android中使用2D動畫 — SurfaceView

通過之前介紹的如何自定義View， 我們知道使用它可以做一些簡單的動畫效果。它通過不斷循環的執行View.onDraw方法，每次執行都對內部顯示的圖形做一些調整，我們假設 onDraw方法每秒執行20次，這樣就會形成一個20幀的補間動畫效果。但是現實情況是你無法簡單的控制View.onDraw的執行幀數，這邊說的執 行幀數是指每秒View.onDraw方法被執行多少次，這是為什么呢？首先我們知道，onDraw方法是由系統幫我們調用的，我們是通過調用View的 invalidate方法通知系統需要重新繪制View，然后它就會調用View.onDraw方法。這些都是由系統幫我們實現的，所以我們很難精確去定 義View.onDraw的執行幀數，這個就是為什么我們這邊要了解SurfaceView了，它能彌補View的一些不足。

首先我們先寫一個自定義View實現動畫效果，AnimateViewActivity.java：

運行上面的Activity，你將看到一個圓圈，它原始半徑是10，然后不斷的變大，直到達到100后又恢復到10，這樣循環顯示，視覺效果上說你將看到一個逐漸變大的圓圈。

上面就是一個簡單的自定義View實現的動畫效果，它能做的只是簡單的動畫效果，具有一些局限性。首先你無法控制動畫的顯示速度，目前它是以最快的 速度顯示，但是當你要更快，獲取幀數更高的動畫呢？ 因為View的幀數是由系統控制的，所以你沒辦法完成上面的操作。如果你需要編寫一個游戲，它需要的幀數比較高，那么View就無能為力了，因為它被設計 出來時本來就不是用來處理一些高幀數顯示的。你可以把View理解為一個經過系統優化的，可以用來高效的執行一些幀數比較低動畫的對象，它具有特定的使用 場景，比如有一些幀數較低的游戲就可以使用它來完成：貪吃蛇、俄羅斯方塊、棋牌類等游戲，因為這些游戲執行的幀數都很低。但是如果是一些實時類的游戲，如 射擊游戲、塔防游戲、RPG游戲等就沒辦法使用View來做，因為它的幀數太低了，會導致動畫執行不順暢。所以我們需要一個能自己控制執行幀數的對 象，SurfaceView因此誕生了。

什么是SurfaceView呢？

為什么是SurfaceView呢？Surface的意思是表層，表面的意思，那么SurfaceView就是指一個在表層的View對象。為什么 說是在表層呢，這是因為它有點特殊跟其他View不一樣，其他View是繪制在表層外，而它就是充當表層對象。假設你要在一個球上畫畫，那么球的表層就當 做你的畫布對象，你畫的東西會擋住它的表層，我們默認沒使用SurfaceView，那么球的表層就是空白的，如果我們使用了SurfaceView，我 們可以理解為我們拿來的球本身表面就具有紋路，你是畫再紋路之上的，如果你畫的是半透明的，那么你將可以透過你畫的東西看到球面本身的紋路。SDK的文檔 說到：SurfaceView就是在Window上挖一個洞，它就是顯示在這個洞里，其他的View是顯示在Window上，所以View可以顯式在 SurfaceView之上，你也可以添加一些層在SurfaceView之上。

SurfaceView還有其他的特性，上面我們講了它可以控制幀數，那它是什么控制的呢？這就需要了解它的使用機制。一般在很多游戲設計中，我們都是開辟一個后臺線程計算游戲相關的數據，然后根據這些計算完的新數據再刷新視圖對象，由于對View執行繪制操作只能在UI線程上， 所以當你在另外一個線程計算完數據后，你需要調用View.invalidate方法通知系統刷新View對象，所以游戲相關的數據也需要讓UI線程能訪 問到，這樣的設計架構比較復雜，要是能讓后臺計算的線程能直接訪問數據，然后更新View對象那改多好。我們知道View的更新只能在UI線程中，所以使 用自定義View沒辦法這么做，但是SurfaceView就可以了。它一個很好用的地方就是允許其他線程(不是UI線程)繪制圖形(使用Canvas)，根據它這個特性，你就可以控制它的幀數，你如果讓這個線程1秒執行50次繪制，那么最后顯示的就是50幀。

如何使用SurfaceView？

首先SurfaceView也是一個View，它也有自己的生命周期。因為它需要另外一個線程來執行繪制操作，所以我們可以在它生命周期的初始化階 段開辟一個新線程，然后開始執行繪制，當生命周期的結束階段我們插入結束繪制線程的操作。這些是由其內部一個SurfaceHolder對象完成的。 SurfaceHolder，顧名思義，它里面保存了一個隊Surface對象的引用，而我們執行繪制方法就是操作這個 Surface，SurfaceHolder因為保存了對Surface的引用，所以使用它來處理Surface的生命周期，說到底 SurfaceView的生命周期其實就是Surface的生命周期，因為SurfaceHolder保存對Surface的引用，所以使用 SurfaceHolder來處理生命周期的初始化。首先我們先看看建立一個SurfaceView的大概步驟，先看看代碼：

DemoSurfaceView.java：

上面代碼我們在SurfaceView的構造方法中執行了init初始化方法，在這個方法里，我們先獲取SurfaceView里的 SurfaceHolder對象，然后通過它設置Surface的生命周期回調方法，使用DemoSurfaceView類本身作為回調方法代理類。 surfaceCreated方法，是當SurfaceView被顯示時會調用的方法，所以你需要再這邊開啟繪制的線 程，surfaceDestroyed方法是當SurfaceView被隱藏會銷毀時調用的方法，在這里你可以關閉繪制的線程。上面的例子運行后什么也不 顯示，因為還沒定義一個執行繪制的線程。下面我們修改下代碼，使用一個線程繪制一個逐漸變大的圓圈：

上面代碼編寫了一個使用SurfaceView制作的動畫效果，它的效果跟上面自定義View的一樣，但是這邊的SurfaceView可以控制動 畫的幀數。在SurfaceView中內置一個LoopThread線程，這個線程的作用就是用來繪制圖形，在SurfaceView中實例化一個 LoopThread實例，一般這個操作會放在SurfaceView的構造方法中。然后通過在SurfaceView中的SurfaceHolder的 生命周期回調方法中插入一些操作，當Surface被創建時(SurfaceView顯示在屏幕中時)，開啟LoopThread執行繪 制，LoopThread會一直刷新SurfaceView對象，當SurfaceView被隱藏時就停止改線程釋放資源。這邊有幾個地方要注意下：

1.因為SurfaceView允許自定義的線程操作Surface對象執行繪制方法，而你可能同時定義多個線程執行繪制，所以當你獲取 SurfaceHolder中的Canvas對象時記得加同步操作，避免兩個不同的線程同時操作同一個Canvas對象，當操作完成后記得調用 SurfaceHolder.unlockCanvasAndPost方法釋放掉Canvas鎖。

2.在調用doDraw執行繪制時，因為SurfaceView的特點，它會保留之前繪制的圖形，所以你需要先清空掉上一次繪制時留下的圖形。(View則不會，它默認在調用View.onDraw方法時就自動清空掉視圖里的東西)。

3. 記得在回調方法：onSurfaceDestroyed方法里將后臺執行繪制的LoopThread關閉，這里是使用join方法。這涉及到線程如何關閉 的問題，多數人建議是通過一個標志位：isRunning來判斷線程是否該停止運行，如果你想關閉線程只需要將isRunning改成false即可，線 程會自動執行完run方法后退出。

總結：

通過上面的分析，現在大家應該會簡單使用SurfaceView了，總的歸納起來SurfaceView和View不同之處有：

1. SurfaceView允許其他線程更新視圖對象(執行繪制方法)而View不允許這么做，它只允許UI線程更新視圖對象。

2. SurfaceView是放在其他最底層的視圖層次中，所有其他視圖層都在它上面，所以在它之上可以添加一些層，而且它不能是透明的。

3. 它執行動畫的效率比View高，而且你可以控制幀數。

4. 因為它的定義和使用比View復雜，占用的資源也比較多，除非使用View不能完成，再用SurfaceView否則最好用View就可以。(貪吃蛇，俄羅斯方塊，棋牌類這種幀數比較低的可以使用View做就好)