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Android CameraServer Camera3Device/AidlCamera3Device梳理

news 2026/7/24 22:26:52

Camera3Device / AidlCamera3Device 设计与实现

文件位置:

common/CameraDeviceBase.h— 纯虚接口基类
device3/Camera3Device.h/Camera3Device.cpp— 核心共享逻辑 (~6000行)
device3/aidl/AidlCamera3Device.h/AidlCamera3Device.cpp— AIDL HAL 子类
device3/hidl/HidlCamera3Device.h/HidlCamera3Device.cpp— HIDL HAL 子类

1. 类层次结构

FrameProducer (虚基类) -> CameraDeviceBase (纯虚接口, common/CameraDeviceBase.h) -> Camera3Device (核心共享逻辑, device3/Camera3Device.h) -> AidlCamera3Device (AIDL HAL 子类, device3/aidl/) -> HidlCamera3Device (HIDL HAL 子类, device3/hidl/)

Camera3Device 实现的 mixin 接口:

camera3::SetErrorInterface— 错误状态转换
camera3::InflightRequestUpdateInterface— 在途请求簿记
camera3::RequestBufferInterface— HAL buffer 请求序列化
camera3::FlushBufferInterface— buffer flush 操作
AttributionAndPermissionUtilsEncapsulator— 权限/身份工具

AIDL vs HIDL 回调差异:

HidlCamera3Device直接继承ICameraDeviceCallback（自身就是 HIDL binder 对象）
AidlCamera3Device使用独立内部类AidlCameraDeviceCallbacks（std::shared_ptr管理），因为 NDK AIDL 后端不支持sp<>

2. 核心成员变量

2.1 Camera3Device

变量	类型	说明
`mInterfaceLock`	`Mutex`	序列化公共 API（输入/配置端），必须在 mLock 之前获取
`mLock`	`Mutex`	内部状态主锁
`mId`	`const std::string`	相机设备 ID
`mStatus`	`enum Status`	设备状态机值
`mStatusChanged`	`Condition`	状态变更条件变量
`mRecentStatusUpdates`	`Vector<StatusInfo>`	最近状态变更历史，用于 waitUntilStateThenRelock
`mErrorCause`	`std::string`	STATUS_ERROR 时的错误信息
`mOutputStreams`	`camera3::StreamSet`	所有活跃输出流集合
`mInputStream`	`sp<Camera3Stream>`	单个输入流（如有）
`mInterface`	`sp<HalInterface>`	抽象 HAL 接口指针（多态：AidlHalInterface 或 HidlHalInterface）
`mDeviceInfo`	`CameraMetadata`	静态相机特性 metadata
`mPhysicalDeviceInfoMap`	`unordered_map<string, CameraMetadata>`	逻辑多相机的每个物理相机特性
`mRequestThread`	`sp<RequestThread>`	请求下发线程
`mStatusTracker`	`sp<StatusTracker>`	空闲检测跟踪器
`mBufferManager`	`sp<Camera3BufferManager>`	GraphicBuffer 管理器
`mPreparerThread`	`sp<PreparerThread>`	buffer 预分配后台线程
`mInFlightMap`	`InFlightRequestMap`	在途请求跟踪映射（受 mInFlightLock 保护）
`mResultQueue`	`std::list<CaptureResult>`	已完成捕获结果队列
`mListener`	`wp<NotificationListener>`	上游通知监听器（CameraDeviceClient）
`mUseHalBufManager`	`bool`	HAL 是否使用自身 buffer 管理
`mRequestBufferSM`	`RequestBufferStateMachine`	控制 HAL 何时可请求 buffer 的状态机
`mDistortionMappers`	`unordered_map<string, DistortionMapper>`	每相机畸变矫正映射器
`mZoomRatioMappers`	`unordered_map<string, ZoomRatioMapper>`	每相机变焦比映射器
`mRotateAndCropMappers`	`unordered_map<string, RotateAndCropMapper>`	每相机旋转裁剪映射器
`mInjectionMethods`	`sp<Camera3DeviceInjectionMethods>`	注入相机支持
`mCameraServiceWatchdog`	`sp<CameraServiceWatchdog>`	检测 HAL 挂起的看门狗线程

2.2 AidlCamera3Device 额外成员

变量	类型	说明
`mResultMetadataQueue`	`unique_ptr<AidlResultMetadataQueue>`	接收 HAL 捕获结果 metadata 的 FMQ
`mCallbacks`	`shared_ptr<AidlCameraDeviceCallbacks>`	注册到 HAL 的 AIDL 回调 binder 对象
`mBatchSizeLimitEnabled`	`bool`	高速配置的 batch_size_max 是否生效
`mSensorReadoutTimestampSupported`	`bool`	HAL 是否支持传感器读出时间戳

3. 核心内部类

3.1 HalInterface — HAL 通信策略接口

位置:Camera3Device.h:486-646

抽象内部类，定义 HAL 通信契约。继承Camera3StreamBufferFreedListener和BufferRecordsInterface。

关键纯虚方法:

方法	说明
`getTransportType()`	返回 AIDL 或 HIDL
`configureStreams()`	配置 HAL 流
`processBatchCaptureRequests()`	批量下发捕获请求到 HAL
`flush()`/`close()`	生命周期管理
`constructDefaultRequestSettings()`	获取默认请求模板
`signalPipelineDrain()`	通知 HAL 排空管线
`isReconfigurationRequired()`	检查会话参数是否需要重新配置

具体子类:

子类	位置	说明
`AidlHalInterface`	`AidlCamera3Device.h:80-164`	封装 ICameraDeviceSession + AidlRequestMetadataQueue
`HidlHalInterface`	`HidlCamera3Device.h:99-177`	封装版本化 HIDL session 对象 (3.2-3.7)

3.2 RequestThread — 请求下发线程

位置:Camera3Device.h:1007-1360

继承Thread，从队列取出请求批量下发到 HAL。

关键成员:

成员	类型	说明
`mParent`	`wp<Camera3Device>`	拥有设备的弱引用
`mInterface`	`sp<HalInterface>`	HAL 接口
`mRequestQueue`	`RequestList`	一次性请求队列
`mRepeatingRequests`	`RequestList`	repeating 请求队列
`mNextRequests`	`Vector<NextRequest>`	当前正在准备/提交的批次
`mFrameNumber`	`uint32_t`	单调递增帧计数器
`mTriggerMap`	`TriggerMap`	排队的触发器（AF、AE 预捕获）
`mLatestSessionParams`	`CameraMetadata`	跟踪会话参数用于重配置检测
`mStatusId`	`int`	StatusTracker 注册的组件 ID

关键方法:

方法	说明
`threadLoop()`	主循环：waitForNextRequestBatch → prepareHalRequests → sendRequestsBatch
`setRepeatingRequests()`	设置 repeating 请求
`queueRequestList()`	一次性请求入队
`flush()`	flush 所有待处理请求
`queueTrigger()`	排队触发器注入下一个请求
`setPaused()`	暂停/恢复线程（重配置期间）