文章转载至CSDN社区罗升阳的安卓之旅，原文地址：http://blog.csdn.net/luoshengyang/article/details/7857163
前文在描述Android应用程序和SurfaceFlinger服务的关系时提到，每一个有UI的Android应用程序都需要与SurfaceFlinger服务建立一个连接，以便可以通过这个连接来请求SurfaceFlinger服务为它创建和渲染Surface。在本文中，我们将以Android系统的开机动画应用程序为例，详细描述Android应用程序是如何与SurfaceFlinger服务建立连接的。
Android系统的开机动画是由应用程序bootanimation来实现的，它位于/system/bin目录下，它的具体实现可以参考一文。为什么要选择Android系统的开机动画来分析Android应用程序与SurfaceFlinger服务的连接过程呢？首 先，负责实现开机动画的应用程序bootanimation也是一个Android应用程序，只不过它是使用C++语言来开发的；其次，应用程序 bootanimation是与UI相关的，即它与使用Java语言来开发的标准Android应用程序一样，都需要使用SurfaceFlinger服 务来创建和渲染自己的Surface，即开机动画；第三，由于应用程序bootanimation不涉及用户输入，即不需要与用户进行交互（触摸屏、键盘 等），因此它能够以最简洁的方式来体现Android应用程序与SurfaceFlinger服务的关系。
从前面一文可以知道，Android系统的开机动画是主要一个BootAnimation对象来实现，这个BootAnimation对象在构造的时候，会在内部创建一个SurfaceComposerClient对象来负责创建一个到SurfaceFlinger服务的连接。
BootAnimation类的构造函数实现在文件frameworks/base/cmds/bootanimation/BootAnimation.cpp中，如下所示：
- BootAnimation::BootAnimation() : Thread(false)
- {
- mSession = new SurfaceComposerClient();
- }
mSession是BootAnimation类的成员变量，它是一个类型为SurfaceComposerClient的强指针，即sp<SurfaceComposerClient>。Android系统的智能指针的相关知识，可以参考一文。
在SurfaceComposerClient类内部，有一个类型为sp<ISurfaceComposerClient>的成员变量mClient，如图1所示：
图1 SurfaceComposerClient的结构示意图
SurfaceComposerClient类的成员变量mClient指向的实际上是一个类型为BpSurfaceComposerClient的 Binder代理对象，而这个类型为BpSurfaceComposerClient的Binder代理对象引用的是一个类型为Client的 Binder本地对象。在前面一文中提到，类型为Client的Binder本地对象是由SurfaceFlinger服务来负责创建的，并且运行在SurfaceFlinger服务中，用来代表使用SurfaceFlinger服务的一个客户端，即一个与UI相关的Android应用程序。
由于Client类和BpSurfaceComposerClient类分别是一个Binder本地对象类和一个Binder代理对象类，它们都是根据 Android系统在应用程序框架层提供的Binder进程间通信库来实现的，它们的实现结构图分别如图2和图3所示：
图2 Client类的实现结构图
图3 BpSurfaceComposerClient类的实现结构图
在图2和图3中，涉及到了比较多的Binder进程间通信库的类，需要读者对Android系统的Binder进程间通信机制有一定的理解和认识。在前面的 一系列文章，我们已经学习过Android系统的Binder进程间通信机制了，这里不再详述。
图2和图3给我们最重要的信息是Client类和BpSurfaceComposerClient类均实现了类型为 ISurfaceComposerClient的Binder接口。ISurfaceComposerClient接口有两个重要的成员函数 getControlBlock和createSurface，它们定义在文件frameworks/base/include /surfaceflinger/ISurfaceComposerClient.h中，如下所示：
- class ISurfaceComposerClient : public IInterface
- {
- public:
- ......
- virtual sp<IMemoryHeap> getControlBlock() const = 0;
- ......
- /*
- * Requires ACCESS_SURFACE_FLINGER permission
- */
- virtual sp<ISurface> createSurface( surface_data_t* data,
- int pid,
- const String8& name,
- DisplayID display,
- uint32_t w,
- uint32_t h,
- PixelFormat format,
- uint32_t flags) = 0;
- ......
- };
理解了SurfaceComposerClient、Client以及BpSurfaceComposerClient这三个类的关系之后，接下来我们就 可以分析Android系统的开机动画应用程序bootanimation是如何与SurfaceFlinger服务建立连接的。
从图1可以知道，SurfaceComposerClient类继承了RefBase类，因此，当BootAnimation类在构造函数创建了一个 SurfaceComposerClient对象，并且将这个对象赋值给类型为sp<SurfaceComposerClient>的智能指 针mSession时，就会导致SurfaceComposerClient类的成员函数onFirstRef被调用，而 SurfaceComposerClient类的成员函数onFirstRef在调用的过程中，就会在应用程序bootanimation与 SurfaceFlinger服务建立一个连接，这个过程如图4所示：
图4 Android应用程序与SurfaceFlinger服务的连接过程
接下来，我们就详细分析每一个步骤。
Step 1. SurfaceComposerClient::onFirstRef
- void SurfaceComposerClient::onFirstRef()
- {
- sp<ISurfaceComposer> sm(getComposerService());
- if (sm != 0) {
- sp<ISurfaceComposerClient> conn = sm->createConnection();
- if (conn != 0) {
- mClient = conn;
- ......
- mStatus = NO_ERROR;
- }
- }
- }
SurfaceComposerClient类的成员函数getComposerService用来获得SurfaceFlinger服务的一个代理接口，它的实现如下所示：
- sp<ISurfaceComposer> ComposerService::getComposerService() {
- return ComposerService::getInstance().mComposerService;
- }
- ComposerService::ComposerService()
- : Singleton<ComposerService>() {
- const String16 name("SurfaceFlinger");
- while (getService(name, &mComposerService) != NO_ERROR) {
- usleep(250000);
- }
- mServerCblkMemory = mComposerService->getCblk();
- mServerCblk = static_cast<surface_flinger_cblk_t volatile *>(
- mServerCblkMemory->getBase());
- }
回到SurfaceComposerClient类的成员函数onFirstRef中，由于SurfaceFlinger服务实现了 ISurfaceComposer接口，因此，我们可以将前面获得的SurfaceFlinger服务的代理接口赋值给一个类型为 ISurfaceComposer的强指针sm，并且调用它的成员函数createConnection来请求SurfaceFlinger服务创建一个 连接，即创建一个类型为Client的Binder对象，并且将这个Binder对象的一个代理接口conn返回来。 SurfaceComposerClient类获得了SurfaceFlinger服务返回来的Client代理接口conn之后，就将它保存自己的成员 变量mClient中，这样开机动画应用程序bootanimation后续就可以通过它来请求SurfaceFlinger创建和渲染Surface 了。
接下来，我们就继续分析SurfaceFlinger服务的成员函数createConnection的实现，以便可以了解它是如何为Android应用程序创建一个连接的。
Step 2. SurfaceFlinger::createConnection
- sp<ISurfaceComposerClient> SurfaceFlinger::createConnection()
- {
- sp<ISurfaceComposerClient> bclient;
- sp<Client> client(new Client(this));
- status_t err = client->initCheck();
- if (err == NO_ERROR) {
- bclient = client;
- }
- return bclient;
- }
接下来，我们再继续分析Client对象的创建过程,，即Client类的构造函数的实现。
Step 3. new Client
- Client::Client(const sp<SurfaceFlinger>& flinger)
- : mFlinger(flinger), mNameGenerator(1)
- {
- }
回到SurfaceFlinger类的成员函数createConnection中，它将一个指向了一个Client对象的 ISurfaceComposerClient接口返回到开机动画应用程序bootanimation之后，开机动画应用程序bootanimation 就可以将它封装成一个类型为BpSurfaceComposerClient的Binder代理对象。
Step 4. return BpSurfaceComposerClient
类型为BpSurfaceComposerClient的Binder代理对象的封装过程实现在SurfaceFlinger服务的Binder代理对象类BpSurfaceComposer的成员函数createConnection中，如下所示：
- class BpSurfaceComposer : public BpInterface<ISurfaceComposer>
- {
- public:
- ......
- virtual sp<ISurfaceComposerClient> createConnection()
- {
- uint32_t n;
- Parcel data, reply;
- data.writeInterfaceToken(ISurfaceComposer::getInterfaceDescriptor());
- remote()->transact(BnSurfaceComposer::CREATE_CONNECTION, data, &reply);
- return interface_cast<ISurfaceComposerClient>(reply.readStrongBinder());
- }
- ......
- }
- template<typename INTERFACE>
- inline sp<INTERFACE> interface_cast(const sp<IBinder>& obj)
- {
- return INTERFACE::asInterface(obj);
- }
ISurfaceComposerClient类的静态成员函数asInterface是由frameworks/base/libs /surfaceflinger_client/ISurfaceComposerClient.cpp文件中的 IMPLEMENT_META_INTERFACE宏来定义的，如下所示：
- IMPLEMENT_META_INTERFACE(SurfaceComposerClient, "android.ui.ISurfaceComposerClient");
IMPLEMENT_META_INTERFACE宏展开后，得到ISurfaceComposerClient类的静态成员函数asInterface的实现如下所示：
- android::sp<ISurfaceComposerClient> ISurfaceComposerClient::asInterface(const android::sp<android::IBinder>& obj) {
- android::sp<ISurfaceComposerClient> intr;
- if (obj != NULL) {
- intr = static_cast<ISurfaceComposerClient*>(
- obj->queryLocalInterface(ISurfaceComposerClient::descriptor).get());
- if (intr == NULL) {
- intr = new BpSurfaceComposerClient(obj);
- }
- ｝
- return intr;
- }
BpSurfaceComposerClient对象的更具体封装过程可以参考前面 一文中所描述的BpServiceManager对象的封装过程。
至此，开机动画应用程序bootanimation就通过SurfaceComposerClient类来与SurfaceFlinger服务建立一个连接了。
在前面 一文中提到，一个Android应用程序除了需要与SurfaceFlinger服务建立连接之外，还需要有一块用来传递UI元数据的匿名共享内存，即一个SharedClient对象，因此，在接下来的一篇文章中，我们就继续分析这块匿名共享内存的创建过程，敬请期待！
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