前言

Hardware Bitmap(硬件位圖)是Android8.0加入的新功能，通過設置Bitmap的config為Bitmap.Config.HARDWARE，創建所謂的Hardware Bitmap，它不同與其他Config的Bitmap，Hardware Bitmap對應的像素數據是存儲在顯存中，并對圖片僅在屏幕上繪制的場景做了優化；

硬件位圖的介紹參考Glide文檔

何如使用Hardware Bitmap

創建Hardware Bitmap

眾所周知，Bitmap的創建一般是調用BitmapFactory這個工廠類來實現，由于Hardware Bitmap需要配置Bitmap.Config.HARDWARE屬性，一個基本的獲取用Hardware Bitmap的寫法如下：

val options = BitmapFactory.Options()

options.inPreferredConfig = Bitmap.Config.HARDWARE

val bitmap = BitmapFactory.decodeResource(resources, R.drawable.dog, options)

復制代碼

主要是需要設置BitmapFactory.Options的inPreferredConfig為Bitmap.Config.HARDWARE；

針對HARDWARE情況BitmapFactory的提示

如果設置了inPreferredConfig = Bitmap.Config.HARDWARE，千萬不要設置options.inMutable = true，這樣會引起報錯，因為Hardware Bitmap是不可變的，也不能被利用；另外inBitmap屬性也沒有必要設置，因為硬件位圖不需要當前進程的緩存復用，如果設置inBitmap可能會替換掉之前設置的inPreferredConfig屬性;

使用Hardware Bitmap

通過上一步的創建，我們獲得Bitmap對象，首先我們可以通過bitmap.getConfig()獲取到當前Bitmap是不是Hardware，其次，大多數情況下，我們是把Bitmap設置給ImageView控件；

imageView.setImageBitmap(bitmap)

復制代碼

一行代碼搞定imageView沒錯，這行代碼一般情況下是沒有問題的，那么問題在哪里？

首先，硬件位圖只支持GPU的繪制，言外之意是這個ImageView必須在開啟硬件加速的Activity中，而且當前這個ImageView不能設置軟件層 (software layer type)；

開啟硬件加速的代碼

//application級別開啟硬件加速

>

//activity級別開啟硬件加速

復制代碼在View 上使用software layer type

ImageView imageView = …

imageView.setImageBitmap(hardwareBitmap);

imageView.setLayerType(View.LAYER_TYPE_SOFTWARE, null);

復制代碼

如果我們滿足硬件加速和不設置software layer type這兩個條件，在正真使用中還有坑，其中最大的也最頻繁發生的就是通過Canvas來改變Bitmap的形狀或者其他的轉換；

拿圓形圖片做例子

假設我們需要顯示圓形圖片，一般解決方案有兩種：通過自定義控件處理和通過Glide等工具類直接剪裁Bitmap；當Bitmap剪裁遇到HARDWARE就是問題的開始；

通過自定義控件比如CircleImageView的方案，onDraw()方法如下：

@Override

protected void onDraw(Canvas canvas) {

if (mDisableCircularTransformation) {

super.onDraw(canvas);

return;

}

if (mBitmap == null) {

return;

}

if (mCircleBackgroundColor != Color.TRANSPARENT) {

canvas.drawCircle(mDrawableRect.centerX(), mDrawableRect.centerY(), mDrawableRadius, mCircleBackgroundPaint);

}

canvas.drawCircle(mDrawableRect.centerX(), mDrawableRect.centerY(), mDrawableRadius, mBitmapPaint);

if (mBorderWidth > 0) {

canvas.drawCircle(mBorderRect.centerX(), mBorderRect.centerY(), mBorderRadius, mBorderPaint);

}

}

復制代碼

這是CircleImageView重新onDraw()方法，通過自定義控件實現剪切圓角，在設置硬件位圖Bitmap時，一般都沒有問題；

通過類似Glide等直接處理Bitmap的方式剪裁圓形圖片，基本代碼如下:

Canvas canvas = new Canvas(resultBitmap);

// Draw a circle

canvas.drawCircle(radius, radius, radius, CIRCLE_CROP_SHAPE_PAINT);

// Draw the bitmap in the circle

canvas.drawBitmap(inBitmap, null, destRect, CIRCLE_CROP_BITMAP_PAINT);

clear(canvas);

復制代碼

通過類似工具類的形式直接對Bitmap進行修改，執行到canvas.drawBitmap就會報異常，異常信息是java.lang.IllegalStateException: Software rendering doesn't support hardware bitmaps;

如何避免報異常

我大致想了這么兩個方案：

方案一：所有關于剪切Bitmap的操作都改成自定義控件，在自定義控件的onDraw中實現；

方案二：尋找一種方案，解決掉自己創建的Canvas不報異常，這樣就能繼續用工具類來處理Bitmap；

方案一技術實現比較簡單，把項目中所用用到處理Bitmap的邏輯都換成自定義控件，但是可能涉及到很多處代碼的修改，是一個功夫活；

方案二實施起來有點障礙，因為除了通過new Canvas(Bitmap)獲取畫布，還能通過什么方式能拿到Canvas，對了還有SurfaceView也是可以拿到Canvas，但是SurfaceView不支持硬件加速，所以直接就Pass了，想實現方案二我認為得弄清自定義控件onDraw()方法中Canvas從何而來;

分析Canvas流程

View.onDraw()中的Canvas從何而來

我們知道，View的繪制流程是從ViewRootImpl.performTraversals()這個方法開始

performTraversals()

boolean cancelDraw = mAttachInfo.mTreeObserver.dispatchOnPreDraw() || !isViewVisible;

if (!cancelDraw && !newSurface) {

if (mPendingTransitions != null && mPendingTransitions.size() > 0) {

for (int i = 0; i < mPendingTransitions.size(); ++i) {

mPendingTransitions.get(i).startChangingAnimations();

}

mPendingTransitions.clear();

}

//調動performDraw()

performDraw();

} else {

if (isViewVisible) {

// Try again

scheduleTraversals();

} else if (mPendingTransitions != null && mPendingTransitions.size() > 0) {

for (int i = 0; i < mPendingTransitions.size(); ++i) {

mPendingTransitions.get(i).endChangingAnimations();

}

mPendingTransitions.clear();

}

}

復制代碼

performTraversals()方法調用performDraw()，然后performDraw()方法中又調用draw(fullRedrawNeeded)，大部門繪制的邏輯都是在draw(fullRedrawNeeded)方法中;

draw(fullRedrawNeeded)

if (!dirty.isEmpty() || mIsAnimating || accessibilityFocusDirty) {

if (mAttachInfo.mThreadedRenderer != null && mAttachInfo.mThreadedRenderer.isEnabled()) {

//省略代碼

mAttachInfo.mThreadedRenderer.draw(mView, mAttachInfo, this);

} else {

if (mAttachInfo.mThreadedRenderer != null &&

!mAttachInfo.mThreadedRenderer.isEnabled() &&

mAttachInfo.mThreadedRenderer.isRequested()) {

//省略代碼

//drawSoftware

if (!drawSoftware(surface, mAttachInfo, xOffset, yOffset, scalingRequired, dirty)) {

return;

}

}

}

復制代碼

從draw(fullRedrawNeeded)方法可以看到，如果支持硬件加速，調用mAttachInfo.mThreadedRenderer.draw()方法，否則調用drawSoftware()方法，繪制的基本流程從這里分叉；

drawSoftware如何獲得Canvas

drawSoftware()

private boolean drawSoftware(Surface surface, AttachInfo attachInfo, int xoff, int yoff,

boolean scalingRequired, Rect dirty) {

// Draw with software renderer.

final Canvas canvas;

try {

final int left = dirty.left;

final int top = dirty.top;

final int right = dirty.right;

final int bottom = dirty.bottom;

canvas = mSurface.lockCanvas(dirty);

Surface.lockCanvas()

//noinspection ConstantConditions

if (left != dirty.left || top != dirty.top || right != dirty.right

|| bottom != dirty.bottom) {

attachInfo.mIgnoreDirtyState = true;

}

canvas.setDensity(mDensity);

} catch (Surface.OutOfResourcesException e) {

handleOutOfResourcesException(e);

return false;

} catch (IllegalArgumentException e) {

mLayoutRequested = true;

return false;

}

//省略代碼

}

復制代碼

從drawSoftware()方法可以知道，軟件繪制的流程是從Surface.lockCanvas()獲得Canvas對象；

View體系硬件加速Canvas創建過程

ThreadedRenderer.draw()

void draw(View view, AttachInfo attachInfo, DrawCallbacks callbacks) {

attachInfo.mIgnoreDirtyState = true;

final Choreographer choreographer = attachInfo.mViewRootImpl.mChoreographer;

choreographer.mFrameInfo.markDrawStart();

//調用updateRootDisplayList更新DisplayList

updateRootDisplayList(view, callbacks);

}

復制代碼

ThreadedRenderer.updateRootDisplayList()

private void updateRootDisplayList(View view, DrawCallbacks callbacks) {

Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_VIEW, "Record View#draw()");

updateViewTreeDisplayList(view);

if (mRootNodeNeedsUpdate || !mRootNode.isValid()) {

//通過RootNode.start創建DisplayListCanvas

DisplayListCanvas canvas = mRootNode.start(mSurfaceWidth, mSurfaceHeight);

try {

final int saveCount = canvas.save();

canvas.translate(mInsetLeft, mInsetTop);

callbacks.onPreDraw(canvas);

canvas.insertReorderBarrier();

canvas.drawRenderNode(view.updateDisplayListIfDirty());

canvas.insertInorderBarrier();

callbacks.onPostDraw(canvas);

canvas.restoreToCount(saveCount);

mRootNodeNeedsUpdate = false;

} finally {

//最終調用end方法

mRootNode.end(canvas);

}

}

Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_VIEW);

}

復制代碼

View.updateDisplayListIfDirty()

public RenderNode updateDisplayListIfDirty() {

final RenderNode renderNode = mRenderNode;

//省略代碼

int layerType = getLayerType();

//創建DisplayListCanvas

final DisplayListCanvas canvas = renderNode.start(width, height);

canvas.setHighContrastText(mAttachInfo.mHighContrastText);

try {

//判斷layerType

if (layerType == LAYER_TYPE_SOFTWARE) {

buildDrawingCache(true);

Bitmap cache = getDrawingCache(true);

if (cache != null) {

canvas.drawBitmap(cache, 0, 0, mLayerPaint);

}

} else {

computeScroll();

canvas.translate(-mScrollX, -mScrollY);

mPrivateFlags |= PFLAG_DRAWN | PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID;

mPrivateFlags &= ~PFLAG_DIRTY_MASK;

// Fast path for layouts with no backgrounds

if ((mPrivateFlags & PFLAG_SKIP_DRAW) == PFLAG_SKIP_DRAW) {

dispatchDraw(canvas);//dispatchDraw

drawAutofilledHighlight(canvas);

if (mOverlay != null && !mOverlay.isEmpty()) {

mOverlay.getOverlayView().draw(canvas);

}

if (debugDraw()) {

debugDrawFocus(canvas);

}

} else {

//調用draw()方法

draw(canvas);

}

}

} finally {

renderNode.end(canvas);

setDisplayListProperties(renderNode);

}

} else {

mPrivateFlags |= PFLAG_DRAWN | PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID;

mPrivateFlags &= ~PFLAG_DIRTY_MASK;

}

return renderNode;

}

復制代碼

從上面基本流程可以看出，硬件加速下Canvas的創建是調用RenderNode.create()方法，每個View都有自己的RenderNode，RenderNode的創建是在View的構造方法中；

View構造方法

public View(Context context) {

mContext = context;

mResources = context != null ? context.getResources() : null;

mViewFlags = SOUND_EFFECTS_ENABLED | HAPTIC_FEEDBACK_ENABLED | FOCUSABLE_AUTO;

//省略

mRenderNode = RenderNode.create(getClass().getName(), this);

//省略

}

復制代碼

RenderNode通過調用靜態方法create得到RenderNode對象，我們繼續看RenderNode.create()方法

RenderNode.create()

/**

* @param name The name of the RenderNode, used for debugging purpose. May be null.

* @return A new RenderNode.

*/

public static RenderNode create(String name, @Nullable View owningView) {

return new RenderNode(name, owningView);

}

復制代碼

create()方法有兩個參數，第一個name，第二個是owningView，而且是可以為空的，從注釋上來看，name只是為了調試用，而且owningView可以為空，我們可以用反射去創建一個簡單的RenderNode;

嘗試創建一個Canvas

回顧一下，寫出一個簡單的創建一個硬件加速Canvas的代碼：

第一行，創建RenderNode

RenderNode node = RenderNode.create("helloworld", null);

第二行，創建DisplayListCanvas

final DisplayListCanvas canvas = node.start(bitmapWidth, bitmapHeight);

第三行，執行canvas的操作

canvas.xxx();

第四行，執行node.end()方法

node.end(canvas);

復制代碼

一個簡單的DisplayListCanvas創建流程在腦海中浮現出來，但是還有個問題，我們執行完canvas的繪制操作之后，生成的產物Bitmap從哪里得到，我們回顧和ViewRootImpl打交道的硬件加速繪制相關的類是ThreadedRenderer，我們剛才看了這個類的draw()方法和updateRootDisplayList()方法，很有意思，它還有一個這個靜態的方法createHardwareBitmap(RenderNode node, int width, int height)；

ThreadedRenderer.createHardwareBitmap()

public static Bitmap createHardwareBitmap(RenderNode node, int width, int height) {

return nCreateHardwareBitmap(node.getNativeDisplayList(), width, height);

}

復制代碼

該方法根據傳入的RenderNode創建一個硬件加速的Bitmap并返回，要求傳入的這個node必須是根root，在這里，一個完整的獲取替換Canvas的流程應該是這樣；

第一行，創建RenderNode

RenderNode node = RenderNode.create("helloworld", null);

第二行，創建DisplayListCanvas

final DisplayListCanvas canvas = node.start(width, height);

第三行，執行canvas的操作

canvas.xxx();

第四行，執行node.end()方法

node.end(canvas);

第五行，調用createHardwareBitmap生成Bitmap

bitmap = ThreadedRenderer.createHardwareBitmap(node,width,height)

復制代碼

基于上面的偽代碼分析，我寫了一個避免反射調優化版的Hardware Canvas，基本調用如下：

//創建HardwareCanvasManager

val hardwareCanvasManager = HardwareCanvasManager()

try {

//獲取canvas

val canvas = hardwareCanvasManager.createCanvas(size, size)

//畫圓形or其他繪制

canvas.drawCircle(radius, radius, radius, CIRCLE_CROP_SHAPE_PAINT);

//畫原圖，通過畫筆設置SRC_IN屬性

canvas.drawBitmap(inBitmap, null, destRect, CIRCLE_CROP_BITMAP_PAINT);

//得到bitmap

val buildBitmap = hardwareCanvasManager.buildBitmap()

//將bitmap設置給ImageView

iv.setImageBitmap(buildBitmap)

} finally {

//清理工作

hardwareCanvasManager.clean()

}

復制代碼

Github傳送門

總結

這篇水文主要是分析View繪制下Canvas的創建流程，關于硬件加速的更詳細的介紹，推薦大家看這篇文章www.jianshu.com/p/40f660e17…。

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總結

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