SurfaceFlinger及Android应用RenderThread角度观察Jank丢帧卡顿

SurfaceFlinger及Android应用RenderThread角度观察Jank丢帧卡顿

CPU、GPU、Display 三个部分：CPU 负责计算帧数据，把计算好的数据交给 GPU，GPU 会对图形数据进行渲染，渲染好后放到 buffer （图像缓冲区）存起来，然后 Display （屏幕或显示器）把 Buffer呈现到屏幕。
Google 在 Android 4.1 系统中对 Android Display 系统进行了重构，引入了 Project Butter（黄油计划）：在系统收到 Vsync 信号后，上层 CPU 和 GPU 马上进行下一帧画面数据的处理，完成后及时将数据写入到 Buffer 中，Google 称之为 Drawing with Vsync。
在ViewRootImpl中完成对界面的measure、layout和draw等绘制流程后，用户依然还是看不到内容，因为Android系统的显示流程除了UI 线程的绘制外，还需要经过RenderThread线程的渲染处理，渲染完成后，还需要通过Binder调用“上帧”交给surfaceflinger进程进行合成后才能最终显示到屏幕上。
Android应用渲染流程中，应用扮演的是生产者角色，SurfaceFlinger扮演的是消费者，工作的流程如下：
应用在开始绘制渲染之前，需要通过调用dequeueBuffer从SurfaceFlinger管理的BufferQueue 申请一处于free状态的可用Buffer，如果此时没有可用Buffer则阻塞等待；
应用拿到可用的Buffer后，使用GPU绘制渲染，渲染完成后再通过Binder调用queueBuffer将数据返回给应用进程对应的BufferQueue，如果是 GPU 渲染的话，这里还有个 GPU处理的过程，所以这个 Buffer 不会马上可用，需要等 GPU 渲染完成的Fence信号，并申请sf的Vsync-sf唤醒消费者SurfaceFlinger进行消费；
SurfaceFlinger 收到 Vsync-sf 信号之后，开始准备合成，使用 acquireBuffer获取应用对应的 BufferQueue 中的 Buffer 并进行合成操作；
合成结束后，SurfaceFlinger 调用 releaseBuffer将 Buffer 置为可用的free状态，返回到应用对应的 BufferQueue中。
从 SurfaceFlinger 角度来说，在 App 连续的动画或者手指滑动列表时（关键是连续），如果有一个 Vsync 到来时候 ，App 没有可以用来合成的 Buffer，那么这个 Vsync 周期 SurfaceFlinger 就不会走合成逻辑（或者是去合成其他的 Layer），那么这一帧就会显示 App 的上一帧的画面，这里发生了卡顿；
从App的角度来看，如果渲染线程在一个 Vsync 周期内没有 queueBuffer 到 SurfaceFlinger 中 App 对应的 BufferQueue 中，那么我们认为这里发生了卡顿。
如果线程Running时长过长导致运行变慢，最终出现上帧超时而掉帧，就需要结合具体tag信息查看到底在执行什么逻辑，然后结合自身的代码实现看是否可以优化。或者看看当前JIT线程任务是否繁忙，判断是否是因为应用没有被及时编译成机器码而导致运行时长过长。
出于功耗节能的原因，VSYNC-sf与VSYNC-app并不一定会固定不停触发。如果app或sf并没有刷新画面的需求，那么触发信号进行绘制和合成是不必要的（功耗）。触发VSYNC-sf和VSYNC-app的两个EventThread会在requestNextVsync调用后才会将下一个VSYNC-sf或VSYNC-app发出。因此，当（各自EventThread）requestNextVsync没有调用时，VSYNC-app和VSYNC-sf也就出现异常。BufferQueueLayer::onFrameAvailable会在应用提交后调用，该方法通过调用SF的signalLayerUpdate触发产生下一个VSYNC-sf。

Android trace presentFence屏幕显示的帧-CSDN博客文章浏览阅读807次，点赞20次，收藏21次。在Android系统中，presentFence是屏幕显示帧的关键信号，当帧成功显示时，presentFence会发出信号。FrameMissed、GpuFrameMissed和HwcFrameMissed表示上一次合成的结果，SurfaceFlinger在每次被Vsync-sf唤醒时会检查上一次合成的presentFence是否已发出信号，若未发出则认为是帧丢失。BufferTx在queueBuffer后增加，在SurfaceFlinger合成时减少，其内有可用Buffer时，SurfaceFlingerhttps://blog.csdn.net/zhangphil/article/details/148099387