### 前言
- Android系统自2008年9月发布第一个版本1.0以来,截至2015年9月发布最新版本6.0,一共存在十多个版本。本书2012年10月发布第一版时,选择了Android 2.3的源代码来分析Android系统的实现,主要是因为就当时而言,它的基础架构是最稳定的,而且也是使用最广泛的。
- 本书的特点是通过情景分析来分析Android源码,目标是让读者阅读了本书之后,能够自已去阅读和分析Android源码。自第一版发布以来,本书经历了6次复印,得到了读者的热烈反馈和建议。基于这些反馈和建议,本应根据Android最新发布版本6.0对本书进行升级,但是思虑再三,我们还是选择了原来的Android 2.3来修订本书,原因如下所示:
1. Android版本更新很快。即使根据当前的最新发布版本更新本书,等到本书发布时,内容也会落后最新发布版本的一到两个版本左右。
2. 本书涉及到的内容都是Android系统的核心基础架构。这些内容在后来的版本中,都是灵魂般地稳定存在。例如,智能指针、HAL、Binder IPC和四大组件管理等。
3. 技术发展日新月异,但是万变不离其宗。掌握了本书的内容,可以更好地学习和理解Android系统的其它模块。笔者就是在本书内容的基础上对UI系统、Dalvik虚拟机、构建系统、SEAndroid安全机制、ART虚拟机和Chromium浏览器进行研究的,起到的效果是事半功倍的。
- 基于上述原因,我们根据读者的52个反馈和建议,重新修订了本书,希望本书能够继续有志于深入研究Android的读者服务。同时也非常读者的反馈和建议,你们的支持是笔者持续研究和分享Android系统技术的动力所在。由于提供反馈和建议的读者众多,这里不能一一列出,具体可以参考上述反馈和建议链接,笔者由衷地感谢!
#### 本书内容
- 全书分为初识Android系统篇、Android专用驱动系统篇和Android应用程序框架篇三个部分。
- **初识Android系统篇**包含三个章节的内容,主要介绍Android系统的基础知识。第1章介绍与Android系统有关的参考书籍,以及Android源代码工程环境的搭建方法;第2章介绍Android系统的硬件抽象层;第3章介绍Android系统的智能指针。读者可能会觉得奇怪,为什么一开始就介绍Android系统的硬件抽象层呢?因为涉及硬件,它似乎是一个深奥的知识点。其实不然,Android系统的硬件抽象层无论是从实现上,还是从使用上,它的层次都是非常清晰的,而且从下到上涵盖了整个Android系统,包括Android系统在用户空间和内核空间的实现。内核空间主要涉及硬件驱动程序的编写方法,而用户空间涉及运行时库层、应用程序框架层及应用程序层。因此,尽早学习Android系统的硬件抽象层,有助于我们从整体上去认识Android系统,以便后面可以更好地分析它的源代码。在分析Android系统源代码的过程中,经常会碰到智能指针,第3章我们就重点分析Android系统智能指针的实现原理,也是为了后面可以更好地分析Android系统源代码。
- **Android专用驱动系统篇**包含三个章节的内容。我们知道,Android系统是基于Linux内核来开发的,但是由于移动设备的CPU和内存配置都要比PC低,因此,Android系统并不是完全在Linux内核上开发的,而是在Linux内核里面添加了一些专用的驱动模块来使它更适合于移动设备。这些专用的驱动模块同时也形成了Android系统的坚实基础,尤其是Logger日志驱动程序、Binder进程间通信驱动程序,以及Ashmem匿名共享内存驱动程序,它们在Android系统中被广泛地使用。在此篇中,我们分别在第4章、第5章和第6章分析Logger日志系统、Binder进程间通信系统和Ashmem共享内存系统的实现原理,为后面深入分析Android应用程序的框架打下良好的基础。
- **Android应用程序框架篇**包含十个章节的内容。我们知道,在移动平台中,Android系统和iOS系统比的是谁的应用程序更丰富、质量更高、用户体验更好, 谁就能取得最终的胜利。因此,每个平台都在尽最大努力吸引第三方开发者来为其开发应用程序。这就要求平台必须提供良好的应用程序架构,以便第三方开发者可以将更多的精力集中在应用程序的业务逻辑上,从而开发出数量更多、质量更高和用户体验更好的应用程序。在此篇中,我们将从组件、进程、消息和安装四个维度来分析Android应用程序的实现框架。第7章到第10章分析Android应用程序四大组件Activity、Service、Broadcast Receiver和Content Provider的实现原理;第11章和第12章分析Android应用程序进程的启动过程;第13章到第15章分析Android应用程序的消息处理机制;第16章分析Android应用程序的安装和显示过程。学习了这些知识之后,我们就可以掌握Android系统的精髓了。
#### 本书特点
- 本书从初学者的角度出发,结合具体的使用情景,在纵向和横向上对Android系统的源代码进行了全面、深入、细致的分析。在纵向上,采用从下到上的方式,分析的源代码涉及了Android系统的内核层(Linux Kernel)、硬件抽象层(HAL)、运行时库层(Runtime)、应用程序框架层(Application Framework)以及应用程序层(Application),这有利于读者从整体上掌握Android系统的架构。在横向上,从Android应用程序的组件、进程、消息以及安装四个角度出发,全面地剖析Android系统的应用程序框架层,这有利于读者深入地理解Android应用程序的架构以及运行原理。
- 文章概述
- 下载Android源码以及查看源码
- win10 平台通过VMware Workstation安装Ubuntu
- Linux系统安装Ubuntu编译Android源码
- Eclipse快捷键大全
- 前言
- 第一篇 初识Android系统
- 第一章 准备知识
- 1.1 Linux内核参考书籍
- 1.2 Android应用程序参考书籍
- 1.3 下载、编译和运行Android源代码
- 1.3.1 下载Android源代码
- 1.3.2 编译Android源代码
- 1.3.3 运行Android模拟器
- 1.4 下载、编译和运行Android内核源代码
- 1.4.1 下载Android内核源代码
- 1.4.2 编译Android内核源代码
- 1.4.3 运行Android模拟器
- 1.5 开发第一个Android应用程序
- 1.6 单独编译和打包Android应用程序模块
- 1.6.1 导入单独编译模块的mmm命令
- 1.6.2 单独编译Android应用程序模块
- 1.6.3 重新打包Android系统镜像文件
- 第二章 硬件抽象层
- 2.1 开发Android硬件驱动程序
- 2.1.1 实现内核驱动程序模块
- 2.1.2 修改内核Kconfig文件
- 2.1.3 修改内核Makefile文件
- 2.1.4 编译内核驱动程序模块
- 2.1.5 验证内核驱动程序模块
- 2.2 开发C可执行程序验证Android硬件驱动程序
- 2.3 开发Android硬件抽象层模块
- 2.3.1 硬件抽象层模块编写规范
- 2.3.1.1 硬件抽象层模块文件命名规范
- 2.3.1.2 硬件抽象层模块结构体定义规范
- 2.3.2 编写硬件抽象层模块接口
- 2.3.3 硬件抽象层模块的加载过程
- 2.3.4 处理硬件设备访问权限问题
- 2.4 开发Android硬件访问服务
- 2.4.1 定义硬件访问服务接口
- 2.4.2 实现硬件访问服务
- 2.4.3 实现硬件访问服务的JNI方法
- 2.4.4 启动硬件访问服务
- 2.5 开发Android应用程序来使用硬件访问服务
- 第三章 智能指针
- 3.1 轻量级指针
- 3.1.1 实现原理分析
- 3.1.2 使用实例分析
- 3.2 强指针和弱指针
- 3.2.1 强指针的实现原理分析
- 3.2.2 弱指针的实现原理分析
- 3.2.3 应用实例分析
- 第二篇 Android专用驱动系统
- 第四章 Logger日志系统
- 4.1 Logger日志格式
- 4.2 Logger日志驱动程序
- 4.2.1 基础数据结构
- 4.2.2 日志设备的初始化过程
- 4.2.3 日志设备文件的打开过程
- 4.2.4 日志记录的读取过程
- 4.2.5 日志记录的写入过程
- 4.3 运行时库层日志库
- 4.4 C/C++日志写入接口
- 4.5 Java日志写入接口
- 4.6 Logcat工具分析
- 4.6.1 基础数据结构
- 4.6.2 初始化过程
- 4.6.3 日志记录的读取过程
- 4.6.4 日志记录的输出过程
- 第五章 Binder进程间通信系统
- 5.1 Binder驱动程序
- 5.1.1 基础数据结构
- 5.1.2 Binder设备的初始化过程
- 5.1.3 Binder设备文件的打开过程
- 5.1.4 设备文件内存映射过程
- 5.1.5 内核缓冲区管理
- 5.1.5.1 分配内核缓冲区
- 5.1.5.2 释放内核缓冲区
- 5.1.5.3 查询内核缓冲区
- 5.2 Binder进程间通信库
- 5.3 Binder进程间通信应用实例
- 5.4 Binder对象引用计数技术
- 5.4.1 Binder本地对象的生命周期
- 5.4.2 Binder实体对象的生命周期
- 5.4.3 Binder引用对象的生命周期
- 5.4.4 Binder代理对象的生命周期
- 5.5 Binder对象死亡通知机制
- 5.5.1 注册死亡接收通知
- 5.5.2 发送死亡接收通知
- 5.5.3 注销死亡接收通知
- 5.6 Service Manager的启动过程
- 5.6.1 打开和映射Binder设备文件
- 5.6.2 注册成为Binder上下文管理者
- 5.6.3 循环等待Client进程请求
- 5.7 Service Manager代理对象接口的获取过程
- 5.8 Service的启动过程
- 5.8.1 注册Service组件
- 5.8.1.1 封装通信数据为Parcel对象
- 5.8.1.2 发送和处理BC_TRANSACTION命令协议
- 5.8.1.3 发送和处理BR_TRANSACTION返回协议
- 5.8.1.4 发送和处理BC_REPLY命令协议
- 5.8.1.5 发送和处理BR_REPLY返回协议
- 5.8.2 循环等待Client进程请求
- 5.9 Service代理对象接口的获取过程
- 5.10 Binder进程间通信机制的Java实现接口
- 5.10.1 获取Service Manager的Java代理对象接口
- 5.10.2 AIDL服务接口解析
- 5.10.3 Java服务的启动过程
- 5.10.4 获取Java服务的代理对象接口
- 5.10.5 Java服务的调用过程
- 第六章 Ashmem匿名共享内存系统
- 6.1 Ashmem驱动程序
- 6.1.1 相关数据结构
- 6.1.2 设备初始化过程
- 6.1.3 设备文件打开过程
- 6.1.4 设备文件内存映射过程
- 6.1.5 内存块的锁定和解锁过程
- 6.1.6 解锁状态内存块的回收过程
- 6.2 运行时库cutils的匿名共享内存接口
- 6.3 匿名共享内存的C++访问接口
- 6.3.1 MemoryHeapBase
- 6.3.1.1 Server端的实现
- 6.3.1.2 Client端的实现
- 6.3.2 MemoryBase
- 6.3.2.1 Server端的实现
- 6.3.2.2 Client端的实现
- 6.3.3 应用实例
- 6.4 匿名共享内存的Java访问接口
- 6.4.1 MemoryFile
- 6.4.2 应用实例
- 6.5 匿名共享内存的共享原理分析
- 第三篇 Android应用程序框架篇
- 第七章 Activity组件的启动过程
- 7.1 Activity组件应用实例
- 7.2 根Activity的启动过程
- 7.3 Activity在进程内的启动过程
- 7.4 Activity在新进程中的启动过程
- 第八章 Service组件的启动过程
- 8.1 Service组件应用实例
- 8.2 Service在新进程中的启动过程
- 8.3 Service在进程内的绑定过程
- 第九章 Android系统广播机制
- 9.1 广播应用实例
- 9.2 广播接收者的注册过程
- 9.3 广播的发送过程
- 第十章 Content Provider组件的实现原理
- 10.1 Content Provider组件应用实例
- 10.1.1 ArticlesProvider
- 10.1.2 Article
- 10.2 Content Provider组件的启动过程
- 10.3 Content Provider组件的数据共享原理
- 10.4 Content Provider组件的数据更新通知机制
- 10.4.1 内容观察者的注册过程
- 10.4.2 数据更新的通知过程
- 第十一章 Zygote和System进程的启动过程
- 11.1 Zygote进程的启动脚本
- 11.2 Zygote进程的启动过程
- 11.3 System进程的启动过程
- 第十二章 Android应用程序进程的启动过程
- 12.1 应用程序进程的创建过程
- 12.2 Binder线程池的启动过程
- 12.3 消息循环的创建过程
- 第十三章 Android应用程序的消息处理机制
- 13.1 创建线程消息队列
- 13.2 线程消息循环过程
- 13.3 线程消息发送过程
- 13.4 线程消息处理过程
- 第十四章 Android应用程序的键盘消息处理机制
- 14.1 InputManager的启动过程
- 14.1.1 创建InputManager
- 14.1.2 启动InputManager
- 14.1.3 启动InputDispatcher
- 14.1.4 启动InputReader
- 14.2 InputChannel的注册过程
- 14.2.1 创建InputChannel
- 14.2.2 注册Server端InputChannel
- 14.2.3 注册当前激活窗口
- 14.2.4 注册Client端InputChannel
- 14.3 键盘消息的分发过程
- 14.3.1 InputReader处理键盘事件
- 14.3.2 InputDispatcher分发键盘事件
- 14.3.3 当前激活的窗口获得键盘消息
- 14.3.4 InputDispatcher获得键盘事件处理完成通知
- 14.4 InputChannel的注销过程
- 14.4.1 销毁应用程序窗口
- 14.4.2 注销Client端InputChannel
- 14.4.3 注销Server端InputChannel
- 第十五章 Android应用程序线程的消息循环模型
- 15.1 应用程序主线程消息循环模型
- 15.2 界面无关的应用程序子线程消息循环模型
- 15.3 界面相关的应用程序子线程消息循环模型
- 第十六章 Android应用程序的安装和显示过程
- 16.1 应用程序的安装过程
- 16.2 应用程序的显示过程