Android绘制原理总结

GPU/CPU

CPU（Central Processing Unit，中央处理器）是计算机设备核心器件，用于执行程序代码，软件开发者对此都很熟悉；GPU（Graphics Processing Unit，图形处理器）主要用于处理图形运算，通常所说“显卡”的核心部件就是GPU。

黄色的Control为控制器，用于协调控制整个CPU的运行，包括取出指令、控制其他模块的运行等；
绿色的ALU（Arithmetic Logic Unit）是算术逻辑单元，用于进行数学、逻辑运算；
橙色的Cache和DRAM分别为缓存和RAM，用于存储信息。

从结构图可以看出，CPU的控制器较为复杂，而ALU数量较少。因此CPU擅长各种复杂的逻辑运算，但不擅长数学尤其是浮点运算。和CPU不同的是，GPU就是为实现大量数学运算设计的。从结构图中可以看到，GPU的控制器比较简单，但包含了大量ALU。GPU中的ALU使用了并行设计，且具有较多浮点运算单元。

硬件加速

硬件加速的主要原理，就是通过底层软件代码，将CPU不擅长的图形计算转换成GPU专用指令，由GPU完成。

硬件加速过程中包含两个步骤 ：

构建阶段 ： 遍历所有视图，将需要绘制的操作缓存下来，交给单独的Render线程使用GPU进行硬件加速渲染。(这一阶段在主线程中使用CPU构建)
绘制阶段 ： 调用OpenGL（即使用GPU）对构建好的视图进行绘制渲染，绘制的内容保存在Graphic Buffer 并交由 SurfaceFlinger 显示。(Android 5.0+ 使用Render Thread线程，专门负责 UI 渲染和动画显示。)

OpenGL

Android 开发人员可以通过使用 OpenGL ES 来实现硬件加速渲染图形。

• OpenGL（Open Graphics Library） ：
  是指定义了一个跨编程语言、跨平台的编程接口规格的专业的图形程序接口。它用于三维图像（二维的亦可），是一个功能强大，调用方便的底层图形库。
• OpenGL ES （OpenGL for Embedded Systems）
  是 OpenGL 三维图形 API 的子集，针对手机、PDA和游戏主机等嵌入式设备而设计。

如果一个设备支持GPU硬件加速渲染，那么当Android应用程序调用Open GL接口来绘制UI时，Android应用程序的 UI 就是通过硬件加速技术进行渲染的。

SurfaceFlinger

SurfaceFlinger只是负责merge Surface的控制，比如说计算出两个Surface重叠的区域，至于Surface需要显示的内容，则通过skia，opengl和 pixflinger来计算。

参考文章