Android系统是基于Linux内核开发的,但是为了更好地支持移动设备,它在Linux内核中增加了一些专用的驱动程序。这些专用的驱动程序形成了整个Android系统的坚实基础,它们被广泛地应用在Android系统的应用程序框架层中。正是因为这些专用的驱动程序有着如此重要的作用,我们就有必要重点掌握它们的实现原理。
Android系统在Linux内核中增加的驱动程序比较多,但是我们在阅读Android系统的应用程序框架层源代码时,经常碰到的是其中的三个驱动程序,分别为Logger日志驱动程序、Binder进程间通信驱动程序和Ashmem匿名共享内存驱动程序。在本篇中,我们将使用三个章节的篇幅来分析它们的实现原理。
第4章分析Logger日志系统的实现原理。在应用程序的开发过程中,我们经常使用日志来调试应用程序的功能;而在应用程序的运营过程中,我们同样需要使用日志来记录运营事件,以便可以对运营问题进行跟踪处理或者对运营数据进行统计等。正是因为日志有着如此重要的作用,开发人员应该习惯性地在系统的关键路径中添加日志记录。Android系统提供了一个日志系统,它是基于内核中的Logger日志驱动程序来实现的,并且在应用程序框架层中提供了写日志的Java和C++接口。此外,Android系统还提供了一个用来读取日志记录的实用工具Logcat,开发人员通过Logcat可以方便地获取系统运行过程中的日志输出。在第4章中,我们将分别介绍Logger日志驱动程序、应用程序框架层中的日志写入接口,以及日志读取工具Logcat的实现原理。
第5章分析Binder进程间通信机制的实现原理。Android应用程序是由Activity、Service、Content Provider和Broadcast Receiver四大组件组成的。为了降低应用程序各个模块之间的耦合性,我们可以把这些应用程序组件运行在独立的进程中,这样就需要有一种高效的进程间通信机制。Android系统提供的Binder进程间通信机制正是一种高效的进程间通信机制。Binder进程间通信机制由Binder进程间通信驱动程序、Service Manager、Client和Service四个角色组成。其中,Service负责提供服务,Client向Service请求服务,Service Manager负责管理系统中的Service,同时负责向Client提供Service查询服务,而Binder进程间通信驱动程序负责在Client和Service之间建立进程间通信通道。在第5章中,我们将分别介绍Binder进程间通信驱动程序、Service Manager、Client和Service的实现原理。
第6章分析Ashmem匿名共享内存机制的实现原理。当两个进程需要共享数据时,我们通常可以通过两种方式来实现。第一种方式是在进程间拷贝共享数据,即将共享数据在进程间传输;第二种方式是将共享数据放在一个公共的地方,然后每一个进程都到这个公共的地方去访问共享数据。如果进程间需要共享的数据很大,那么显然第二种共享方式的效率更高。因此,Android系统提供了一种Ashmem匿名共享内存机制来在进程间进行数据共享,它通常结合Binder进程间通信机制来使用。Ashmem匿名共享内存机制是基于Ashmem匿名共享内存驱动程序实现的,它可以协助内存管理系统来高效地管理系统内存。在第6章中,我们将分别介绍Ashmem匿名共享内存机制的驱动程序实现、进程间数据共享原理,以及Java、C++访问接口。
- 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