【读书笔记《Android游戏编程之从零开始》】11.游戏开发基础（SurfaceView 游戏框架、View 和 SurfaceView 的区别）

package com.example.ex4_5;

import android.content.Context;
import android.graphics.Canvas;
import android.graphics.Color;
import android.graphics.Paint;
import android.view.MotionEvent;
import android.view.SurfaceHolder;
import android.view.SurfaceHolder.Callback;
import android.view.SurfaceView;

//Callback接口用于SurfaceHolder 对SurfaceView 的状态进行监听
public class MySurfaceView extends SurfaceView implements Callback{
    //用于控制SurfaceView 的大小、格式等，并且主要用于监听SurfaceView 的状态
    private SurfaceHolder sfh;
    private Paint paint;
    private int textX=30,textY=30;
    public MySurfaceView(Context context) {
        super(context);
        //实例SurfaceView
        sfh = this.getHolder();
        //为SurfaceView添加状态监听
        sfh.addCallback(this);
        //实例一个画笔
        paint = new Paint();
        //设置字体大小
        paint.setTextSize(30);
        //设置画笔的颜色
        paint.setColor(Color.GREEN);
    }

    @Override
    //当SurfaceView 被创建完成后响应
    public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder) {
        myDraw();
    }

    @Override
    //当SurfaceView 状态发生改变时响应
    public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width,
            int height) {
        
    }

    @Override
    //当SurfaceView 状态被摧毁时响应
    public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {
        
    }

    //SurfaceView 是通过SurfaceHolder 来修改其数据，所以即时重写View 的onDraw(Canvas canvas)函数，在SurfaceView 启动时也不会执行到,因此这里自定义绘图函数
    public void myDraw()
    {
        //获取SurfaceView 的Canvas 对象，
        //同时对获取的Canvas 画布进行加锁，防止SurfaceView 在绘制过程中被修改、摧毁等发生的状态改变
        //另外一个lockCanvas(Rect rect)函数，其中传入一个Rect矩形类的实例，用于得到一个自定义大小的画布
        Canvas canvas = sfh.lockCanvas();
        //填充背景色,即刷屏,每次在画布绘图前都对画布进行一次整体的覆盖
        canvas.drawColor(Color.BLACK);
        //绘制内容
        canvas.drawText("This is a Text !", textX, textY, paint);
        //解锁画布和提交
        sfh.unlockCanvasAndPost(canvas);
    }

    //重写触屏监听事件
    @Override
    public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) {
        textX = (int)event.getX();
        textY = (int)event.getY();
        myDraw();
        return super.onTouchEvent(event);
    }
    
}

package com.example.ex4_5;

import android.content.Context;
import android.graphics.Canvas;
import android.graphics.Color;
import android.graphics.Paint;
import android.view.KeyEvent;
import android.view.MotionEvent;
import android.view.SurfaceHolder;
import android.view.SurfaceHolder.Callback;
import android.view.SurfaceView;

//Callback接口用于SurfaceHolder 对SurfaceView 的状态进行监听
public class MySurfaceView extends SurfaceView implements Callback, Runnable {
    // 用于控制SurfaceView 的大小、格式等，并且主要用于监听SurfaceView 的状态
    private SurfaceHolder sfh;
    // 声明一个画笔
    private Paint paint;
    // 文本坐标
    private int textX = 30, textY = 30;
    // 声明一个线程
    private Thread th;
    // 线程消亡的标识符
    private boolean flag;
    // 声明一个画布
    private Canvas canvas;
    // 声明屏幕的宽高
    private int screenW, screenH;

    /**
     * SurfaceView 初始化函数
     * 
     * @param context
     */
    public MySurfaceView(Context context) {
        super(context);
        // 实例SurfaceView
        sfh = this.getHolder();
        // 为SurfaceView添加状态监听
        sfh.addCallback(this);
        // 实例一个画笔
        paint = new Paint();
        // 设置字体大小
        paint.setTextSize(20);
        // 设置画笔的颜色
        paint.setColor(Color.WHITE);
        // 设置焦点
        setFocusable(true);
    }

    /**
     * SurfaceView 视图创建，响应此函数
     */
    @Override
    public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder) {
        screenW = this.getWidth();
        screenH = this.getHeight();
        flag = true;
        // 实例线程
        th = new Thread(this);
        // 启动线程
        th.start();
    }

    /**
     * SurfaceView 视图状态发生改变时，响应此函数
     */
    @Override
    public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width,
            int height) {

    }

    /**
     * SurfaceView 视图消亡时，响应此函数
     */
    @Override
    public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {
        flag = false;
    }

    /**
     * 游戏绘图
     */
    public void myDraw() {
        try {
            canvas = sfh.lockCanvas();
            if (canvas != null) {
                // ————利用绘制矩形的方式刷屏
                // canvas.drawRect(0, 0, this.getWidth(), this.getHeight(),
                // paint);
                // ————利用填充画布，刷屏
                // canvas.drawColor(Color.BLACK);
                // ————利用填充画布指定的颜色分量，刷屏
                canvas.drawRGB(0, 0, 0);
                canvas.drawText("啦啦啦，德玛西亚！", textX, textY, paint);
            }
        } catch (Exception e) {
            // TODO: handle exception
        } finally {
            if (canvas != null) {
                sfh.unlockCanvasAndPost(canvas);
            }
        }
    }

    /**
     * 触屏事件监听
     */
    @Override
    public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) {
        textX = (int) event.getX();
        textY = (int) event.getY();
        return true;
    }

    @Override
    public boolean onKeyDown(int keyCode, KeyEvent event) {
        return super.onKeyDown(keyCode, event);
    }

    /**
     * 游戏逻辑
     */
    private void logic() {
    }

    @Override
    public void run() {
        while (flag) {
            long start = System.currentTimeMillis();
            myDraw();
            logic();
            long end = System.currentTimeMillis();
            try {
                if (end - start < 50) {
                    Thread.sleep(50 - (end - start));
                }
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

}

在代码中“boolean flag;”语句声明一个布尔值，它主要用于以下两点：

①便于消亡线程

一个线程一旦启动，就会执行run() 函数，run() 函数执行结束后，线程也伴随着消亡。由于游戏开发中使用的线程一般都会在run() 函数中使用一个while 死循环，在这个循环中会调用绘图和逻辑函数，使得不断的刷新画布和更新逻辑；那么如果游戏暂停或者游戏结束时，为了便于销毁线程在此设置一个标识位来控制。

②防止重复创建线程及程序异常

为什么会重复创建线程，首先从Android 系统的手机说起。熟悉或者接触过 Android 系统的人都知道，Android 手机上一般都有“Back（返回）”与“Home（小房子）”按键。不管当前手机运行了什么程序，只要单击“Back”或者“Home”按键的时候，默认会将当前的程序切入到系统后台运行（程序中没有截获这两个按钮的前提下）；也正因为如此，会造成MySurfaceView 视图的状态发生改变。

首先单击“Back” 按钮使当前程序切入后台，然后单击项目重新回到程序中，SurfaceView 的状态变化为：surfaceDestroyed -> 构造函数 -> surfaceCreated -> surfaceChanged 。
然后单击“Home” 按钮使当前程序切入后台，然后单击项目重新回到程序中，SurfaceView 的状态变化为：surfaceDestroyed -> surfaceCreated -> surfaceChanged 。
通过 SurfaceView 的状态变化可以明显看到，当点击“Back” 按钮并重新进入程序的过程要比点击“Home” 按钮多执行了一个构造函数。也就是说当点击“Back” 返回按键时，SurfaceView 视图会被重新加载 。
正因为这个原因，如果线程的初始化是在构造函数或者在构造函数之前，那么线程也要放在视图构造函数中进行。
千万不要把线程的初始化放在 surfaceCreated 视图创建函数之前，而线程的启动却放在 surfaceCreated 视图创建的函数中，否则程序一旦被玩家点击“Home”按键后再重新回到游戏时，程序会抛出异常。

异常是因为线程已经启动造成的，原因很简单，因为程序被“Home” 键切入后台再从后台恢复时，会直接进入 surfaceCreated 视图中创建函数，又执行了一遍线程启动！

能够想到的解决方法是，可以将线程的初始化和启动都放在视图的构造函数中，或者都放在视图创建的函数中。但是这里又出现新的问题，如果将线程的初始化和启动都放在视图的构造函数中，那么当程序被“Back”键切入后台再从后台恢复时，线程的数量会增多，反复多次，就会反复多出对应的线程。

那么，如果将flag这个线程标识位在视图摧毁时让其值改为false ，从而使当前这个线程的run 方法执行完毕，以达到摧毁线程的目的，但是如果点击“Home”键呢？当程序恢复的时候，程序就不执行线程了，也就是说重绘和逻辑函数都不再执行！
所以最完美的做法是，线程的初始化与线程的启动都写在视图的surfaceCreated 创建函数中，并且将线程标识位在视图摧毁时将其值改变为 false 。这样既可避免“线程已启动”的异常，还可以避免点击Back 按键无限增加线程数的问题。

在SurfaceView 视图中获取视图的宽和高的方法：
this.getWidth(); 获取视图宽度
this.getHeight(); 获取视图高度

在 SurfaceView 视图中获取视图的宽高，一定要在视图创建之后才可以获取到，也就是在 surfaceCreated 函数之后获取，在此函数执行之前获取到的永远是零，因为当前视图还没有创建，是没有宽高值的。

因为当 SurfaceView 不可编辑或尚未创建时，调用 lockCanvas() 函数会返回null; Canvas 进行绘图时也会出现不可预知的问题，所以要对绘制函数中进行 try...catch 处理；既然 lockCanvas() 函数有可能获取为 null， 那么为了避免其他使用 canvas 实例进行绘制的函数报错，在使用 Canvas 开始绘制时，需要对其进行判定是否为 null 。

绘图的时候可能会出现不可预知的 Bug， 虽然使用 try 语句包起来了，不会导致程序崩溃；但是一旦在提交画布之前出错，那么解锁提交画布函数则无法被执行到，这样会导致下次通过 lockCanvas() 来获取 Canvas 时程序抛出异常，原因是因为画布上次没有解锁提交！所以画布将解锁提交的函数应放入 finally 语句块中。
还要注意，虽然这样保证了每次能正常提交解锁画布，但是提交解锁之前要保证画布不为空的前提，所以还需判断 Canvas 是否为空，这样一来就完美了。

虽然在线程循环中，设置了休眠时间，但是这样并不完善！比如在当前项目中， run 的 while 循环中除了调用绘图函数还一直调用处理游戏逻辑的 logic() 函数，虽然在当前项目的逻辑函数中并没有写任何的代码，但是假设这个逻辑函数 logic()中写了几千行的逻辑，那么系统在处理逻辑时，时间的开销是否和上次的相同，这是无法预料的，但是可以尽可能地让其时间差值趋于相同。假设游戏线程的休眠时间为X毫秒，一般线程的休眠写法为：
Thread.sleep(X);

优化写法步骤如下：

步骤1 首先通过系统函数获取到一个时间戳：
long start = System.currentTimeMillis();
//在线程中的绘图、逻辑等函数

步骤2 处理以上所有函数之后，再次通过系统函数获取到一个时间戳：
long end = System.currentTimeMillis();

步骤3 通过这两个时间戳的差值，就可以知道这些函数所消耗的时间：如果(end - start) > X, 那线程就完全没有必要去休眠；如果(end - start) < X， 那线程的休眠时间应该为 X - (end - start) 。
线程休眠应更改为以下写法：
 if ((end - start) < X) {
 Thread.sleep(X - (end - start));
 }
 一般游戏中刷新时间在50~100毫秒之间，也就是每秒10~20帧左右；当然还要视具体情况和项目而定。