深入理解Android內(nèi)核設(shè)計(jì)思想

第1篇　Android編譯篇
第1章　Android系統(tǒng)簡(jiǎn)介　2
1．1　Android系統(tǒng)發(fā)展歷程　2
1．2　Android系統(tǒng)特點(diǎn)　4
1．3　Android系統(tǒng)框架　8
第2章　Android源碼下載及編譯　10
2．1　Android源碼下載指南　10
2．1．1　基于Repo和Git的版本管理　10
2．1．2　Android源碼下載流程　11
2．2　原生態(tài)系統(tǒng)編譯指南　12
2．2．1　建立編譯環(huán)境　13
2．2．2　編譯流程　15
2．3　定制產(chǎn)品的編譯與燒錄　17
2．3．1　定制新產(chǎn)品　17
2．3．2　Linux內(nèi)核編譯　21
2．3．3　燒錄　22
2．4　Android系統(tǒng)映像文件　23
2．4．1　boot．img　23
2．4．2　ramdisk．img　25
2．4．3　system．img　26
2．5　OTA系統(tǒng)升級(jí)　26
2．5．1　生成升級(jí)包　27
2．5．2　獲取升級(jí)包　28
2．5．3　OTA升級(jí)-RecoveryMode　29
2．6　Android反編譯　31
第3章　Android編譯系統(tǒng)　34
3．1　Makefile入門(mén)　34
3．2　Android編譯系統(tǒng)　35
3．2．1　Makefile依賴(lài)樹(shù)的概念　36
3．2．2　樹(shù)根節(jié)點(diǎn)droid　36
3．2．3　main．mk解析　38
3．2．4　droidcore節(jié)點(diǎn)　39
3．2．5　dist_files　41
3．2．6　Android．mk的編寫(xiě)規(guī)則　42
第2篇　Android原理篇
第4章　操作系統(tǒng)基礎(chǔ)　48
4．1　計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)(Computer Architecture)　48
4．1．1　馮·諾依曼結(jié)構(gòu)　48
4．1．2　哈佛結(jié)構(gòu)　48
4．2　什么是操作系統(tǒng)　49
4．3　進(jìn)程間通信的經(jīng)典實(shí)現(xiàn)　51
4．3．1　共享內(nèi)存(Shared Memory)　52
4．3．2　管道(Pipe)　54
4．3．3　Unix Domain Socket　55
4．3．4　RPC(RemoteProcedure Calls)　58
4．4　同步機(jī)制的經(jīng)典實(shí)現(xiàn)　58
4．4．1　信號(hào)量(Semaphore)　58
4．4．2　Mutex　59
4．4．3　管程(Monitor)　59
4．4．4　同步范例　60
4．5　Android中的同步機(jī)制　61
4．5．1　進(jìn)程間同步——Mutex　61
4．5．2　條件判斷——Condition　62
4．5．3　“柵欄、障礙”——Barrier　64
4．5．4　加解鎖的自動(dòng)化操作——Autolock　66
4．6　操作系統(tǒng)內(nèi)存管理基礎(chǔ)　66
4．6．1　虛擬內(nèi)存(Virtual Memory)　66
4．6．2　內(nèi)存保護(hù)(Memory Protection)　69
4．6．3　內(nèi)存分配與回收　69
4．6．4　進(jìn)程間通信——mmap　70
4．7　Android中的Low Memory Killer　71
4．8　Android匿名共享內(nèi)存(Anonymous Shared Memory)　74
4．8．1　Ashmem設(shè)備　74
4．8．2　Ashmem應(yīng)用實(shí)例　78
4．9　JNI　83
4．9．1　Java函數(shù)的本地實(shí)現(xiàn)　83
4．9．2　本地代碼訪問(wèn)JVM　86
4．10　學(xué)習(xí)Android系統(tǒng)的兩條線(xiàn)索　88
第5章　Android進(jìn)程/線(xiàn)程管理　89
5．1　Android進(jìn)程和線(xiàn)程　89
5．2　Handler， MessageQueue，Runnable與Looper　95
5．3　UI主線(xiàn)程——ActivityThread　102
5．4　Thread類(lèi)　105
5．4．1　Thread類(lèi)的內(nèi)部原理　105
5．4．2　Thread休眠和喚醒　106
5．4．3　Thread實(shí)例　110
5．5　Android應(yīng)用程序的典型啟動(dòng)流程　112
第6章　進(jìn)程間通信——Binder　114
6．1　智能指針　117
6．1．1　智能指針的設(shè)計(jì)理念　117
6．1．2　強(qiáng)指針sp　120
6．1．3　弱指針wp　121
6．2　進(jìn)程間的數(shù)據(jù)傳遞載體——Parcel　128
6．3　Binder驅(qū)動(dòng)與協(xié)議　135
6．3．1　打開(kāi)Binder驅(qū)動(dòng)——binder_open　136
6．3．2　binder_mmap　137
6．3．3　binder_ioctl　140
6．4　“DNS”服務(wù)器——ServiceManager(Binder Server)　141
6．4．1　ServiceManager的啟動(dòng)　141
6．4．2　ServiceManager的構(gòu)建　142
6．4．3　獲取ServiceManager服務(wù)——設(shè)計(jì)思考　147
6．4．4　ServiceManagerProxy　151
6．4．5　IBinder和BpBinder　153
6．4．6　ProcessState和IPCThreadState　155
6．5　Binder客戶(hù)端——Binder Client　185
6．6　Android接口描述語(yǔ)言——AIDL　190
6．7　匿名Binder Server　202
第7章　Android啟動(dòng)過(guò)程簡(jiǎn)析　205
7．1　第一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)程(init)　205
7．1．1　init．rc語(yǔ)法　205
7．1．2　init．rc實(shí)例分析　208
7．2　系統(tǒng)關(guān)鍵服務(wù)的啟動(dòng)簡(jiǎn)析　209
7．2．1　Android的“DNS服務(wù)器”——ServiceManager　209
7．2．2　“孕育”新的線(xiàn)程和進(jìn)程——Zygote　209
7．2．3　Android的“系統(tǒng)服務(wù)”——SystemServer　211
第8章　管理Activity和組件運(yùn)行狀態(tài)的系統(tǒng)進(jìn)程——Activity ManagerService (AMS)　213
8．1　AMS功能概述　213
8．2　管理當(dāng)前系統(tǒng)中Activity狀態(tài)——Activity Stack　215
8．3　startActivity流程　217
8．4　完成同一任務(wù)的“集合”——Activity Task　224
8．4．1　“后進(jìn)先出”——Last In，F(xiàn)irst Out　225
8．4．2　管理Activity Task　226
第9章　GUI系統(tǒng)之SurfaceFlinger　229
9．1　OpenGL ES與EGL　229
9．2　Android的硬件接口——HAL　231
9．3　Android終端顯示設(shè)備的“化身”——Gralloc與Framebuffer　233
9．4　Android中的本地窗口　237
9．4．1　FramebufferNativeWindow　239
9．4．2　應(yīng)用程序端的本地窗口——Surface　245
9．5　BufferQueue詳解　249
9．5．1　BufferQueue的內(nèi)部原理　249
9．5．2　BufferQueue中的緩沖區(qū)分配　252
9．5．3　應(yīng)用程序的典型繪圖流程　258
9．5．4　應(yīng)用程序與BufferQueue的關(guān)系　263
9．6　SurfaceFlinger　267
9．6．1　“黃油計(jì)劃”——Project Butter　267
9．6．2　SurfaceFlinger的啟動(dòng)　271
9．6．3　接口的服務(wù)端——Client　275
9．7　VSync的產(chǎn)生和處理　279
9．7．1　VSync信號(hào)的產(chǎn)生和分發(fā)　279
9．7．2　VSync信號(hào)的處理　285
9．7．3　handleMessageTransaction　287
9．7．4　“界面已經(jīng)過(guò)時(shí)/無(wú)效，需要重新繪制”——handleMessageInvalidate　291
9．7．5　合成前的準(zhǔn)備工作——preComposition　293
9．7．6　可見(jiàn)區(qū)域——rebuildLayerStacks　295
9．7．7　為“Composition”搭建環(huán)境——setUpHWComposer　299
9．7．8　doDebugFlashRegions　301
9．7．9　doComposition　302
第10章　GUI系統(tǒng)之“窗口管理員”——WMS　309
10．1　“窗口管理員”——WMS綜述　310
10．1．1　WMS的啟動(dòng)　312
10．1．2　WMS的基礎(chǔ)功能　312
10．1．3　WMS的工作方式　313
10．1．4　WMS，AMS與Activity間的聯(lián)系　314
10．2　窗口屬性　316
10．2．1　窗口類(lèi)型與層級(jí)　316
10．2．2　窗口策略(Window Policy)　320
10．2．3　窗口屬性(LayoutParams)　322
10．3　窗口的添加過(guò)程　324
10．3．1　系統(tǒng)窗口的添加過(guò)程　324
10．3．2　Activity窗口的添加過(guò)程　333
10．3．3　窗口添加實(shí)例　337
10．4　Surface管理　340
10．4．1　Surface申請(qǐng)流程(relayout)　341
10．4．2　Surface的跨進(jìn)程傳遞　344
10．4．3　Surface的業(yè)務(wù)操作　347
10．5　performLayoutAndPlaceSurfacesLockedInner　347
10．6　窗口大小的計(jì)算過(guò)程　349
10．7　啟動(dòng)窗口的添加與銷(xiāo)毀　358
10．7．1　啟動(dòng)窗口的添加　358
10．7．2　啟動(dòng)窗口的銷(xiāo)毀　362
10．8　窗口動(dòng)畫(huà)　363
10．8．1　窗口動(dòng)畫(huà)類(lèi)型　364
10．8．2　動(dòng)畫(huà)流程跟蹤——WindowStateAnimator　365
10．8．3　AppWindowAnimator　368
10．8．4　動(dòng)畫(huà)的執(zhí)行過(guò)程　370
第11章　讓你的界面炫彩起來(lái)的GUI系統(tǒng)之View體系　377
11．1　應(yīng)用程序中的View框架　377
11．2　Activity中View Tree的創(chuàng)建過(guò)程　380
11．3　在WMS中注冊(cè)窗口　386
11．4　ViewRoot的基本工作方式　388
11．5　View Tree的遍歷時(shí)機(jī)　389
11．6　View Tree的遍歷流程　393
11．7　View和ViewGroup屬性　402
11．7．1　View的基本屬性　402
11．7．2　ViewGroup的屬性　408
11．7．3　View，ViewGroup和ViewParent　408
11．7．4　Callback接口　408
11．8　“作畫(huà)“工具集——Canvas　411
11．8．1　“繪制UI”——Skia　412
11．8．2　數(shù)據(jù)中介——Surface．lockCanvas　413
11．8．3　解鎖并提交結(jié)果——unlockCanvasAndPost　417
11．9　draw和onDraw　417
11．10　View中的消息傳遞　423
11．10．1　View中TouchEvent的投遞流程　423
11．10．2　ViewGoup中TouchEvent的投遞流程　427
11．11　View動(dòng)畫(huà)　430
第12章　“問(wèn)渠哪得清如許，為有源頭活水來(lái)”——InputManagerService與輸入事件　436
12．1　事件的分類(lèi)　436
12．2　事件的投遞流程　439
12．2．1　InputManagerService　440
12．2．2　InputReaderThread　441
12．2．3　InputDispatcherThread　441
12．2．4　ViewRootImpl對(duì)事件的派發(fā)　445
第13章　應(yīng)用不再同質(zhì)化——音頻系統(tǒng)　447
13．1　音頻基礎(chǔ)　448
13．1．1　聲波　448
13．1．2　音頻的錄制、存儲(chǔ)與回放　448
13．1．3　音頻采樣　449
13．1．4　Nyquist–Shannon采樣定律　451
13．1．5　聲道和立體聲　451
13．1．6　聲音定級(jí)——Weber–Fechner law　452
13．1．7　音頻文件格式　453
13．2　音頻框架　454
13．2．1　Linux中的音頻框架　454
13．2．2　TinyAlsa　456
13．2．3　Android系統(tǒng)中的音頻框架　457
13．3　音頻系統(tǒng)的核心——AudioFlinger　459
13．3．1　AudioFlinger服務(wù)的啟動(dòng)和運(yùn)行　460
13．3．2　AudioFlinger對(duì)音頻設(shè)備的管理　461
13．3．3　PlaybackThread的循環(huán)主體　468
13．3．4　AudioMixer　473
13．4　策略的制定者——AudioPolicyService　475
13．4．1　AudioPolicyService概述　475
13．4．2　AudioPolicyService的啟動(dòng)過(guò)程　477
13．4．3　AudioPolicyService與音頻設(shè)備　480
13．5　音頻流的回放——AudioTrack　482
13．5．1　AudioTrack應(yīng)用實(shí)例　482
13．5．2　AudioPolicyService的路由實(shí)現(xiàn)　489
13．6　音頻數(shù)據(jù)流　494
13．6．1　AudioTrack中的音頻流　495
13．6．2　AudioTrack和AudioFlinger間的數(shù)據(jù)交互　498
13．6．3　AudioMixer中的音頻流　504
13．7　音量控制　506
13．8　音頻系統(tǒng)的上層建筑　510
13．8．1　從功能入手　510
13．8．2　MediaPlayer　511
13．8．3　MediaRecorder　514
13．8．4　一個(gè)典型的多媒體錄制程序　517
13．8．5　MediaRecorder源碼解析　518
13．8．6　MediaPlayerService簡(jiǎn)析　520
13．9　Android支持的媒體格式　523
13．9．1　音頻格式　523
13．9．2　視頻格式　523
13．9．3　圖片格式　524
13．9．4　網(wǎng)絡(luò)流媒體　524
13．10　ID3信息簡(jiǎn)述　525
13．11　Android多媒體文件管理　528
13．11．1　MediaStore　529
13．11．2　多媒體文件信息的存儲(chǔ)“倉(cāng)庫(kù)”——MediaProvider　530
13．11．3　多媒體文件管理中的“生產(chǎn)者”——MediaScanner　533
第3篇　應(yīng)用原理篇
第14章　Intent的匹配規(guī)則　538
14．1　Intent屬性　538
14．2　Intent的匹配規(guī)則　540
14．3　Intent匹配源碼簡(jiǎn)析　546
第15章　APK應(yīng)用程序的資源適配　551
15．1　資源類(lèi)型　552
15．1．1　狀態(tài)顏色資源　553
15．1．2　圖形資源　554
15．1．3　布局資源　555
15．1．4　菜單資源　556
15．1．5　字符串資源　556
15．1．6　樣式資源　557
15．1．7　其他資源　558
15．1．8　屬性資源　558
15．2　提供可選資源　561
15．3　最佳資源的匹配流程　565
15．4　屏幕適配　567
15．4．1　屏幕適配的重要參數(shù)　567
15．4．2　如何適配多屏幕　569
第16章　Android字符編碼格式　572
16．1　字符編碼格式背景　572
16．2　ISO/IEC 8859　573
16．3　ISO/IEC 10646　573
16．4　Unicode　574
16．5　String類(lèi)型　577
16．5．1　構(gòu)建String　578
16．5．2　String對(duì)多種編碼的兼容　579
第17章　Android和OpenGL ES　583
17．1　3D圖形學(xué)基礎(chǔ)　584
17．1．1　計(jì)算機(jī)3D圖形　584
17．1．2　圖形管線(xiàn)　585
17．2　Android中的OpenGL ES簡(jiǎn)介　587
17．3　圖形渲染API—EGL　588
17．3．1　EGL與OpenGL ES　588
17．3．2　egl．cfg　588
17．3．3　EGL接口解析　590
17．3．4　EGL實(shí)例　593
17．4　簡(jiǎn)化OpenGL ES開(kāi)發(fā)——GLSurfaceView　593
第18章　“系統(tǒng)的UI”——SystemUI　601
18．1　SystemUI的組成元素　601
18．2　SystemUI的實(shí)現(xiàn)　603
18．3　Android壁紙資源——WallpaperService　610
18．3．1　WallPaperManagerService　611
18．3．2　ImageWallpaper　613
第19章　Android常用的工具“小插件”——Widget機(jī)制　616
19．1　“功能的提供者”——AppWidgetProvider　616
19．2　AppWidgetHost　618
第20章　Android應(yīng)用程序的編譯和打包　624
20．1　“另辟蹊徑”采用第三方工具——Ant　624
20．2　通過(guò)命令行編譯和打包APK　625
20．3　APK編譯過(guò)程詳解　626
20．4　信息安全基礎(chǔ)概述　628
20．5　應(yīng)用程序簽名　633
20．6　應(yīng)用程序簽名源碼簡(jiǎn)析　636
第4篇　Android系統(tǒng)工具
第21章　軟件版本管理　642
21．1　版本管理簡(jiǎn)述　642
21．2　Git的安裝　643
21．2．1　Linux環(huán)境下安裝Git　643
21．2．2　Windows環(huán)境下安裝Git　644
21．3　Git的使用　644
21．3．1　基礎(chǔ)配置　644
21．3．2　新建倉(cāng)庫(kù)　646
21．3．3　文件狀態(tài)　647
21．3．4　忽略某些文件　649
21．3．5　提交更新　649
21．3．6　其他命令　650
21．4　Git原理簡(jiǎn)析　650
21．4．1　分布式版本系統(tǒng)的特點(diǎn)　651
21．4．2　安全散列算法——SHA-1　652
21．4．3　四個(gè)重要對(duì)象　653
21．4．4　三個(gè)區(qū)域　657
21．4．5　分支的概念與實(shí)例　658
第22章　系統(tǒng)調(diào)試輔助工具　662
22．1　萬(wàn)能模擬器——Emulator　662
22．1．1　QEMU　662
22．1．2　Android工程中的QEMU　667
22．1．3　模擬器控制臺(tái)(Emulator Console)　670
22．1．4　實(shí)例：為Android模擬器添加串口功能　672
22．2　此Android非彼Android　674
22．3　快速建立與模擬器或真機(jī)的通信渠道——ADB　676
22．3．1　ADB的使用方法　676
22．3．2　ADB的組成元素　678
22．3．3　ADB源代碼解析　679
22．3．4　ADB Protocol　684