘图中的双缓冲

我们知道,我们在绘图时有两样东西是少不了的,一个是Canvas(画布),一个是Paint(画笔)。Canvas提供画各种图形的方法,如画圆(drawCircle),画矩形(drawRect)等等,Paint用来设置画笔的样式,比如笔的粗细,颜色等。每个Canvas内部持有一个Bitmap对象的引用,画图的过程其实就是往这个Bitmap当中写入ARGB信息。

比如我们现在自定义一个View,在上面画一个矩形和一个圆:

@Override

protected void onDraw(Canvas canvas) {

canvas.drawRect(rect,mPaint);

canvas.drawCircle(cx,cy,100,mPaint);

}

那么现在有一个问题,画矩形和画圆是两个独立的动作,会不会在drawRect执行完之后屏幕上马上就会显示出来一个矩形呢?

为了验证我们的猜想,我们在两个绘图动作中加一个sleep:

@Override

protected void onDraw(Canvas canvas) {

canvas.drawRect(rect,mPaint);

try {

TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(2000);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

canvas.drawCircle(cx,cy,100,mPaint);

}

我们会看到,并不是先显示矩形再显示圆,而是两个几乎同时一起显示出来的。这就说明必须要等onDraw方法执行完成之后,才会把数据交给GPU去处理展示。这就是android绘图当中的第一道缓冲,即显示缓冲区。

而所谓的双缓冲,在android绘图中其实就是再创建一个Canvas和对应的Bitmap,然后在onDraw方法里默认的Canvas通过drawBitmap画刚才new的那个bitmap从而实现双缓冲。用代码简单的表述是这样的:

private void init(){

Bitmap bufferBm = Bitmap.create(getWidth,getHeight,Bitmap.Config.ARGB_8888);

Canvas bufferCanvas = new Canvas(bufferBm);

}

private void drawSomething(){

bufferCanvas.drawRect();

bufferCanvas.drawCircle();

invalidate();

}

@Override

protected void onDraw(Canvas canvas) {

canvas.drawBitmap(bufferBm深度解析Android双缓冲绘图技术(值得收藏),面试必备
,0,0,null);

}

示意图:

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双缓冲绘图的优缺点及适用场景

我们通过一个例子来说明。

实现这样一个功能,一个自定义View,每次点击的时候在点击处画一个圆。我们先不使用双缓冲来实现:

不用双缓冲的代码:

public class MyView extends View{

private Paint mPaint;

private List mPoints;

public MyView(Context context) {

super(context);

}

public MyView(Context context, AttributeSet attrs) {

super(context, attrs);

mPaint = new Paint(Paint.ANTI_ALIAS_FLAG | Paint.DITHER_FLAG);

mPaint.setStyle(Paint.Style.FILL);

mPaint.setColor(Color.GREEN);

setBackgroundColor(Color.WHITE);

mPoints = new ArrayList<>();

}

@Override

public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) {

int action = event.getAction();

switch (action){

case MotionEvent.ACTION_DOWN:

mPoints.add(new Point((int)event.getX(),(int)event.getY()));

break;

case MotionEvent.ACTION_UP:

invalidate();

break;

}

return true;

}

@Override

protected void onDraw(Canvas canvas) {

for (Point p : mPoints) {

canvas.drawCircle(p.x,p.y,50,mPaint);

}

}

在实验之前,我们先打开开发者选项里的”GPU呈现模式分析“,设置为“在屏幕上显示为条形图”(不同的手机可能有略微的差异,我这里用的是google Nexus5)。

可以看到,当画的圆数目比较少时,GPU的负荷较低,但是出现一个逐步上升的趋势:

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内存使用情况是这样的:

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当画的圆数目增加到比较大时,GPU负荷有点惨不妨睹了:

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这时的内存使用情况:

MGQucG5n?x-oss-process=image/format,png)

当画的圆数目增加到比较大时,GPU负荷有点惨不妨睹了:

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这时的内存使用情况:

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