Android 5.0 Camera系统源码分析(5)：Camera预览3A流程

Android：CameraHAL3的参数传递（CameraMetadata）⼀、camera_metadata简介 Camera API2/HAL3架构下使⽤了全新的CameraMetadata结构取代了之前的SetParameter/Paramters等操作，实现了Java到native到HAL3的参数传递。

引⼊了管道的概念将安卓设备和摄像头之间联系起来，系统向摄像头发送 Capture 请求，⽽摄像头会返回CameraMetadata，这⼀切建⽴在⼀个叫作 CameraCaptureSession 的会话中。

⼆、Framework到HAL层的转换 Camera2Client 使⽤ API1 传递参数采⽤的逻辑是还是在Java层预留了setParameters接⼝，只是当Parameter在设置时⽐起CameraClient⽽⾔，是将这个Parameter根据不同的TAG形式直接绑定到CameraMetadatamPreviewRequest/mRecordRequest/mCaptureRequest中，这些数据会由Capture_Request转为camera3_capture_request中的camera_metadata_t settings完成参数从Java到native到HAL3的传递。

但是在Camera API2下，不再需要那么复杂的转换过程，在Java层中直接对参数进⾏设置并将其封装到Capture_Request即可，即参数控制由Java层来完成。

这也体现了API2中Request和Result在APP中就⼤量存在的原因。

对此为了和Framework Native层相关TAG数据的统⼀，在Java层中⼤量出现的参数设置是通过Section Tag的name来交由Native完成转换⽣成在Java层的TAG。

（1）Java层对应代码位置：frameworks\base\core\java\android\hardware\camera2\impl\CameraMetadataNative.javaprivate <T> T getBase(Key<T> key) {int tag = nativeGetTagFromKeyLocal(key.getName());byte[] values = readValues(tag);if (values == null) {// If the key returns null, use the fallback key if exists.// This is to support old key names for the newly published keys.if (key.mFallbackName == null) {return null;}tag = nativeGetTagFromKeyLocal(key.mFallbackName);values = readValues(tag);if (values == null) {return null;}}int nativeType = nativeGetTypeFromTagLocal(tag);Marshaler<T> marshaler = getMarshalerForKey(key, nativeType);ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(values).order(ByteOrder.nativeOrder());return marshaler.unmarshal(buffer);}（2）Native层对应代码位置：frameworks/base/core/jni/android_hardware_camera2_CameraMetadata.cppstatic const JNINativeMethod gCameraMetadataMethods[] = {// static methods{ "nativeGetTagFromKey","(Ljava/lang/String;J)I",(void *)CameraMetadata_getTagFromKey },{ "nativeGetTypeFromTag","(IJ)I",(void *)CameraMetadata_getTypeFromTag },{ "nativeSetupGlobalVendorTagDescriptor","()I",(void*)CameraMetadata_setupGlobalVendorTagDescriptor },// instance methods...... 其中CameraMetadata_getTagFromKey是实现将⼀个Java层的string转为⼀个tag的值，如：android.control.mode。

深⼊理解Android5源代码深⼊理解Android 5 源代码1 Android系统介绍1.1 Android系统成功的秘诀1.1.1 获取了业界的⼴泛⽀持1.1.2 研发阵容强⼤1.1.3 为开发⼈员“精⼼定制”1.1.4 开源1.2 剖析Android系统架构1.2.1 底层操作系统层（OS）1.2.2 各种库（Libraries）和Android运⾏环境（RunTime）1.2.3 ApplicationFramework（应⽤程序框架）1.2.4 顶层应⽤程序（Application）1.3 五⼤组件1.3.1 Activity界⾯1.3.2 Intent和IntentFilters切换1.3.3 Service（服务）1.3.4 BroadcastReceiver发送⼴播1.3.5 ⽤ContentProvider存储数据1.4 进程和线程1.4.1 什么是进程1.4.2 什么是线程2 获取并编译Android源代码2.1 获取Android源代码2.1.1 在Linux系统中获取Android源代码2.1.2 在Windows平台获取Android源代码2.2 分析Android源代码结构2.2.1 总体结构2.2.2 应⽤程序部分2.2.3 应⽤程序框架部分2.2.4 系统服务部分2.2.5 系统程序库部分2.2.6 硬件抽象层部分2.3 Android源代码提供的接⼝2.3.1 暴露接⼝和隐藏接⼝2.3.2 调⽤隐藏接⼝2.4 编译源代码2.4.1 搭建编译环境2.4.2 在模拟器中运⾏2.5 编译源代码⽣成SDK3 分析Java Native Interface系统3.1 JNI基础3.1.1 JNI的功能结构3.1.2 JNI的调⽤层次3.1.3 分析JNI的本质3.2 分析MediaScanner3.2.1 分析Java层3.2.2 分析JNI层3.2.3 分析Native（本地）层3.3 分析Camera系统的JNI3.3.1 Java层预览接⼝3.3.2 注册预览的JNI函数3.3.3 C/C++层的预览函数4 分析HAL系统4.1 HAL基础4.1.1 推出HAL的背景4.1.2 HAL的基本结构4.2 分析HAL module架构4.2.1 hw_module_t4.2.2 结构hw_module_methods_t的定义4.2.3 hw_device_t结构4.3 分析⽂件hardware.c4.3.1 寻找动态链接库的地址4.3.2 数组variant_keys4.3.3 载⼊相应的库4.3.4 获得hw_module_t结构体4.4 分析硬件抽象层的加载过程4.5 分析硬件访问服务4.5.1 定义硬件访问服务接⼝4.5.2 具体实现4.6 分析Android官⽅实例4.6.1 获取实例⼯程源代码4.6.2 直接调⽤Service⽅法的实现代码4.6.3 通过Manager调⽤Service的实现代码4.7 HAL和系统移植4.7.1 移植各个Android部件的⽅式4.7.2 设置设备权限4.7.3 init.rc初始化4.7.4 ⽂件系统的属性5 分析IPC通信机制5.1 Binder机制概述5.2 分析Binder驱动程序5.2.1 分析数据结构5.2.2 分析设备初始化5.2.3 打开Binder设备⽂件5.2.4 内存映射5.2.5 释放物理页⾯5.2.6 分配内核缓冲区5.2.7 释放内核缓冲区5.2.8 查询内核缓冲区5.3 Binder封装库5.3.1 类BBinder5.3.2 类BpRefBase5.3.3 类IPCThreadState5.4 初始化Java层Binder框架5.5 分析MediaServer的通信机制5.5.1 MediaServer的⼊⼝函数5.5.2 ProcessState5.5.3 defaultServiceManager5.5.4 注册MediaPlayerService5.5.5 分析StartThread Pool和join Thread Pool6 分析Binder对象和Java接⼝6.1 分析实体对象（binder_node）6.2 分析本地对象（BBinder）6.3 分析引⽤对象（binder_ref）6.4 分析代理对象（BpBinder）6.5 分析Java接⼝6.5.1 获取Service Manager6.5.2 分析ActivityManagerService的Java层7 分析ServiceManager和MessageQueue 7.1 分析ServiceManager7.1.1 分析主⼊⼝函数7.1.2 打开Binder设备⽂件7.1.3 注册处理7.1.4 创建Binder实体对象7.1.5 尽职的循环7.1.6 将信息注册到ServiceManager7.1.7 分析MediaPlayerService和Client7.2 获得Service Manager接⼝7.3 分析MessageQueue7.3.1 创建MessageQueue7.3.2 提取消息7.3.3 分析函数nativePollOnce8 init进程和Zygote进程8.1 分析init进程8.1.1 分析⼊⼝函数8.1.2 分析配置⽂件8.1.3 分析Service8.1.4 解析on字段的内容8.1.5 init控制Service8.1.6 控制属性服务8.2 分析Zygote（孕育）进程8.2.1 Zygote基础8.2.2 分析Zygote的启动过程9 System进程和应⽤程序进程9.1 分析System进程9.1.1 启动System进程前的准备⼯作9.1.2 分析SystemServer9.1.3 分析EntropyService9.1.4 分析DropBoxManagerService9.1.5 分析DiskStatsService9.1.6 分析DeviceStorageManagerService（监测系统内存存储空间的状态）9.1.7 分析SamplingProfilerService9.2 分析应⽤程序进程9.2.1 创建应⽤程序9.2.2 启动线程池9.2.3 创建信息循环10 分析Activity组件10.1 Activity基础10.1.1 Activity状态10.1.2 剖析Activity中的主要函数10.2 分析Activity的启动源代码10.2.1 Launcher启动应⽤程序10.2.2 返回ActivityManagerService的远程接⼝10.2.3 解析intent的内容10.2.4 分析检查机制10.2.5 执⾏Activity组件的操作10.2.6 将Launcher推⼊Paused状态10.2.7 处理消息10.2.8 暂停完毕10.2.9 建⽴双向连接10.2.10 启动新的Activity10.2.11 通知机制10.2.12 发送消息11 应⽤程序管理服务——PackageManagerService分析11.1 PackageManagerService概述11.2 系统进程启动11.3 开始运⾏11.4 扫描APK⽂件11.5 解析并安装⽂件11.6 启动系统默认Home应⽤程序Launcher11.6.1 设置系统进程11.6.2 启动Home应⽤程序11.6.3 启动uncher11.6.4 加载应⽤程序11.6.5 获得Activity12 Content Provider存储机制12.1 Content Provider基础12.1.1 ContentProvider在应⽤程序中的架构12.1.2 ContentProvider的常⽤接⼝12.2 启动Content Provider12.2.1 获得对象接⼝12.2.2 存在校验12.2.3 启动Android应⽤程序12.2.4 根据进程启动Content Provider 12.2.5 处理消息12.2.6 具体启动12.3 Content Provider数据共享12.3.1 获取接⼝12.3.2 创建CursorWindow对象12.3.3 数据传递12.3.4 处理进程通信的请求12.3.5 数据操作13 分析⼴播机制源代码13.1 Broadcast基础13.2 发送⼴播信息13.2.1 intent描述指⽰13.2.2 传递⼴播信息13.2.3 封装传递13.2.4 处理发送请求13.2.5 查找⼴播接收者13.2.6 处理⼴播信息13.2.7 检查权限13.2.8 处理的进程通信请求13.3 分析BroadCastReceiver13.3.1 MainActivity的调⽤13.3.2 注册⼴播接收者13.3.3 获取接⼝对象13.3.4 处理进程间的通信请求14 分析电源管理系统14.1 Power Management架构基础14.2 分析Framework层14.2.1 ⽂件PowerManager.java14.2.2 提供PowerManager功能14.3 JNI层架构分析14.3.1 定义了两层之间的接⼝函数14.3.2 与Linux Kernel层进⾏交互14.4 Kernel（内核）层架构分析14.4.1 ⽂件power.c14.4.2 ⽂件earlysuspend.c14.4.3 ⽂件wakelock.c14.4.4 ⽂件resume.c14.4.5 ⽂件suspend.c14.4.6 ⽂件main.c14.4.7 proc⽂件14.5 wakelock和early_suspend14.5.1 wakelock的原理14.5.2 early_suspend的原理14.5.3 Android休眠14.5.4 Android唤醒14.6 Battery电池系统架构和管理14.6.1 实现驱动程序14.6.2 实现JNI本地代码14.6.3 Java层代码14.6.4 实现Uevent部分14.7 JobScheduler节能调度机制14.7.1 JobScheduler机制的推出背景14.7.2 JobScheduler的实现14.7.3 实现操作调度14.7.4 封装调度任务15 分析WindowManagerService系统15.1 WindowManagerService基础15.2 计算Activity窗⼝的⼤⼩15.2.1 实现View遍历15.2.2 函数relayoutWindow15.2.3 函数relayoutWindow15.2.4 拦截消息的处理类15.2.5 判断是否计算过16 分析电话系统16.1 Android电话系统详解16.1.1 电话系统简介16.1.2 电话系统结构16.1.3 驱动程序介绍16.1.4 RIL接⼝16.1.5 分析电话系统的实现流程16.2 电话系统中的⾳频模块16.2.1 ⾳频系统结构16.2.2 分析⾳频系统的层次16.3 分析拨号流程16.3.1 拨号界⾯16.3.2 实现Phone应⽤16.3.3 Call通话控制16.3.4 静态⽅法调⽤16.3.5 通话管理16.3.6 dial拨号16.3.7 状态跟踪16.3.8 RIL消息“出/⼊”⼝16.3.9 显⽰通话主界⾯17 分析短信系统17.1 短信系统的主界⾯17.2 发送普通短信17.3 发送彩信17.4 接收短信17.4.1 Java应⽤层的接收流程17.4.2 Framework层的处理过程18 Sensor传感器系统详解18.1 Android传感器系统概述18.2 Java层详解18.3 Frameworks层详解18.3.1 监听传感器的变化18.3.2 注册监听18.4 JNI层详解18.4.1 实现Native（本地）函数18.4.2 处理客户端数据18.4.3 处理服务端数据18.4.4 封装HAL层的代码18.4.5 处理消息队列18.5 HAL层详解19 分析SEAndroid系统19.1 SEAndroid概述19.1.1 内核空间19.1.2 ⽤户空间19.2 ⽂件安全上下⽂19.2.1 设置打包在ROM⾥⾯的⽂件的安全上下⽂19.2.2 设置虚拟⽂件系统的安全上下⽂19.2.3 设置应⽤程序数据⽂件的安全上下⽂19.3 进程安全上下⽂19.3.1 为独⽴进程静态地设置安全上下⽂19.3.2 为应⽤程序进程设置安全上下⽂20 分析ART系统20.1 对⽐Dalvik VM和ART20.2 启动ART20.2.1 运⾏app_process进程20.2.2 准备启动20.2.3 创建运⾏实例20.2.4 注册本地JNI函数20.2.5 启动守护进程20.2.6 解析参数20.2.7 初始化类、⽅法和域20.3 分析主函数main20.4 查找⽬标类20.4.1 函数LookupClass()20.4.2 函数DefineClass()20.4.3 函数InsertClass()20.4.4 函数LinkClass()20.5 类操作20.6 实现托管操作20.7 加载OAT⽂件20.7.1 产⽣OAT20.7.2 创建ART虚拟机20.7.3 解析启动参数并创建堆20.7.4 ⽣成指定⽬录⽂件20.7.5 加载OAT⽂件20.7.6 解析字段思维导图防⽌博客图床图⽚失效，防⽌图⽚源站外链：思维导图在线编辑链接：。

AndroidCamera2实现预览功能1. 概述最近在做⼀些关于⼈脸识别的项⽬，需要⽤到 Android 相机的预览功能。

⽹上查阅相关资料后，发现 Android 5.0 及以后的版本中，原有的 Camera API 已经被 Camera2 API 所取代。

全新的 Camera2 在 Camera 的基础上进⾏了改造，⼤幅提升了 Android 系统的拍照功能。

它通过以下⼏个类与⽅法来实现相机预览时的⼯作过程：•CameraManager ：摄像头管理器，主要⽤于检测系统摄像头、打开系统摄像头等；•CameraDevice : ⽤于描述系统摄像头，可⽤于关闭相机、创建相机会话、发送拍照请求等；•CameraCharacteristics ：⽤于描述摄像头所⽀持的各种特性；•CameraCaptureSession ：当程序需要预览、拍照时，都需要先通过 CameraCaptureSession 来实现。

该会话通过调⽤⽅法setRepeatingRequest() 实现预览；•CameraRequest ：代表⼀次捕获请求，⽤于描述捕获图⽚的各种参数设置；•CameraRequest.Builder ：负责⽣成 CameraRequest 对象。

2. 相机预览下⾯通过源码来讲解如何使⽤ Camera2 来实现相机的预览功能。

2.1 相机权限设置<uses-permission android:name="android.permission.CAMERA" />2.2 App 布局•activity_main.xml<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><FrameLayout xmlns:android="/apk/res/android"xmlns:tools="/tools"android:id="@+id/container"android:layout_width="match_parent"android:layout_height="match_parent"android:background="#000"tools:context=".MainActivity"></FrameLayout>•fragment_camera.xml<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><RelativeLayout xmlns:android="/apk/res/android"xmlns:tools="/tools"android:layout_width="match_parent"android:layout_height="match_parent"tools:context=".CameraFragment"><com.lightweh.camera2preview.AutoFitTextureViewandroid:id="@+id/textureView"android:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:layout_centerVertical="true"android:layout_centerHorizontal="true" /></RelativeLayout>2.3 相机⾃定义Viewpublic class AutoFitTextureView extends TextureView {private int mRatioWidth = 0;private int mRatioHeight = 0;public AutoFitTextureView(Context context) {this(context, null);}public AutoFitTextureView(Context context, AttributeSet attrs) {this(context, attrs, 0);}public AutoFitTextureView(Context context, AttributeSet attrs, int defStyle) {super(context, attrs, defStyle);}public void setAspectRatio(int width, int height) {if (width < 0 || height < 0) {throw new IllegalArgumentException("Size cannot be negative.");}mRatioWidth = width;mRatioHeight = height;requestLayout();}@Overrideprotected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);int width = MeasureSpec.getSize(widthMeasureSpec);int height = MeasureSpec.getSize(heightMeasureSpec);if (0 == mRatioWidth || 0 == mRatioHeight) {setMeasuredDimension(width, height);} else {if (width < height * mRatioWidth / mRatioHeight) {setMeasuredDimension(width, width * mRatioHeight / mRatioWidth);} else {setMeasuredDimension(height * mRatioWidth / mRatioHeight, height);}}}}2.4 动态申请相机权限public class MainActivity extends AppCompatActivity {private static final int REQUEST_PERMISSION = 1;@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(yout.activity_main);if (hasPermission()) {if (null == savedInstanceState) {setFragment();}} else {requestPermission();}}@Overridepublic void onRequestPermissionsResult(int requestCode, String permissions[], int[] grantResults) {if (requestCode == REQUEST_PERMISSION) {if (grantResults.length == 1 && grantResults[0] == PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {setFragment();} else {requestPermission();}} else {super.onRequestPermissionsResult(requestCode, permissions, grantResults);}}// 权限判断，当系统版本⼤于23时，才有必要判断是否获取权限private boolean hasPermission() {if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.M) {return checkSelfPermission(Manifest.permission.CAMERA) == PackageManager.PERMISSION_GRANTED;} else {return true;}}// 请求相机权限private void requestPermission() {if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.M) {if (shouldShowRequestPermissionRationale(Manifest.permission.CAMERA)) {Toast.makeText(MainActivity.this, "Camera permission are required for this demo", Toast.LENGTH_LONG).show(); }requestPermissions(new String[]{Manifest.permission.CAMERA}, REQUEST_PERMISSION);}}// 启动相机Fragmentprivate void setFragment() {getSupportFragmentManager().beginTransaction().replace(R.id.container, CameraFragment.newInstance()).commitNowAllowingStateLoss();}}2.5 开启相机预览⾸先，在onResume()中，我们需要开启⼀个 HandlerThread，然后利⽤该线程的 Looper 对象构建⼀个 Handler ⽤于相机回调。

摄像头预览和视频录制是Android开发中的重要技术，可以帮助开发者实现各种有趣和实用的功能。

本文将从摄像头预览和视频录制的基本原理开始，深入探讨在Android开发中如何有效地应用这些技术。

一、摄像头预览技术摄像头预览是指在应用程序中显示摄像头捕获到的实时画面。

在Android中，我们可以使用Camera类来实现摄像头预览功能。

首先，需要获取到摄像头的实例：```Camera camera = ();```接着，我们需要将摄像头的预览显示在一个SurfaceView上。

我们可以自定义一个继承自SurfaceView的类，用于显示预览画面。

在该自定义类的构造方法中，我们可以获取到SurfaceHolder对象：```SurfaceHolder surfaceHolder = getHolder();```通过SurfaceHolder对象，我们可以设置摄像头预览的回调函数，用于捕获摄像头预览的每一帧画面。

回调函数的实现需要注意性能和数据处理的逻辑。

摄像头预览技术的应用非常广泛，可以用于实时视频通话、人脸识别、媒体播放器等各种场景。

开发者可以根据需求进行扩展和优化。

二、视频录制技术视频录制是指将摄像头捕获到的画面以视频的形式进行保存。

在Android中，我们可以使用MediaRecorder类来实现视频录制。

首先，我们需要准备一个用于保存录制视频的文件：```File videoFile = new File((), "");```接着，我们需要创建一个MediaRecorder对象，并进行基本的配置：```MediaRecorder mediaRecorder = new MediaRecorder();();();(_4);();();(());```配置完成后，我们可以通过调用start()和stop()方法来启动和停止视频录制。

在录制过程中，可以通过设置监听器来获取录制状态和进度，以及处理录制失败的情况。