### 前言
- Android系統自2008年9月發布第一個版本1.0以來,截至2015年9月發布最新版本6.0,一共存在十多個版本。本書2012年10月發布第一版時,選擇了Android 2.3的源代碼來分析Android系統的實現,主要是因為就當時而言,它的基礎架構是最穩定的,而且也是使用最廣泛的。
- 本書的特點是通過情景分析來分析Android源碼,目標是讓讀者閱讀了本書之后,能夠自已去閱讀和分析Android源碼。自第一版發布以來,本書經歷了6次復印,得到了讀者的熱烈反饋和建議。基于這些反饋和建議,本應根據Android最新發布版本6.0對本書進行升級,但是思慮再三,我們還是選擇了原來的Android 2.3來修訂本書,原因如下所示:
1. Android版本更新很快。即使根據當前的最新發布版本更新本書,等到本書發布時,內容也會落后最新發布版本的一到兩個版本左右。
2. 本書涉及到的內容都是Android系統的核心基礎架構。這些內容在后來的版本中,都是靈魂般地穩定存在。例如,智能指針、HAL、Binder IPC和四大組件管理等。
3. 技術發展日新月異,但是萬變不離其宗。掌握了本書的內容,可以更好地學習和理解Android系統的其它模塊。筆者就是在本書內容的基礎上對UI系統、Dalvik虛擬機、構建系統、SEAndroid安全機制、ART虛擬機和Chromium瀏覽器進行研究的,起到的效果是事半功倍的。
- 基于上述原因,我們根據讀者的52個反饋和建議,重新修訂了本書,希望本書能夠繼續有志于深入研究Android的讀者服務。同時也非常讀者的反饋和建議,你們的支持是筆者持續研究和分享Android系統技術的動力所在。由于提供反饋和建議的讀者眾多,這里不能一一列出,具體可以參考上述反饋和建議鏈接,筆者由衷地感謝!
#### 本書內容
- 全書分為初識Android系統篇、Android專用驅動系統篇和Android應用程序框架篇三個部分。
- **初識Android系統篇**包含三個章節的內容,主要介紹Android系統的基礎知識。第1章介紹與Android系統有關的參考書籍,以及Android源代碼工程環境的搭建方法;第2章介紹Android系統的硬件抽象層;第3章介紹Android系統的智能指針。讀者可能會覺得奇怪,為什么一開始就介紹Android系統的硬件抽象層呢?因為涉及硬件,它似乎是一個深奧的知識點。其實不然,Android系統的硬件抽象層無論是從實現上,還是從使用上,它的層次都是非常清晰的,而且從下到上涵蓋了整個Android系統,包括Android系統在用戶空間和內核空間的實現。內核空間主要涉及硬件驅動程序的編寫方法,而用戶空間涉及運行時庫層、應用程序框架層及應用程序層。因此,盡早學習Android系統的硬件抽象層,有助于我們從整體上去認識Android系統,以便后面可以更好地分析它的源代碼。在分析Android系統源代碼的過程中,經常會碰到智能指針,第3章我們就重點分析Android系統智能指針的實現原理,也是為了后面可以更好地分析Android系統源代碼。
- **Android專用驅動系統篇**包含三個章節的內容。我們知道,Android系統是基于Linux內核來開發的,但是由于移動設備的CPU和內存配置都要比PC低,因此,Android系統并不是完全在Linux內核上開發的,而是在Linux內核里面添加了一些專用的驅動模塊來使它更適合于移動設備。這些專用的驅動模塊同時也形成了Android系統的堅實基礎,尤其是Logger日志驅動程序、Binder進程間通信驅動程序,以及Ashmem匿名共享內存驅動程序,它們在Android系統中被廣泛地使用。在此篇中,我們分別在第4章、第5章和第6章分析Logger日志系統、Binder進程間通信系統和Ashmem共享內存系統的實現原理,為后面深入分析Android應用程序的框架打下良好的基礎。
- **Android應用程序框架篇**包含十個章節的內容。我們知道,在移動平臺中,Android系統和iOS系統比的是誰的應用程序更豐富、質量更高、用戶體驗更好, 誰就能取得最終的勝利。因此,每個平臺都在盡最大努力吸引第三方開發者來為其開發應用程序。這就要求平臺必須提供良好的應用程序架構,以便第三方開發者可以將更多的精力集中在應用程序的業務邏輯上,從而開發出數量更多、質量更高和用戶體驗更好的應用程序。在此篇中,我們將從組件、進程、消息和安裝四個維度來分析Android應用程序的實現框架。第7章到第10章分析Android應用程序四大組件Activity、Service、Broadcast Receiver和Content Provider的實現原理;第11章和第12章分析Android應用程序進程的啟動過程;第13章到第15章分析Android應用程序的消息處理機制;第16章分析Android應用程序的安裝和顯示過程。學習了這些知識之后,我們就可以掌握Android系統的精髓了。
#### 本書特點
- 本書從初學者的角度出發,結合具體的使用情景,在縱向和橫向上對Android系統的源代碼進行了全面、深入、細致的分析。在縱向上,采用從下到上的方式,分析的源代碼涉及了Android系統的內核層(Linux Kernel)、硬件抽象層(HAL)、運行時庫層(Runtime)、應用程序框架層(Application Framework)以及應用程序層(Application),這有利于讀者從整體上掌握Android系統的架構。在橫向上,從Android應用程序的組件、進程、消息以及安裝四個角度出發,全面地剖析Android系統的應用程序框架層,這有利于讀者深入地理解Android應用程序的架構以及運行原理。
- 文章概述
- 下載Android源碼以及查看源碼
- win10 平臺通過VMware Workstation安裝Ubuntu
- Linux系統安裝Ubuntu編譯Android源碼
- Eclipse快捷鍵大全
- 前言
- 第一篇 初識Android系統
- 第一章 準備知識
- 1.1 Linux內核參考書籍
- 1.2 Android應用程序參考書籍
- 1.3 下載、編譯和運行Android源代碼
- 1.3.1 下載Android源代碼
- 1.3.2 編譯Android源代碼
- 1.3.3 運行Android模擬器
- 1.4 下載、編譯和運行Android內核源代碼
- 1.4.1 下載Android內核源代碼
- 1.4.2 編譯Android內核源代碼
- 1.4.3 運行Android模擬器
- 1.5 開發第一個Android應用程序
- 1.6 單獨編譯和打包Android應用程序模塊
- 1.6.1 導入單獨編譯模塊的mmm命令
- 1.6.2 單獨編譯Android應用程序模塊
- 1.6.3 重新打包Android系統鏡像文件
- 第二章 硬件抽象層
- 2.1 開發Android硬件驅動程序
- 2.1.1 實現內核驅動程序模塊
- 2.1.2 修改內核Kconfig文件
- 2.1.3 修改內核Makefile文件
- 2.1.4 編譯內核驅動程序模塊
- 2.1.5 驗證內核驅動程序模塊
- 2.2 開發C可執行程序驗證Android硬件驅動程序
- 2.3 開發Android硬件抽象層模塊
- 2.3.1 硬件抽象層模塊編寫規范
- 2.3.1.1 硬件抽象層模塊文件命名規范
- 2.3.1.2 硬件抽象層模塊結構體定義規范
- 2.3.2 編寫硬件抽象層模塊接口
- 2.3.3 硬件抽象層模塊的加載過程
- 2.3.4 處理硬件設備訪問權限問題
- 2.4 開發Android硬件訪問服務
- 2.4.1 定義硬件訪問服務接口
- 2.4.2 實現硬件訪問服務
- 2.4.3 實現硬件訪問服務的JNI方法
- 2.4.4 啟動硬件訪問服務
- 2.5 開發Android應用程序來使用硬件訪問服務
- 第三章 智能指針
- 3.1 輕量級指針
- 3.1.1 實現原理分析
- 3.1.2 使用實例分析
- 3.2 強指針和弱指針
- 3.2.1 強指針的實現原理分析
- 3.2.2 弱指針的實現原理分析
- 3.2.3 應用實例分析
- 第二篇 Android專用驅動系統
- 第四章 Logger日志系統
- 4.1 Logger日志格式
- 4.2 Logger日志驅動程序
- 4.2.1 基礎數據結構
- 4.2.2 日志設備的初始化過程
- 4.2.3 日志設備文件的打開過程
- 4.2.4 日志記錄的讀取過程
- 4.2.5 日志記錄的寫入過程
- 4.3 運行時庫層日志庫
- 4.4 C/C++日志寫入接口
- 4.5 Java日志寫入接口
- 4.6 Logcat工具分析
- 4.6.1 基礎數據結構
- 4.6.2 初始化過程
- 4.6.3 日志記錄的讀取過程
- 4.6.4 日志記錄的輸出過程
- 第五章 Binder進程間通信系統
- 5.1 Binder驅動程序
- 5.1.1 基礎數據結構
- 5.1.2 Binder設備的初始化過程
- 5.1.3 Binder設備文件的打開過程
- 5.1.4 設備文件內存映射過程
- 5.1.5 內核緩沖區管理
- 5.1.5.1 分配內核緩沖區
- 5.1.5.2 釋放內核緩沖區
- 5.1.5.3 查詢內核緩沖區
- 5.2 Binder進程間通信庫
- 5.3 Binder進程間通信應用實例
- 5.4 Binder對象引用計數技術
- 5.4.1 Binder本地對象的生命周期
- 5.4.2 Binder實體對象的生命周期
- 5.4.3 Binder引用對象的生命周期
- 5.4.4 Binder代理對象的生命周期
- 5.5 Binder對象死亡通知機制
- 5.5.1 注冊死亡接收通知
- 5.5.2 發送死亡接收通知
- 5.5.3 注銷死亡接收通知
- 5.6 Service Manager的啟動過程
- 5.6.1 打開和映射Binder設備文件
- 5.6.2 注冊成為Binder上下文管理者
- 5.6.3 循環等待Client進程請求
- 5.7 Service Manager代理對象接口的獲取過程
- 5.8 Service的啟動過程
- 5.8.1 注冊Service組件
- 5.8.1.1 封裝通信數據為Parcel對象
- 5.8.1.2 發送和處理BC_TRANSACTION命令協議
- 5.8.1.3 發送和處理BR_TRANSACTION返回協議
- 5.8.1.4 發送和處理BC_REPLY命令協議
- 5.8.1.5 發送和處理BR_REPLY返回協議
- 5.8.2 循環等待Client進程請求
- 5.9 Service代理對象接口的獲取過程
- 5.10 Binder進程間通信機制的Java實現接口
- 5.10.1 獲取Service Manager的Java代理對象接口
- 5.10.2 AIDL服務接口解析
- 5.10.3 Java服務的啟動過程
- 5.10.4 獲取Java服務的代理對象接口
- 5.10.5 Java服務的調用過程
- 第六章 Ashmem匿名共享內存系統
- 6.1 Ashmem驅動程序
- 6.1.1 相關數據結構
- 6.1.2 設備初始化過程
- 6.1.3 設備文件打開過程
- 6.1.4 設備文件內存映射過程
- 6.1.5 內存塊的鎖定和解鎖過程
- 6.1.6 解鎖狀態內存塊的回收過程
- 6.2 運行時庫cutils的匿名共享內存接口
- 6.3 匿名共享內存的C++訪問接口
- 6.3.1 MemoryHeapBase
- 6.3.1.1 Server端的實現
- 6.3.1.2 Client端的實現
- 6.3.2 MemoryBase
- 6.3.2.1 Server端的實現
- 6.3.2.2 Client端的實現
- 6.3.3 應用實例
- 6.4 匿名共享內存的Java訪問接口
- 6.4.1 MemoryFile
- 6.4.2 應用實例
- 6.5 匿名共享內存的共享原理分析
- 第三篇 Android應用程序框架篇
- 第七章 Activity組件的啟動過程
- 7.1 Activity組件應用實例
- 7.2 根Activity的啟動過程
- 7.3 Activity在進程內的啟動過程
- 7.4 Activity在新進程中的啟動過程
- 第八章 Service組件的啟動過程
- 8.1 Service組件應用實例
- 8.2 Service在新進程中的啟動過程
- 8.3 Service在進程內的綁定過程
- 第九章 Android系統廣播機制
- 9.1 廣播應用實例
- 9.2 廣播接收者的注冊過程
- 9.3 廣播的發送過程
- 第十章 Content Provider組件的實現原理
- 10.1 Content Provider組件應用實例
- 10.1.1 ArticlesProvider
- 10.1.2 Article
- 10.2 Content Provider組件的啟動過程
- 10.3 Content Provider組件的數據共享原理
- 10.4 Content Provider組件的數據更新通知機制
- 10.4.1 內容觀察者的注冊過程
- 10.4.2 數據更新的通知過程
- 第十一章 Zygote和System進程的啟動過程
- 11.1 Zygote進程的啟動腳本
- 11.2 Zygote進程的啟動過程
- 11.3 System進程的啟動過程
- 第十二章 Android應用程序進程的啟動過程
- 12.1 應用程序進程的創建過程
- 12.2 Binder線程池的啟動過程
- 12.3 消息循環的創建過程
- 第十三章 Android應用程序的消息處理機制
- 13.1 創建線程消息隊列
- 13.2 線程消息循環過程
- 13.3 線程消息發送過程
- 13.4 線程消息處理過程
- 第十四章 Android應用程序的鍵盤消息處理機制
- 14.1 InputManager的啟動過程
- 14.1.1 創建InputManager
- 14.1.2 啟動InputManager
- 14.1.3 啟動InputDispatcher
- 14.1.4 啟動InputReader
- 14.2 InputChannel的注冊過程
- 14.2.1 創建InputChannel
- 14.2.2 注冊Server端InputChannel
- 14.2.3 注冊當前激活窗口
- 14.2.4 注冊Client端InputChannel
- 14.3 鍵盤消息的分發過程
- 14.3.1 InputReader處理鍵盤事件
- 14.3.2 InputDispatcher分發鍵盤事件
- 14.3.3 當前激活的窗口獲得鍵盤消息
- 14.3.4 InputDispatcher獲得鍵盤事件處理完成通知
- 14.4 InputChannel的注銷過程
- 14.4.1 銷毀應用程序窗口
- 14.4.2 注銷Client端InputChannel
- 14.4.3 注銷Server端InputChannel
- 第十五章 Android應用程序線程的消息循環模型
- 15.1 應用程序主線程消息循環模型
- 15.2 界面無關的應用程序子線程消息循環模型
- 15.3 界面相關的應用程序子線程消息循環模型
- 第十六章 Android應用程序的安裝和顯示過程
- 16.1 應用程序的安裝過程
- 16.2 應用程序的顯示過程