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深入学习Android

2023-02-18 16:43:30 时间

我通过阅读邓凡平前辈的《深入理解Android》,为了加深学习作此学习笔记。

虽然是邓老师2011著的书,但其中的安卓框架还是可以学习的。

另老师的csdn地址在: 阿拉神农的博客_CSDN博客-Android开发系列,深入理解Android,移动万态领域博主

tips:阅读该知识应具有C++的基本知识,因为本书的大部分内容都集中在了Native层。 本书是在分析 Android 源码的基础上展开的,而源码文件所在的路径一般都很长,例如, 文件 AndroidRuntime.cpp 的真实路径就是 framework/base/core/jni/AndroidRuntime.cpp 本书的编写顺序,是 6 、 5 、 4 、 7 、 8 、 9 、 10 、 2 、 3 、 1 章,但出于逻辑连贯性的 考虑,还是建议读者按本书的顺序阅读。其中,第 2 、 5 、 6 章分别讲述了 JNI 、 Android 常用类 ,以及 Binder 系统,这些都是基础知识,我们有必要完全掌握。其他部分的内容都是针对单个 模块的,例如 Zygote 、 Audio 、 Surface 、 MediaScanner 等,读者可各取所需,分别对其进行研究

该书是上册, 全书一共 10 章, 这 10 章的主要内容是:

第 1 章  介绍了阅读本书所需要做的一些准备工作,包括对 Android 整个系统架构的认识,以

及 Android 开发环境和源码阅读环境的搭建等。注意,本书分析的源码是 Android2.2

第 2 章  通过 Android 源码中的一处实例深入地介绍了 JNI技术

第 3 章  围绕 init进程 ,介绍了如何解析 init.rc 以启动 Zygote 和属性服务( property service )的工作原理。

第 4 章  剖析了 zygote和system_server进程 的工作原理。本章的拓展思考部分讨论了 Andorid 的

启动速度、虚拟机 heapsize 的大小调整问题以及 “ 看门狗 ” 的工作原理。

第 5 章  讲解了 Android 源码中常用的类,如 sp、wp、RefBase、Thread类、同步类、Java中的

Handler类以及Looper类 。这些类都是 Android 中最常用和最基本的,只有掌握这些类的知识,

才能在分析后续的代码时游刃有余。

第 6 章   以 MediaServer 为切入点,对 Binder 进行了较为全面的分析。本章拓展思考部分讨论

了与 Binder 有关的三个问题,它们分别是 Binder 和线程的关系、死亡通知以及匿名 Service 。

第 7 章   阐述了 Audio 系统中的三位重要成员 AudioTrack、AudioFlinger和AudioPolicyService

的工作原理 。本章拓展思考部分分析了 AudioFlinger 中 DuplicatingThread 的工作原理,并且和

读者一道探讨了单元测试、 ALSA 、 Desktop check 等问题。

第 8 章   以 Surface系统 为主,分析了 Activity和Surface的关系、Surface和SurfaceFlinger的关系

以及SurfaceFlinger的工作原理 。本章的拓展思考部分分析了 Surface 系统中数据传输控制对象

的工作原理、有关 ViewRoot 的一些疑问,最后讲解了 LayerBuffer 的工作流程。这是全书中难 度较大的一章,建议大家反复阅读和思考,这样才能进一步深入理解 Surface 系统。

第 9 章   分析了 Vold和Rild ,其中 Vold负责Android平台中外部存储设备的管理,而Rild负责

与射频通信有关的工作 。本章的拓展思考部分介绍了嵌入式系统中与存储有关的知识,还探

讨了 Rild 和 Phone 设计优化方面的问题。

第 10 章   分析了多媒体系统中 MediaScanner的工作原理

1.1 系统架构

1.1.1 Android系统架构

该平台本身是基于 Linux 内核的

Linux 内核层:包含了 Linux 内核和一些驱动模块(比如 USB 驱动、 Camera 驱动、蓝牙驱动

等)。目前 Android2.2 (代号为 Froyo )基于 Linux 内核 2.6 版本。

Libraries 层:这一层提供动态库(也叫共享库)、 Android 运行时库、 Dalvik 虚拟机等。从

编程语言角度来说,这一层大部分都是用 C 或 C++ 写的,所以也可以简单地把它看成是 Native

层。

Framework 层:这一层大部分用 Java 语言编写,它是 Android 平台上 Java 世界的基石。

Applications 层:与用户直接交互的就是这些应用程序,它们都是用 Java 开发的。

Android系统搭建出了一个java世界,他的运转依赖于另一个被Google极力隐藏的Native世界。

Java 虽具有与平台无关的特性,但 Java 和具体平台之间的隔离却是由 JNI 层来实现的。 Java

是通过 JNI 层调用 Linux OS 中的系统调用来完成对应的功能的,例如创建一个文件或一个

Socket 等。

除了 Java 世界外,还有一个核心的 Native 世界,它为整个系统高效和平稳地运行提供了强

有力的支持。一般而言, Java 世界经由 JNI 层通过 IPC 方式与 Native 世界交互,而 Android 平台

上最为神秘的 IPC 方法就是 Binder 了,第 6 章将详细分析 Binder 。除此之外, Socket 也是常用的

IPC 方式。

1.1.2 本书的架构

本书所分析的模块也将遵循 Android 系统架构

该书籍所分析的各个模块除未涉及 Kernel 外,其他三层均有所涉及,它们分别 是:

Native层 包括 init、Audio系统(包括AudioTrack、AudioFlinger和AudioPolicyService)、Surface系统(包括Surface和SurfaceFlinger)、常用类(包括RefBase、sp、wp等)、Vold和 Rild

Java Framework层 包括 zygote、System_server以及Java中的常用类 (包括 Handler 和 Looper

等)。

Java Application层 包括 MediaProvider和Phone

1.2.1 下载源码

下面将详细介绍如何下载 Android 的源码。

1. 设置软件源

将软件源地址设置成了http://mirror.bjtu.edu.cn/ubuntu。

2. 下载 Android 源码

下面开始下载 Android 源码,工序比较简单,可一气呵成。 apt-get install git-core curl # 先下载这两个工具 mkdir-p/develop/download-froyo # 在根目录下建立 develop 和 download-froyo 两个目录 cd~/develop/download-froyo # 进入这个目录 curl http://Android.git.kernel.org/repo>./repo # 从源码网站下载 repo 脚本,该脚本是 Google 为了方便源码下载而提供的,通过该脚本可下载整套源码。 chmod a+x repo # 设置该脚本为可执行 ./repo init-u git://Android.git.kernel.org/platform/manifest.git-b froyo # 初始化 git 库 ./repo sync # 下载源码,大小约为 2GB ,如果网速快,估计也得要 2 个多小时。

注意 Kernel 的代码必须单独下载,下载方法如下:

git clone git : //android.git.kernel.org/kernel/common.git kernel

1.2.2 编译源码

1.部署JDK

Froyo 的编译依赖 JDK 1.5 ,所以首先要做的就是下载 JDK 1.5 。下载网址是

http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index-jdk5-jsp-142662.html

下载得 到的文件为 jdk-1_5_0_22-linux-i586.bin ,把它放到任意一个目录中,笔者将它放在了 /develop 中,然后在这个目录中执行如下命令:

./jdk-1_5_0_22-linux-i586.bin#执行这个文件 

这个命令的功能其实就是解压,解压后的结果在 /develop/jdk1.5.0_22 目录中。现在有了

JDK ,再按照下面的步骤部署它即可:

( 1 )在~ /.bashrc 文件的末尾添加以下几句话:

export JAVA_HOME=/develop/jdk1.5.0_22#设置为刚才解压的目录
export JRE_HOME=JAVA_HOME/jre
export CLASSPATH=$JAVA_HOME/lib:$JRE_HOME/lib:$CLASSPATH
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$JRE_HOME/bin:$PATH 

(2 )重新登录系统,这样 JDK 资源就能被正确找到了。

2.编译源码

Android 的编译有自己的一套规则,主要利用的是 mk 文件,在此简单地介绍其编译工序:

  1. 进入源码目录(以笔者的开发环境为例,也就是cd/develop/download_froyo):
  2. 执行.build/envsetup.sh,这个脚本用来设置Android的编译环境。
  3. 执行choosecombo命令,这个命令用来选择编译目标(如目标硬件平台、eng还是user等)。一般而言,手机厂商会设置自己特有的编译选项。
  4. 执行完上面几个步骤后,就可以编译系统了。

Android 平台提供了三个命令用于编译,它 们分别是 make、mmm和mm ,这三个命令的使用方法及其优劣如下:

make :不带任何参数,它用于编译整个系统,时间较长,笔者不推荐这种做法,除非读者 想编译整个系统。

make MediaProvider :下面几个例子都以编译 MediaProvider 为例。这种方式对应于单个模 块编译。它的优点是,会把该模块依赖的其他模块也一起编译。例如 make libmedia ,就会把 libmedia 依赖的库全部编译好。其缺点也很明显,它需要搜索整个源码来定位 MediaProvider 模 块所使用的 Android.mk 文件,并且还要判断该模块所依赖的其他模块是否有修改。整体编译 时间较长

mmm packages/providers/MediaProvider :该命令将编译指定目录下的目标模块,而不编译

它所依赖的模块。所以,如果读者是初次编译,采用这种方式编译一个模块往往会报错。错

误的原因是因为它依赖的模块没有被编译

mm :这种方式需要先用 cd 命令进入 packages/providers/MediaProvider 目录,然后执行 mm 命

令。该命令会编译当前目录下的模块。它和 mmm 一样,只编译目标模块, mm 和 mmm 命令编

译的速度都很快。

如果只知道目标模块的名称,则应使用 make 模块名的方式来编译目标模块。例如,如果要 编译 libmedia ,则直接使用 make libmedia 即可。另外,初次编译时也要采用这种方法。 如果不知道目标模块的名称,但知道目标模块所处的目录,则可使用 mmm或mm 命令来编 译。当然,初次编译还必须使用 make 命令,以后的编译就可使用 mmm 或 mm 了,这样会节约 不少时间。 注意 一般的编译方式都使用增量编译,即只编译发生变化的目标文件,但有时则需重新 编译所有目标文件,那么就可使用 make 命令的 -B 选项。例如 make-B 模块名,或者 mm-B 、 mmm-B 。在 mm 和 mmm 内部,也是调用 make 命令的,而 make 的 -B 选项将强制编译所有目标文 件

3. 本书各模块的编译目标

本书各模块的编译目标如表 1-1 所示,这里仅列出几个有代表性的模块:

假设make framework,那么编译完的结果则如图1-6所示