Android 多屏显示分析

Posted 2021-05-15 Jason_Lee155

双屏异显

系统提供了Presentation类，可以实现在两块屏幕上同时显示不同的内容；Presentation是一个特殊的dialog，它的目的是显示内容到第二屏幕。

<!-- 显示系统窗口权限 -->
<uses-permission android:name="android.permission.SYSTEM_ALERT_WINDOW"/>
<!-- 在 屏幕最顶部显示addview-->
<uses-permission android:name="android.permission.SYSTEM_OVERLAY_WINDOW" />

显示类：

public class DifferentDislay extends Presentation {
    public DifferentDislay(Context outerContext, Display display) {
        super(outerContext,display);
        //TODOAuto-generated constructor stub
    }

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.diffrentdisplay);
    }
}

在主程序中显示副显示器：

//双屏显示
        DisplayManager mDisplayManager;//屏幕管理类
        Display[] displays;//屏幕数组
        mDisplayManager = (DisplayManager)MainActivity.this.getSystemService(Context.DISPLAY_SERVICE);
        displays =mDisplayManager.getDisplays(); //得到显示器数组
        DifferentDislay mPresentation =new DifferentDislay (getApplicationContext(),displays[1]);//displays[1]是副屏
        mPresentation.getWindow().setType(WindowManager.LayoutParams.TYPE_SYSTEM_ALERT);
        mPresentation.show();

基本原理

1 获得显示设备信息：

DisplayManagerService 启动后从SurfaceFlinger当中获取到系统默认的Display 与HDMI display的信息。

2 应用程序端指定其应用ContextImpl的Display。

3 应用程序获得Surface和配置Surface，这个surface对应于SurfaceFlinger中的Layer；

WindowManagerService作为一个系统服务，主要管理系统中所有的应用的Window。在WMS中，每个Window都有一个对应的WindowState对象。

• 3.1 addWindow,该函数在WindowManagerService当中，由WindowManagerImpl中的addView函数调用到，并且将Window所在的Display作为参数带到WMS当中。
• 3.2在addWindow函数，WMS首先找到窗口所在的Display，创建WindowState，然后将窗口加到Display中的Windowlist当中。win.mToken.addWindow(win);
• 3.3 WindowState,获取对应Display的layerstack将其放置在WindowStateAnimator当中，并且将值设置到SurfaceFlinger当中与之对应的Layer中，告知SurfaceFlinger自己所在Display。mSurfaceControl.setLayerStack(mLayerStack);

4 绘制Surface

SurfaceFlinger作为Android在native层比较重要的一个系统服务，主要作用是compose所有的layer，将其绘制输出到显示设备当中，也就是物理Display当中。
SurfaceFlinger根据Layer当中的layerStack成员，获知需要将该Layer绘制到具体哪一个Display当中。

SurfaceFlinger需要利用HWC， Compose 属于每个Display的layer,并且将其输出到具体的DisplayDivice当中。

源码分析

1 新设备加入流程

DisplayManagerService

LocalDisplayAdapter

当驱动层发现设备加入时会发出事件，framework检测到这个事件会调用onHotplug；如果是connected，那么调用tryConnectDisplayLocked，创建LocalDisplayDevice并保存到mDevices,发送DISPLAY_DEVICE_ENVENT_CHANGED；

最终会调用DisplayManagerService中的handleDisplayDeviceAddedLocked；

handleDisplayDeviceAddedLocked函数中添加逻辑设备；并且分配默认的displayId和Layerstack

2 异显示流程

2.1 在Presentation创建的时候关联一个目标设备，确定Presentation要显示在那个设备上。根据这个设备的信息来配置Presentation的context和resources信息，每一个display拥有自己的管理对象以及context对象，这样双屏的操作互相独立；对于上层而言，其即意味着一个屏幕。

2.2 调用show函数显示view；实际调用WindowManagerImpl的addview函数；

WindowManagerImpl的addview 函数创建ViewRootImp,并调用ViewRootImpl的setView函数；ViewRootImpl类中创建了WindowSession和IWindow对象负责和Windowmanagerservice之间跨进程通信；

ViewRootImpl setview函数，调用了requestLayout 和WindowSession addToDisplay；

ViewRootImpl中requestLayout函数调用mWindowSession.relayout，最终调用WindowManagerservice 的relayoutWindow，这个函数会配置Display信息; WindowStateAnimator创建Surfacecontrol，通过SurfaceControl，设置Layerstack；

SurfaceControl 事务

SurfaceControl开始事务，设置参数，结束事务

WindowManagerservice addWindow函数

1 通过displayId 获取显示设备

final DisplayContent displayContent = mRoot.getDisplayContentOrCreate(displayId);

2 创建WindowState， WindowState函数中创建了WindowStateAnimator对象负责窗口的管理

final WindowState win = new WindowState(this, session, client, token, parentWindow,appOp[0], seq, attrs, viewVisibility, session.mUid,
session.mCanAddInternalSystemWindow);

SurfaceControl 调用本地层方法android_view_SurfaceControl 设置surfaceflinger

SurfaceComposerClient对象负责和surfaceflinger通信；配置好参数，结束事务，跨进程调用surfaceflinger setTransactionState：

Surfaceflinger 对display设备和layer层操作，设置layerstack, layer和第二块屏绑定setDisplayStateLocked

Surfaceflinger输出过程：

1 handleTransaction handPageFlip用户进程更新Surface图像时会调用，来更新Layer对象。

handleTransaction函数的作用的就是处理系统在两次刷新期间的各种变化。包括：

• 处理Layer的事务，检测是否需要更新；
• 处理显示设备的变化：

1. 显示设备减少了，需要把显示设备对应的DisplayDevice移除
2. 显示设备发生了变化，例如用户设置了Surface、重新设置了layerStack、旋转了屏幕等，这就需要重新设置显示对象的属性
3. 显示设备增加了，创建新的DisplayDevice加入系统中。

• 设置设置和显示设备关联在一起的Layer（主要看Layer的layerStack是否和DisplayDevice的layerStack）的TransformHint（主要指设备的显示方向orientation）

• 处理Layer增加情况
• 设置mDrawingState

2 VSync信号定时的调用handleMessageRefresh进行屏幕数据的刷新，输出到屏幕；

preComposition函数，遍历所有的Layer对象，调用其onPreComposition函数来检测Layer层中的图像是否有变化。

rebuildLayerStacks函数的作用是重建每个显示设备的可见layer对象列表。通过判断layerstack 和display设备的layerstack是否相同，来决定该layer是否在那个display设备显示；

setUpHWComposer函数的作用是更新HWComposer对象中图层对象列表以及图层属性。

doComposition函数是合成所有层的图像

postFramebuffer先判断系统是否支持composer，如果不支持，我们知道图像已经在doComposition函数时调用hw->swapBuffers输出了，就返回了。如果支持硬件composer，postFramebuffer函数将调用HWComposer的commit函数继续执行。