Systrace 工具分析SurfaceFlinger

这篇文章主要讲了 Android 系统中 SurfaceFlinger 的工作原理，以及如何通过 Systrace 工具分析其性能。下面用通俗的话来解释：

一、SurfaceFlinger：手机屏幕的 “画家导演”

SurfaceFlinger 是 Android 系统里专门负责 “画屏幕” 的核心服务，它的工作就像一个导演兼画家：

• 收集画面：各个应用（如微信、游戏）各自画好自己的界面 “图层”，SurfaceFlinger 把这些图层收集起来。
• 合成显示：把所有图层按顺序叠在一起（比如状态栏在最上面，应用界面在中间），然后显示到屏幕上。
• 同步刷新：屏幕每秒刷新约 60 次（VSYNC 信号），SurfaceFlinger 必须在每次刷新前准备好所有图层，否则会出现画面撕裂或卡顿。

二、Systrace：给系统拍 “慢动作视频” 的工具

Systrace 能记录系统各部分的工作时间线，像慢动作视频一样展示：

1. App 部分：应用如何准备画面

   • 应用收到 VSYNC 信号（“开始画画” 的指令）后，主线程和渲染线程开始绘制界面，完成后把画面存入 “BufferQueue”（类似排队的画稿）。

2. BufferQueue：画面的 “排队等候区”

   • 应用画好的画面先存在这里，SurfaceFlinger 按顺序取走合成。如果队列空了或应用没及时放新画稿，就会导致无画面可显示（掉帧）。

3. SurfaceFlinger 部分：合成画面的核心流程

   • 收到 VSYNC 信号后，SurfaceFlinger 遍历所有图层，从 BufferQueue 取最新画稿，然后询问硬件合成器（HWComposer）如何高效显示。
   • 关键步骤：准备图层 → 计算合成方式 → 执行合成 → 发送到屏幕。

4. HWComposer：硬件层面的 “优化大师”

   • 决定如何用硬件（如 GPU）高效合成画面，比如直接叠加图层（省电）或用 GPU 渲染（灵活但耗电）。

三、如何通过 Systrace 判断卡顿？

卡顿通常是因为某一步骤耗时过长：

1. 查看 SurfaceFlinger 是否收到 VSYNC 信号但没合成：

   • 可能原因：App 没及时把画稿放入 BufferQueue（应用卡顿），或 SurfaceFlinger 被其他任务（如截图）占用。

2. 查看 BufferQueue 中的画稿数量：

   • 如果队列空了，说明应用没画好；如果队列满了，说明 SurfaceFlinger 合成太慢。

3. 查看硬件合成器（HWComposer）的耗时：

   • 若 HWComposer 处理慢，可能是硬件性能不足或图层太多。

四、总结：SurfaceFlinger 的工作链

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应用绘制画面 → 放入BufferQueue排队 → SurfaceFlinger取画稿合成 → HWComposer优化显示 → 屏幕刷新

Systrace 就像这个过程的 “监控摄像头”，通过分析各环节的时间线（如 VSYNC 信号间隔、BufferQueue 状态、合成耗时），能精准定位卡顿原因，帮助开发者优化性能。