深入学习Android
创始人
2024-03-19 16:12:46
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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 RildJava 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

 

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