1. SurfaceView的定義
通常情況程式的View和使用者響應都是在同一個執行緒中處理的，這也是為什麼處理長時間事件（例如訪問網路）需要放到另外的執行緒中去（防止阻塞當前UI執行緒的操作和繪製）。但是在其他執行緒中卻不能修改UI元素，例如用後臺執行緒更新自定義View（呼叫View的在自定義View中的onDraw函式）是不允許的。
如果需要在另外的執行緒繪製介面、需要迅速的更新介面或則渲染UI介面需要較長的時間，這種情況就要使用SurfaceView了。SurfaceView中包含一個Surface物件，而Surface是可以在後臺執行緒中繪製的。SurfaceView的性質決定了其比較適合一些場景：需要介面迅速更新、對幀率要求較高的情況。使用SurfaceView需要注意以下幾點情況：
SurfaceView和SurfaceHolder.Callback函式都從當前SurfaceView視窗執行緒中呼叫（一般而言就是程式的主執行緒）。有關資源狀態要注意和繪製執行緒之間的同步。
在繪製執行緒中必須先合法的獲取Surface才能開始繪製內容，在SurfaceHolder.Callback.surfaceCreated() 和SurfaceHolder.Callback.surfaceDestroyed()之間的狀態為合法的，另外在Surface型別為SURFACE_TYPE_PUSH_BUFFERS時候是不合法的。
額外的繪製執行緒會消耗系統的資源，在使用SurfaceView的時候要注意這點。
2. SurfaceView的使用
首先繼承SurfaceView，並實現SurfaceHolder.Callback介面，實現它的三個方法：surfaceCreated，surfaceChanged，surfaceDestroyed。
（1）surfaceCreated(SurfaceHolder holder)：surface建立的時候呼叫，一般在該方法中啟動繪圖的執行緒。
（2）surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width,int height)：surface尺寸發生改變的時候呼叫，如橫豎屏切換。
（3）surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) ：surface被銷燬的時候呼叫，如退出遊戲畫面，一般在該方法中停止繪圖執行緒。
還需要獲得SurfaceHolder，並添加回調函式，這樣這三個方法才會執行。
只要繼承SurfaceView類並實現SurfaceHolder.Callback介面就可以實現一個自定義的SurfaceView了，SurfaceHolder.Callback在底層的Surface狀態發生變化的時候通知View，SurfaceHolder.Callback具有如下的介面：
（1）surfaceCreated(SurfaceHolder holder)：當Surface第一次建立後會立即呼叫該函式。程式可以在該函式中做些和繪製介面相關的初始化工作，一般情況下都是在另外的執行緒來繪製介面，所以不要在這個函式中繪製Surface。
（2）surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width,int height)：當Surface的狀態（大小和格式）發生變化的時候會呼叫該函式，在surfaceCreated呼叫後該函式至少會被呼叫一次。
（3）surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder)：當Surface被摧毀前會呼叫該函式，該函式被呼叫後就不能繼續使用Surface了，一般在該函式中來清理使用的資源。
通過SurfaceView的getHolder()函式可以獲取SurfaceHolder物件，Surface 就在SurfaceHolder物件內。雖然Surface儲存了當前視窗的畫素資料，但是在使用過程中是不直接和Surface打交道的，由SurfaceHolder的Canvas lockCanvas()或則Canvas lockCanvas(Rect dirty)函式來獲取Canvas物件，通過在Canvas上繪製內容來修改Surface中的資料。如果Surface不可編輯或則尚未建立呼叫該函式會返回null，在 unlockCanvas() 和 lockCanvas()中Surface的內容是不快取的，所以需要完全重繪Surface的內容，為了提高效率只重繪變化的部分則可以呼叫lockCanvas(Rect dirty)函式來指定一個dirty區域，這樣該區域外的內容會快取起來。在呼叫lockCanvas函式獲取Canvas後，SurfaceView會獲取Surface的一個同步鎖直到呼叫unlockCanvasAndPost(Canvas canvas)函式才釋放該鎖，這裡的同步機制保證在Surface繪製過程中不會被改變（被摧毀、修改）。
當在Canvas中繪製完成後，呼叫函式unlockCanvasAndPost(Canvas canvas)來通知系統Surface已經繪製完成，這樣系統會把繪製完的內容顯示出來。為了充分利用不同平臺的資源，發揮平臺的最優效果可以通過SurfaceHolder的setType函式來設定繪製的型別，目前接收如下的引數：
（1）SURFACE_TYPE_NORMAL：用RAM快取原生資料的普通Surface
（2）SURFACE_TYPE_HARDWARE：適用於DMA(Direct memory access )引擎和硬體加速的Surface
（3）SURFACE_TYPE_GPU：適用於GPU加速的Surface
（4）SURFACE_TYPE_PUSH_BUFFERS：表明該Surface不包含原生資料，Surface用到的資料由其他物件提供，在Camera影象預覽中就使用該型別的Surface，有Camera負責提供給預覽Surface資料，這樣影象預覽會比較流暢。如果設定這種型別則就不能呼叫lockCanvas來獲取Canvas物件了。
訪問SurfaceView的底層圖形是通過SurfaceHolder介面來實現的，通過getHolder()方法可以得到這個SurfaceHolder物件。你應該實現surfaceCreated(SurfaceHolder)和surfaceDestroyed(SurfaceHolder)方法來知道在這個Surface在視窗的顯示和隱藏過程中是什麼時候建立和銷燬的。
注意：一個SurfaceView只在SurfaceHolder.Callback.surfaceCreated() 和 SurfaceHolder.Callback.surfaceDestroyed()呼叫之間是可用的，其他時間是得不到它的Canvas物件的'（null）。
3. SurfaceView實戰
下面通過一個小demo來學習SurfaceView在實際專案中的使用，繪製一個精靈，該精靈有四個方向的行走動畫，讓精靈沿著螢幕四周不停的行走。遊戲中精靈素材和最終實現的效果圖:
首先建立核心類GameView.java，原始碼如下：
public class GameView extends SurfaceView implements SurfaceHolder.Callback { //螢幕寬高 public static int SCREEN_WIDTH; public static int SCREEN_HEIGHT; private Context mContext; private SurfaceHolder mHolder; //最大幀數 (1000 / 30) private static final int DRAW_INTERVAL = 30; private DrawThread mDrawThread; private FrameAnimation []spriteAnimations; private Sprite mSprite; private int spriteWidth = 0; private int spriteHeight = 0; private float spriteSpeed = (float)((500 * SCREEN_WIDTH / 480) * 0.001); private int row = 4; private int col = 4; public GameSurfaceView(Context context) { super(context); this.mContext = context; mHolder = this.getHolder(); mHolder.addCallback(this); initResources(); mSprite = new Sprite(spriteAnimations,0,0,spriteWidth,spriteHeight,spriteSpeed); } private void initResources() { Bitmap[][] spriteImgs = generateBitmapArray(mContext, R.drawable.sprite, row, col); spriteAnimations = new FrameAnimation[row]; for(int i = 0; i < row; i ++) { Bitmap []spriteImg = spriteImgs[i]; FrameAnimation spriteAnimation = new FrameAnimation(spriteImg,new int[]{150,150,150,150},true); spriteAnimations[i] = spriteAnimation; } } public Bitmap decodeBitmapFromRes(Context context, int resourseId) { BitmapFactory.Options opt = new BitmapFactory.Options(); opt.inPreferredConfig = Bitmap.Config.RGB_565; opt.inPurgeable = true; opt.inInputShareable = true; InputStream is = context.getResources().openRawResource(resourseId); return BitmapFactory.decodeStream(is, null, opt); } public Bitmap createBitmap(Context context, Bitmap source, int row, int col, int rowTotal, int colTotal) { Bitmap bitmap = Bitmap.createBitmap(source, (col - 1) * source.getWidth() / colTotal, (row - 1) * source.getHeight() / rowTotal, source.getWidth() / colTotal, source.getHeight() / rowTotal); return bitmap; } public Bitmap[][] generateBitmapArray(Context context, int resourseId, int row, int col) { Bitmap bitmaps[][] = new Bitmap[row][col]; Bitmap source = decodeBitmapFromRes(context, resourseId); this.spriteWidth = source.getWidth() / col; this.spriteHeight = source.getHeight() / row; for (int i = 1; i <= row; i++) { for (int j = 1; j <= col; j++) { bitmaps[i - 1][j - 1] = createBitmap(context, source, i, j, row, col); } } if (source != null && !source.isRecycled()) { source.recycle(); source = null; } return bitmaps; } public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width, int height) { } public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder) { if(null == mDrawThread) { mDrawThread = new DrawThread(); mDrawThread.start(); } } public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) { if(null != mDrawThread) { mDrawThread.stopThread(); } } private class DrawThread extends Thread { public boolean isRunning = false; public DrawThread() { isRunning = true; } public void stopThread() { isRunning = false; boolean workIsNotFinish = true; while (workIsNotFinish) { try { this.join();// 保證run方法執行完畢 } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } workIsNotFinish = false; } } public void run() { long deltaTime = 0; long tickTime = 0; tickTime = System.currentTimeMillis(); while (isRunning) { Canvas canvas = null; try { synchronized (mHolder) { canvas = mHolder.lockCanvas(); //設定方向 mSprite.setDirection(); //更新精靈位置 mSprite.updatePosition(deltaTime); drawSprite(canvas); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } finally { if (null != mHolder) { mHolder.unlockCanvasAndPost(canvas); } } deltaTime = System.currentTimeMillis() - tickTime; if(deltaTime < DRAW_INTERVAL) { try { Thread.sleep(DRAW_INTERVAL - deltaTime); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } tickTime = System.currentTimeMillis(); } } } private void drawSprite(Canvas canvas) { //清屏操作 canvas.drawColor(Color.BLACK); mSprite.draw(canvas); } }
GameView.java中包含了一個繪圖執行緒DrawThread，在執行緒的run方法中鎖定Canvas、繪製精靈、更新精靈位置、釋放Canvas等操作。因為精靈素材是一張大圖，所以這裡進行了裁剪生成一個二維陣列。使用這個二維陣列初始化了精靈四個方向的動畫，下面看Sprite.java的原始碼。
public class Sprite { public static final int DOWN = 0; public static final int LEFT = 1; public static final int RIGHT = 2; public static final int UP = 3; public float x; public float y; public int width; public int height; //精靈行走速度 public double speed; //精靈當前行走方向 public int direction; //精靈四個方向的動畫 public FrameAnimation[] frameAnimations; public Sprite(FrameAnimation[] frameAnimations, int positionX, int positionY, int width, int height, float speed) { this.frameAnimations = frameAnimations; this.x = positionX; this.y = positionY; this.width = width; this.height = height; this.speed = speed; } public void updatePosition(long deltaTime) { switch (direction) { case LEFT: //讓物體的移動速度不受機器效能的影響,每幀精靈需要移動的距離為：移動速度*時間間隔 this.x = this.x - (float) (this.speed * deltaTime); break; case DOWN: this.y = this.y + (float) (this.speed * deltaTime); break; case RIGHT: this.x = this.x + (float) (this.speed * deltaTime); break; case UP: this.y = this.y - (float) (this.speed * deltaTime); break; } } /** * 根據精靈的當前位置判斷是否改變行走方向 */ public void setDirection() { if (this.x <= 0 && (this.y + this.height) < GameSurfaceView.SCREEN_HEIGHT) { if (this.x < 0) this.x = 0; this.direction = Sprite.DOWN; } else if ((this.y + this.height) >= GameSurfaceView.SCREEN_HEIGHT && (this.x + this.width) < GameSurfaceView.SCREEN_WIDTH) { if ((this.y + this.height) > GameSurfaceView.SCREEN_HEIGHT) this.y = GameSurfaceView.SCREEN_HEIGHT - this.height; this.direction = Sprite.RIGHT; } else if ((this.x + this.width) >= GameSurfaceView.SCREEN_WIDTH && this.y > 0) { if ((this.x + this.width) > GameSurfaceView.SCREEN_WIDTH) this.x = GameSurfaceView.SCREEN_WIDTH - this.width; this.direction = Sprite.UP; } else { if (this.y < 0) this.y = 0; this.direction = Sprite.LEFT; } } public void draw(Canvas canvas) { FrameAnimation frameAnimation = frameAnimations[this.direction]; Bitmap bitmap = frameAnimation.nextFrame(); if (null != bitmap) { canvas.drawBitmap(bitmap, x, y, null); } }}
精靈類主要是根據當前位置判斷行走的方向，然後根據行走的方向更新精靈的位置，再繪製自身的動畫。由於精靈的動畫是一幀一幀的播放圖片，所以這裡封裝了FrameAnimation.java，原始碼如下：
public class FrameAnimation{ /**動畫顯示的需要的資源 */ private Bitmap[] bitmaps; /**動畫每幀顯示的時間 */ private int[] duration; /**動畫上一幀顯示的時間 */ protected Long lastBitmapTime; /**動畫顯示的索引值，防止陣列越界 */ protected int step; /**動畫是否重複播放 */ protected boolean repeat; /**動畫重複播放的次數*/ protected int repeatCount; /** * @param bitmap:顯示的圖片
* @param duration:圖片顯示的時間
* @param repeat:是否重複動畫過程
*/ public FrameAnimation(Bitmap[] bitmaps, int duration[], boolean repeat) { this.bitmaps = bitmaps; this.duration = duration; this.repeat = repeat; lastBitmapTime = null; step = 0; } public Bitmap nextFrame() { // 判斷step是否越界 if (step >= bitmaps.length) { //如果不無限迴圈 if( !repeat ) { return null; } else { lastBitmapTime = null; } } if (null == lastBitmapTime) { // 第一次執行 lastBitmapTime = System.currentTimeMillis(); return bitmaps[step = 0]; } // 第X次執行 long nowTime = System.currentTimeMillis(); if (nowTime - lastBitmapTime <= duration[step]) { // 如果還在duration的時間段內,則繼續返回當前Bitmap // 如果duration的值小於0,則表明永遠不失效,一般用於背景 return bitmaps[step]; } lastBitmapTime = nowTime; return bitmaps[step++];// 返回下一Bitmap } }
FrameAnimation根據每一幀的顯示時間返回當前的圖片幀，若沒有超過指定的時間則繼續返回當前幀，否則返回下一幀。
接下來需要做的是讓Activty顯示的View為我們之前建立的GameView，然後設定全屏顯示。
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); getWindow().setFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_FULLSCREEN, WindowManager.LayoutParams.FLAG_FULLSCREEN); requestWindowFeature(Window.FEATURE_NO_TITLE); getWindow().setFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_KEEP_SCREEN_ON, WindowManager.LayoutParams.FLAG_KEEP_SCREEN_ON); DisplayMetrics outMetrics = new DisplayMetrics(); this.getWindowManager().getDefaultDisplay().getMetrics(outMetrics); GameSurfaceView.SCREEN_WIDTH = outMetrics.widthPixels; GameSurfaceView.SCREEN_HEIGHT = outMetrics.heightPixels; GameSurfaceView gameView = new GameSurfaceView(this); setContentView(gameView); }
現在執行Android工程，應該就可以看到一個手持寶劍的武士在沿著螢幕不停的走了。