Android SurfaceView的基础用法介绍

发布时间：2021-08-17 18:36:14 作者：chen
来源：亿速云阅读：172

# Android SurfaceView的基础用法介绍

## 一、SurfaceView概述

### 1.1 什么是SurfaceView

SurfaceView是Android中一个特殊的视图组件，继承自View类。与普通View不同，SurfaceView具有以下核心特点：

- **独立的绘制表面**：SurfaceView拥有独立的Surface（表面），可以在非UI线程中进行绘制
- **双缓冲机制**：内置双缓冲技术，减少画面闪烁
- **高性能绘制**：适合处理复杂的图形操作和频繁的界面更新

### 1.2 SurfaceView与普通View的区别

| 特性                | SurfaceView                  | 普通View                  |
|---------------------|-----------------------------|--------------------------|
| 绘制线程            | 可在子线程绘制               | 必须在UI线程绘制         |
| 绘制效率            | 高，适合高频刷新             | 相对较低                 |
| 内存消耗            | 较高                        | 较低                     |
| 透明度支持          | 不支持                      | 支持                     |
| 叠加显示            | 可能被其他View遮挡           | 按视图层级正常显示       |

### 1.3 适用场景

1. 游戏开发
2. 视频播放器
3. 相机预览
4. 实时图表绘制
5. 任何需要高频界面更新的场景

## 二、SurfaceView基本使用

### 2.1 基础实现步骤

#### 1. 继承SurfaceView

```java
public class MySurfaceView extends SurfaceView 
    implements SurfaceHolder.Callback {
    
    private SurfaceHolder mHolder;
    
    public MySurfaceView(Context context) {
        super(context);
        init();
    }
    
    public MySurfaceView(Context context, AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);
        init();
    }
    
    private void init() {
        mHolder = getHolder();
        mHolder.addCallback(this);
    }
    
    // 实现SurfaceHolder.Callback接口方法
    @Override
    public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder) {
        // 表面创建时调用
    }
    
    @Override
    public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, 
        int format, int width, int height) {
        // 表面发生变化时调用
    }
    
    @Override
    public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {
        // 表面销毁时调用
    }
}

2. 实现绘制线程

private class DrawThread extends Thread {
    private boolean isRunning = true;
    
    @Override
    public void run() {
        while(isRunning) {
            Canvas canvas = null;
            try {
                canvas = mHolder.lockCanvas();
                if(canvas != null) {
                    // 在此进行绘制操作
                    drawSomething(canvas);
                }
            } finally {
                if(canvas != null) {
                    mHolder.unlockCanvasAndPost(canvas);
                }
            }
        }
    }
    
    public void stopThread() {
        isRunning = false;
    }
}

2.2 关键API详解

SurfaceHolder

addCallback(SurfaceHolder.Callback callback)：添加回调
lockCanvas()：锁定画布准备绘制
unlockCanvasAndPost(Canvas canvas)：提交绘制内容
getSurface()：获取底层Surface对象

Canvas绘制方法

drawColor(int color)：填充背景色
drawBitmap(Bitmap bitmap, float left, float top, Paint paint)：绘制位图
drawCircle(float cx, float cy, float radius, Paint paint)：绘制圆形
drawRect(float left, float top, float right, float bottom, Paint paint)：绘制矩形

三、高级使用技巧

3.1 双缓冲技术优化

// 创建离屏Bitmap作为缓冲区
Bitmap mBufferBitmap = Bitmap.createBitmap(width, height, Bitmap.Config.ARGB_8888);
Canvas mBufferCanvas = new Canvas(mBufferBitmap);

private void drawWithDoubleBuffer() {
    // 1. 在缓冲Canvas上绘制
    drawToBufferCanvas(mBufferCanvas);
    
    // 2. 将缓冲内容绘制到SurfaceView
    Canvas surfaceCanvas = mHolder.lockCanvas();
    if(surfaceCanvas != null) {
        try {
            surfaceCanvas.drawBitmap(mBufferBitmap, 0, 0, null);
        } finally {
            mHolder.unlockCanvasAndPost(surfaceCanvas);
        }
    }
}

3.2 帧率控制

// 控制帧率为60FPS
private static final int FPS = 60;
private static final long FRAME_TIME = 1000 / FPS;

@Override
public void run() {
    long startTime;
    long waitTime;
    
    while(isRunning) {
        startTime = System.currentTimeMillis();
        
        // 绘制逻辑
        renderFrame();
        
        // 计算等待时间
        waitTime = FRAME_TIME - (System.currentTimeMillis() - startTime);
        if(waitTime > 0) {
            try {
                sleep(waitTime);
            } catch(InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

3.3 与View系统的交互

// 在SurfaceView上叠加其他View
<FrameLayout
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent">
    
    <com.example.MySurfaceView
        android:id="@+id/surface_view"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"/>
        
    <Button
        android:id="@+id/control_button"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_gravity="bottom|center"
        android:text="Pause"/>
</FrameLayout>

四、常见问题解决方案

4.1 内存泄漏预防

@Override
public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {
    // 停止绘制线程
    if(mDrawThread != null) {
        mDrawThread.stopThread();
        try {
            mDrawThread.join(500); // 等待线程结束
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        mDrawThread = null;
    }
}

4.2 黑屏问题处理

确保在surfaceCreated后才启动绘制线程
检查lockCanvas()是否返回null
验证绘制代码是否确实执行

4.3 性能优化建议

减少对象分配：在绘制循环中避免创建新对象
重用Paint对象： “`java private Paint mPaint = new Paint();

private void init() { mPaint.setColor(Color.RED); mPaint.setStyle(Paint.Style.FILL); }

3. **使用硬件加速**：
   ```xml
   <SurfaceView
       android:layout_width="match_parent"
       android:layout_height="match_parent"
       android:hardwareAccelerated="true"/>

五、实战案例：简单绘图板

5.1 实现步骤

记录触摸轨迹
在SurfaceView上绘制路径

public class DrawingSurfaceView extends SurfaceView 
    implements SurfaceHolder.Callback, Runnable {
    
    private SurfaceHolder mHolder;
    private Thread mDrawThread;
    private boolean isRunning;
    private Path mPath = new Path();
    private Paint mPaint = new Paint();
    
    public DrawingSurfaceView(Context context) {
        super(context);
        init();
    }
    
    private void init() {
        mHolder = getHolder();
        mHolder.addCallback(this);
        
        mPaint.setColor(Color.BLACK);
        mPaint.setStyle(Paint.Style.STROKE);
        mPaint.setStrokeWidth(5);
        mPaint.setAntiAlias(true);
        
        setFocusable(true);
    }
    
    @Override
    public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) {
        float x = event.getX();
        float y = event.getY();
        
        switch(event.getAction()) {
            case MotionEvent.ACTION_DOWN:
                mPath.moveTo(x, y);
                break;
            case MotionEvent.ACTION_MOVE:
                mPath.lineTo(x, y);
                break;
            case MotionEvent.ACTION_UP:
                break;
        }
        return true;
    }
    
    @Override
    public void run() {
        while(isRunning) {
            Canvas canvas = mHolder.lockCanvas();
            if(canvas != null) {
                try {
                    // 清屏
                    canvas.drawColor(Color.WHITE);
                    // 绘制路径
                    canvas.drawPath(mPath, mPaint);
                } finally {
                    mHolder.unlockCanvasAndPost(canvas);
                }
            }
        }
    }
    
    // 实现SurfaceHolder.Callback方法...
}

5.2 功能扩展

添加颜色选择：


public void setPaintColor(int color) {
   mPaint.setColor(color);
}

实现橡皮擦功能：


public void setEraserMode(boolean isEraser) {
   if(isEraser) {
       mPaint.setColor(Color.WHITE);
       mPaint.setStrokeWidth(20);
   } else {
       mPaint.setColor(mCurrentColor);
       mPaint.setStrokeWidth(5);
   }
}

保存绘图结果：


public Bitmap saveDrawing() {
   Bitmap bitmap = Bitmap.createBitmap(getWidth(), getHeight(), 
       Bitmap.Config.ARGB_8888);
   Canvas canvas = new Canvas(bitmap);
   draw(canvas);
   return bitmap;
}

六、总结与展望

6.1 SurfaceView优势总结

独立的绘制线程避免阻塞UI线程
高效的绘制性能适合高频更新
灵活的绘制控制能力
适合实现复杂的自定义视图

6.2 局限性

内存消耗比普通View高
不支持硬件加速的所有特性
视图层级管理较复杂

6.3 替代方案介绍

TextureView：
- 支持动画和变形
- 可以与其他View混合
- 性能略低于SurfaceView
GLSurfaceView：
- 专为OpenGL ES设计
- 3D图形渲染的最佳选择
- 需要掌握OpenGL知识
Jetpack Compose Canvas：
- 声明式UI框架中的绘制方案
- 适合现代Android开发
- 学习曲线较陡

6.4 学习建议

从简单案例开始，逐步增加复杂度
结合具体项目需求选择合适的技术方案
关注性能优化，特别是内存管理
参考Android官方文档和开源项目

附录：常用资源

”`

这篇文章共计约4050字，全面介绍了Android SurfaceView的基础用法，包含： 1. 核心概念解析 2. 基础实现代码 3. 高级优化技巧 4. 常见问题解决方案 5. 完整实战案例 6. 扩展学习建议

文章采用Markdown格式，结构清晰，包含代码示例、表格对比和层级分明的章节组织，适合Android开发者学习参考。