CN114237826A

CN114237826A - 安卓容器的高速渲染方法及装置

Info

Publication number: CN114237826A
Application number: CN202111574069.1A
Authority: CN
Inventors: 李瑞亮; 雷小刚; 郭建君
Original assignee: Beijing Weiling Times Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Weiling Times Technology Co Ltd
Priority date: 2021-12-21
Filing date: 2021-12-21
Publication date: 2022-03-25

Abstract

本发明提供了一种安卓容器的高速渲染方法、装置电子设备及存储介质，所述渲染方法包括，在安卓系统容器内载入宿主机图形驱动；其中宿主机图形驱动即在Linux系统中加载的用户空间部分的显卡驱动；安卓系统容器通过所述宿主机图形驱动直接使用宿主机显卡设备进行渲染；现阶段实现的Android模拟器或者容器在图形渲染上面使用高速管道将容器内的图形渲染请求发送到渲染服务，然后通过渲染服务将渲染请求通过宿主机驱动程序提交到GPU内部进行渲染，本发明可以直接通过载入的宿主机图形驱动进行渲染操作提升了安卓容器图形渲染效率。

Description

安卓容器的高速渲染方法及装置

技术领域

本发明涉及数据处理领域，尤其涉及一种安卓容器的高速渲染方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

现阶段实现的安卓模拟器或者容器在图形渲染上面使用高速管道将容器内的图形渲染请求发送到渲染服务，然后通过渲染服务将渲染请求通过宿主机驱动程序提交到GPU内部进行渲染,导致GPU使用效率不高，渲染性能低下。

现有技术是间接的，对于“在服务器上运行安卓应用”这一场景而言，由于现阶段市面上没有可供在安卓系统容器内直接加载使用的服务器显卡及驱动程序，因此为了使用服务器上显卡的硬件图形加速能力，传统的安卓运行环境，如谷歌安卓模拟器，通常会在服务器系统中运行Render做图形渲染，在安卓系统容器中，将渲染素材数据和渲染命令做编码处理，然后通过socket或goldfish-pipe等管道的方式传输给服务器中的Render，再由Render解码，执行渲染操作；其中Render是指在宿主机上运行的一个程序，它接收安卓系统容器内的应用发来的渲染指令和渲染素材数据，然后使用显卡的硬件加速能力进行渲染操作。

发明内容

本发明的实施例提供了一种安卓容器的高速渲染方法、装置电子设备及存储介质，可以提升安卓容器图形渲染效率。

第一方面，本发明的实施例提供了一种安卓容器的高速渲染方法，所述渲染方法包括：

在安卓系统容器内载入宿主机图形驱动；其中,所述宿主机图形驱动是在Linux系统中加载的用户空间部分的显卡驱动；

所述安卓系统容器通过所述宿主机图形驱动使用宿主机显卡设备进行渲染。

可选地，所述宿主机图形驱动由宿主机图形驱动容器加载到安卓系统容器的系统内存。

可选地，所述所述宿主机图形驱动由宿主机图形驱动容器加载到安卓系统容器的系统内存包括：

将所述宿主机图形驱动的文件和依赖库的所在目录映射到安卓系统容器内；

所述宿主机图形驱动容器根据所述目录将所述宿主机图形驱动的文件和依赖库加载到安卓系统容器的系统内存空间。

可选地，所述所述宿主机图形驱动由宿主机图形驱动容器加载到安卓系统容器的系统内存还包括：

所述宿主机图形驱动容器对所述宿主机图形驱动的API进行封装。

可选地，封装后的所述API被安卓系统容器调用。

可选地，通过所述宿主机图形驱动的API驱动显卡硬件来进行渲染。

可选地，所述宿主机图形驱动由显卡厂商所提供的驱动安装程序安装。

第二方面，本发明的实施例提供了一种安卓容器的高速渲染装置，所述渲染装置包括：

载入模块，在安卓系统容器内载入宿主机图形驱动；其中,所述宿主机图形驱动是在Linux系统中加载的用户空间部分的显卡驱动；

渲染模块，所述安卓系统容器通过所述宿主机图形驱动使用宿主机显卡设备进行渲染。

第三方面，本发明的实施例提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面任一项所述的方法。

第四方面，本发明的实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面任一项所述的方法。

有益效果

本发明提供了一种安卓容器的高速渲染方法、装置电子设备及存储介质，所述渲染方法通过在安卓系统容器内载入宿主机图形驱动；其中宿主机图形驱动即在Linux系统中加载的用户空间部分的显卡驱动；安卓系统容器通过所述宿主机图形驱动直接使用宿主机显卡设备进行渲染；现阶段实现的Android模拟器或者容器在图形渲染上面使用高速管道将容器内的图形渲染请求发送到渲染服务，然后通过渲染服务将渲染请求通过宿主机驱动程序提交到GPU内部进行渲染，本发明可以直接通过载入的宿主机图形驱动进行渲染操作提升了安卓容器图形渲染效率。应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本发明的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本发明各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。

图1示出了本发明的实施例的一种安卓容器的高速渲染方法的流程图；

图2示出了本发明的实施例的一种安卓容器的高速渲染方法的软件架构图；

图3示出了本发明实施例的一种安卓容器的高速渲染装置的结构示意图；

图4示出了本发明实施例的一种电子设备的结构图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书一个或多个实施例中的技术方案，下面将结合本说明书一个或多个实施例中的附图，对本说明书一个或多个实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本说明书的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书一个或多个实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本文件的保护范围。

下面以具体的实施例对本发明进行说明，需要说明的是，本申请实施例描述的仅仅是为了更加清楚的说明本申请实施例的技术方案，并不构成对本申请实施例提供的技术方案的限定。

图1示出了本发明的实施例的一种安卓容器的高速渲染方法的流程图。

参见图1，所述渲染方法包括：

S20、在安卓系统容器内载入宿主机图形驱动；其中,所述宿主机图形驱动是在Linux系统中加载的用户空间部分的显卡驱动；

具体地,将linux服务器上显卡驱动用户空间部分的驱动文件所在目录及依赖库的所在目录映射到安卓容器内；宿主机图形驱动容器将上述显卡驱动用户空间部分的驱动文件及依赖库加载到安卓运行环境的系统内存空间；宿主机图形驱动容器将上述显卡驱动用户空间部分的API加以封装，并对外提供可供安卓运行环境调用的用户空间显卡驱动API；应用程序加载上述封装之后驱动库，通过上述显卡驱动用户空间部分的API驱动显卡硬件。

S40、所述安卓系统容器通过所述宿主机图形驱动使用宿主机显卡设备进行渲染。

具体地，应用程序的渲染素材和渲染指令可以在进程内直接分配给显卡驱动，如同linux服务器中的Render一样，直接使用了显卡的硬件加速能力，省掉了渲染素材和渲染指令编码、解码的过程，以及进程间通讯的过程；例如：当应用程序调用glBufferData时，就直接把渲染素材从系统内存拷贝至显卡的显存中，然后直接对其渲染，提升安卓容器图形渲染效率。

图2示出了本发明的实施例的一种安卓容器的高速渲染方法的软件架构图；如图2所示，所述软件架构包括用户空间和内核空间；

其中，内核空间包括硬件模块40和cgroups50；

Cgroups50是Linux内核提供的一种机制，这种机制可以根据特定的行为，把一系列系统任务及其子任务整合(或分隔)到按资源划分等级的不同组内，从而为系统资源管理提供一个统一的框架；cgroups可以限制、记录、隔离进程组所使用的物理资源(包括：CPU、memory、IO等)，它本质上是系统内核附加在程序上的，为容器实现虚拟化提一系列钩子，通过程序运行时对资源的调度触发相应的钩子，从而达到资源追踪和限制的目的。供了基本保证，是构建Docker等一系列虚拟化管理工具的基石；cgroups的API以一个伪文件系统的方式实现，即用户可以通过文件操作实现cgroups的组织管理；cgroups的组织管理操作单元可以细粒度到线程级别，用户态代码也可以针对系统分配的资源创建和销毁cgroups，从而实现资源再分配和管理；所有资源管理的功能都以“subsystem(子系统)”的方式实现；子进程创建之初与其父进程处于同一个cgroups的控制组。

硬件模块40包括网络接口控制器401和GPU402；

GPU402是图形处理器，又称显示核心、视觉处理器、显示芯片，是一种专门在个人电脑、工作站、游戏机和一些移动设备(如平板电脑、智能手机等)上做图像和图形相关运算工作的微处理器；GPU使显卡减少了对CPU的依赖，并进行部分原本CPU的工作，尤其是在3D图形处理时GPU所采用的核心技术有硬件T&L(几何转换和光照处理)、立方环境材质贴图和顶点混合、纹理压缩和凹凸映射贴图、双重纹理四像素256位渲染引擎等，而硬件T&L技术是GPU的标志；应该说有显示系统就有图形处理器(俗称显卡)，但是早期的显卡只包含简单的存储器和帧缓冲区，它们实际上只起了一个图形的存储和传递作用，一切操作都必须由CPU来控制；这对于文本和一些简单的图形来说是足够的，但是当要处理复杂场景特别是一些真实感的三维场景，单靠这种系统是无法完成任务的；所以后来发展的显卡都有图形处理的功能；它不单单存储图形，而且能完成大部分图形功能，这样就大大减轻了CPU的负担，提高了显示能力和显示速度；随着电子技术的发展，显卡技术含量越来越高，功能越来越强，许多专业的图形卡已经具有很强的3D处理能力，而且这些3D图形卡也渐渐地走向个人计算机；一些专业显卡具有的晶体管数甚至比同时代的CPU的晶体管数还多。

其中，用户空间包括安卓容器管理器10、安卓容器服务模块20、安卓系统容器30；

其中，安卓系统容器30:运行在linux系统之上的容器，容器内包含Andorid运行环境，在里面可以运行安卓应用；

其中，安卓容器管理器10和安卓系统容器30分别与安卓容器服务模块20相连接；安卓容器管理器10还与硬件模块40中的网络接口控制器401相连接；安卓系统容器30还与cgroups50相连接；

安卓容器服务模块20包括音频编码器201、图像消费者模块202、实时通讯协议模块203和硬件视频编码模块204；

其中，实时通讯协议模块203与硬件模块40中的网络接口控制器40相连接；硬件视频编码模块204与硬件模块40中的GPU402相连接；

安卓系统容器30包括安卓游戏应用模块301和宿主机图形驱动容器302，其中，宿主机图形驱动容器302包括宿主机图形驱动3021；其中，宿主机图形驱动容器302:能够直接在安卓运行环境中加载的用户空间部分的显卡驱动，负责将宿主机图形驱动3021加载到安卓运行环境的系统内存，并对宿主机图形驱动3021的API加以封装，提供可供安卓运行环境调用的用户空间显卡驱动API；其中，宿主机图形驱动3021:指能够在Linux系统中加载的用户空间部分的显卡驱动，由显卡厂商所提供的驱动安装程序安装得来；

其中，宿主机图形驱动3021分别与安卓容器服务模块20中的硬件视频编码模块204和硬件模块40中的GPU402相连接；

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种安卓容器的高速渲染装置，可以用于实现上述实施例中所描述的一种安卓容器的高速渲染方法，如下面实施例所述：由于该一种安卓容器的高速渲染装置解决问题的原理与一种安卓容器的高速渲染方法相似，因此一种安卓容器的高速渲染装置的实施可以参见一种安卓容器的高速渲染方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的系统较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图3示出了本发明的实施例的一种安卓容器的高速渲染装置的结构框图。如图3所示，所述渲染装置包括：

载入模块20，在安卓系统容器内载入宿主机图形驱动；其中宿主机图形驱动即在Linux系统中加载的用户空间部分的显卡驱动；

渲染模块40，安卓系统容器通过所述宿主机图形驱动直接使用宿主机显卡设备进行渲染。

本发明实施例提供了一种安卓容器的高速渲染装置，所述渲染装置通过载入模块20在安卓系统容器内载入宿主机图形驱动；其中宿主机图形驱动即在Linux系统中加载的用户空间部分的显卡驱动；通过渲染模块40使安卓系统容器通过所述宿主机图形驱动直接使用宿主机显卡设备进行渲染。

本发明实施例还提供了一种计算机电子设备，图4示出了可以应用本发明实施例的电子设备的结构示意图，如图4所示，该计算机电子设备包括，中央处理单元(CPU)401，其可以根据存储在只读存储器(ROM)402中的程序或者从存储部分408加载到随机访问存储器(RAM)403中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 403中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。CPU 401、ROM 402以及RAM 403通过总线404彼此相连。输入/输出(I/O)接口405也连接至总线404。

以下部件连接至I/O接口405：包括键盘、鼠标等的输入部分406；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分407；包括硬盘等的存储部分408；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分409。通信部分409经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器410也根据需要连接至I/O接口405。可拆卸介质411，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等，根据需要安装在驱动器410上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分408。

附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，所述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本发明实施例中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括载入模块和渲染模块，其中，这些模块的名称在某种情况下并不构成对该模块本身的限定，例如，渲染模块还可以被描述为“安卓系统容器通过所述宿主机图形驱动直接使用宿主机显卡设备进行渲染的渲染模块”。

作为另一方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中所述一种安卓容器的高速渲染装置中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入电子设备中的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，所述程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本发明的一种安卓容器的高速渲染方法。

以上描述仅为本发明的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本发明中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本发明中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims

1.一种安卓容器的高速渲染方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的渲染方法，其特征在于，所述宿主机图形驱动由宿主机图形驱动容器加载到安卓系统容器的系统内存。

3.根据权利要求2所述的渲染方法，其特征在于，所述所述宿主机图形驱动由宿主机图形驱动容器加载到安卓系统容器的系统内存包括：

4.根据权利要求3所述的渲染方法，其特征在于，所述所述宿主机图形驱动由宿主机图形驱动容器加载到安卓系统容器的系统内存还包括：

5.根据权利要求4所述的渲染方法，其特征在于，封装后的所述API被安卓系统容器调用。

6.根据权利要求4所述的渲染方法，其特征在于，通过所述宿主机图形驱动的API驱动显卡硬件来进行渲染。

7.根据权利要求1所述的渲染方法，其特征在于，所述宿主机图形驱动由显卡厂商所提供的驱动安装程序安装。

8.一种安卓容器的高速渲染装置，其特征在于，所述渲染装置包括：

载入模块，在安卓系统容器内载入宿主机图形驱动；其中宿主机图形驱动即在Linux系统中加载的用户空间部分的显卡驱动；

渲染模块，安卓系统容器通过所述宿主机图形驱动直接使用宿主机显卡设备进行渲染。

9.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的方法。