Android系统源代码情景分析
2012-10
电子工业出版社
罗升阳
830
1570000
无
虽然Android系统自2008年9月发布第一个版本1.0以来，截至2011年10月发布最新版本4.0，一共存在十多个版本，但是据官方统计，截至2012年3月5日，占据首位的是Android 2.3，市场占有率达到66.5%；其次是Android 2.2，市场占有率为25.3%；第三位是Android 2.1，市场占有率为6.6%；而最新发布的Android 3.2和Android 4.0的市场占有率只有3.3%和2%。因此，在本书中，我们选择了Android 2.3的源代码来分析Android系统的实现，一是因为从目前来说，它的基础架构是最稳定的；二是因为它是使用最广泛的。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、iOS系统和Windows Phone系统正在形成三足鼎立之势，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，全面地剖析了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。作 者
在内容上，本书结合使用情景，全面、深入、细致地分析Android系统的源代码，涉及到Linux内核层、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)。在组织上，本书将上述内容划分为初识Android系统、Android专用驱动系统和Android应用程序框架三大篇章。初识Android系统篇介绍了参考书籍、基础知识以及实验环境搭建；Android专用驱动系统篇介绍了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；Android应用程序框架篇从组件、进程、消息以及安装四个维度来对Android应用程序的框架进行了深入的剖析。通过上述内容及其组织，本书能使读者既能从整体上把握Android系统的层次结构，又能从细节上去掌握每一个层次的要点。
罗升阳，1984年出生，2007年毕业于浙江大学计算机系，取得学士学位，2010年毕业于上海交通大学计算机系，取得硕士学位。毕业后一直从事于互联网软件开发，并且致力于移动平台的研究，特别是对Android平台有深入的理解和研究。在国内知名IT技术社区CSDN上发表了数十篇高质量的Android系统原创性文章，并且开设博客专栏--《老罗的Android之旅》，积极与网友互动，深受大家喜爱，访问量一直居于前茅。
第1篇 初识Android系统
第1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２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
2.3.2 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３章 智能指针
3.1 轻量级指针
3.1.1 实现原理分析
3.1.2 应用实例分析
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2篇 Android专用驱动系统
第４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 相关数据结构
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５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 Binder设备文件的内存映射过程
5.1.5 内核缓冲区管理
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代理对象的获取过程
5.8 Service组件的启动过程
5.8.1 注册Service组件
5.8.2 启动Binder线程池
5.9 Service代理对象的获取过程
5.10 Binder进程间通信机制的Java接口
5.10.1 Service Manager的Java代理对象的获取过程
5.10.2 Java服务接口的定义和解析
5.10.3 Java服务的启动过程
5.10.4 Java服务代理对象的获取过程
5.10.5 Java服务的调用过程
第６章 Ashmem匿名共享内存系统
6.1 Ashmem驱动程序
6.1.1 基础数据结构
6.1.2 匿名共享内存设备的初始化过程
6.1.3 匿名共享内存设备文件的打开过程
6.1.4 匿名共享内存设备文件的内存映射过程
6.1.5 匿名共享内存块的锁定和解锁过程
6.1.6 匿名共享内存块的回收过程
6.2 运行时库cutils的匿名共享内存访问接口
6.3 匿名共享内存的C++访问接口
6.3.1 MemoryHeapBase
6.3.2 MemoryBase
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
第3篇 Android应用程序框架
第７章 Activity组件的启动过程
7.1 Activity组件应用实例
7.2 根Activity组件的启动过程
7.3 子Activity组件在进程内的启动过程
7.4 子Activity组件在新进程中的启动过程
第８章 Service组件的启动过程
8.1 Service组件应用实例
8.2 Service组件在新进程中的启动过程
8.3 Service组件在进程内的绑定过程
第９章 Android系统广播机制
9.1 广播机制应用实例
9.2 广播接收者的注册过程
9.3 广播的发送过程
第10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
10.3.1 数据共享模型
10.3.2 数据传输过程
10.4 Content Provider组件的数据更新通知机制
10.4.1 注册内容观察者
10.4.2 发送数据更新通知
第11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12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13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14章 Android应用程序的键盘消息处理机制
14.1 键盘消息处理模型
14.2 InputManager的启动过程
14.2.1 创建InputManager
14.2.2 启动InputManager
14.2.3 启动InputDispatcher
14.2.4 启动InputReader
14.3 InputChannel的注册过程
14.3.1 创建InputChannel
14.3.2 注册Server端InputChannel
14.3.3 注册系统当前激活的应用程序窗口
14.3.4 注册Client端InputChannel
14.4 键盘消息的分发过程
14.4.1 InputReader获得键盘事件
14.4.2 InputDispatcher分发键盘事件
14.4.3 系统当前激活的应用程序窗口获得键盘消息
14.4.4 InputDispatcher获得键盘事件处理完成通知
14.5 InputChannel的注销过程
14.5.1 销毁应用程序窗口
14.5.2 注销Client端InputChannel
14.5.3 注销Server端InputChannel
第15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 与界面无关的应用程序子线程消息循环模型
15.3 与界面相关的应用程序子线程消息循环模型
第16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
版权页： 插图： 成员变量proc指向一个Binder实体对象的宿主进程。在Binder驱动程序中，这些宿主进程通过一个binder_proc结构体来描述。宿主进程使用一个红黑树来维护它内部所有的Binder实体对象，而每一个Binder实体对象的成员变量rb_node就正好是这个红黑树中的一个节点。如果一个Binder实体对象的宿主进程已经死亡了，那么这个Binder实体对象就会通过它的成员变量dead_node保存在一个全局的hash列表中。 由于一个Binder实体对象可能会同时被多个Client组件引用，因此，Binder驱动程序就使用结构体binder_ref来描述这些引用关系，并且将引用了同一个Binder实体对象的所有引用都保存在一个hash列表中。这个hash列表通过Binder实体对象的成员变量refs来描述，而Binder驱动程序通过这个成员变量就可以知道有哪些Client组件引用了同一个Binder实体对象。 成员变量internal_strong_refs和local_Strong_refs均是用来描述一个Binder实体对象的强引用计数，而成员变量local_weak_refs用来描述一个Binder实体对象的弱引用计数。当一个Binder实体对象请求一个Service组件来执行某一个操作时，会增加该Service组件的强引用计数或者弱引用计数，相应地，Binder实体对象会将其成员变量has_strong_ref和has_weak_ref的值设置为1。当一个Service组件完成一个Binder实体对象所请求的操作之后，Binder实体对象就会请求减少该Service组件的强用计数或者弱引用计数。Binder实体对象在请求一个Service组件增加或者减少强引用计数或者弱引用计数的过程中，会将其成员变量pending_strong_ref或者pending_weak_ref的值设置为1；而当该Service组件增加或者减少了强引用计数或者弱引用计数之后，Binder实体对象就会将这两个成员变量的值设置为0。
强大的罗大师，感谢你的Android之旅，我已看完你的6篇教程，虽然我目前还不太懂，但是我相信你就是我打开它的那把钥匙，再次感谢你的教程。——@mutex_js老罗，写的太精彩啦！不仅仅是在Android 按键机制方面令人受益匪浅，给我在学习其他模块上也提供了一套很好的分析思路。非常感谢！——@yuleslie看你的文章，收获很多，分析得很透彻，思路清晰，前后呼应，成系统，对我帮助很大，非常感谢你的无私奉献！——@kenen2006你的博客给了我一种非常刺激的体验，让我更深层次地认识Android。非常感谢你的讲解，太棒了！——@stevenhu_223我真的想放弃这个行业，可我看到你的博客，让我看到了希望，让我充满了信心和坚定！——@zhudeqing看过几本Andriod方面的书，但还真比不上这里的博客。罗老师的Linux内核知识及对软件架构的知识积累用功很深，代码阅读能力也很强！膜拜！——@herodie我是看你的博客开始学Android的，写的真的太好了。每一个系列都自成一体，无需其他参考。从顶到下都能串到一起，这样看起来最痛快了！——@hellowolrd本人语言功底也不是很好，所以系统学习Android也经历了不少困难。3个多月了，反反复复阅读你的博文；每一次都有进步，每一次的进步也都有不同的方向。谢谢！技术的道路上真没有捷径，更不可以偷懒。我将不懈努力！谢谢博主，期待您能出书！——@tankai19880619刚看到老罗的这篇新作，还挺热乎的。忍不住分N口气读完，膜拜！读完后，有些有意思的想法，从文章本身来看，很精彩。这篇文章老罗至少说明了一下问题：1. 两种最典型的使用场景及他们的区别 （UI相关与否）；2. 引出来两种线程消息处理模型；3. 用实例解释两种模型是如何使用的；4. 最后介绍两种模型的是怎样实现的。该文章不但告诉我们 what（该文的主旨）、how (怎样使用），还有why（怎么实现）。偶的神，一篇文章里写了这么多，还能写的这么清楚。不容易啊！——@rambo2188太牛了！我是一个刚从事Android开发的新人，你的文章 真是入木三分，读了很有启发，你的这种分析Android方式很棒！为了造福更多的Android学习者，建议你出书！——@yang105我觉得也许学习这些知识并不算难，可是要做到时刻有一个清晰的思路去学并且能够把学过东西用通俗易懂的话语表达出来挺难的。必尽自身知识有限，有些东西可能一下子无法深刻理解。楼主是怎么做到的呢？感觉楼主的每篇文章都讲的精练透彻，主要是能把问题全讲出来。我想楼主的知识面一定很广！——@wantianpei
《Android系统源代码情景分析》能使读者既能从整体上把握Android系统的层次结构，又能从细节上去掌握每一个层次的要点。
无
从Android应用开发转型Android系统支持，相信这本书会对我起一个很好的引导作用，我也对未来的工作充满了信心，补充一点就是当当的配送真的很快，比系统预期时间快了一天，赞一个！
之前在CSDN上看作者的博客，有了想买这本书的冲动，拿到书后，发现那不是冲动，值得买！刚开始看，觉得能够对自己有帮助。书很大，很厚，A4纸小一点，3~4厘米厚，认真看完，对Android的掌握应该会上升一定的高度！
在国内能买到的中文Android源代码相关的书中，这本最适合新手学习了！
入门Android系统的好读物，跟随书本的内容学习，一定会有很大的收获
需要内核开发基础，而且手头最好准备好android源码。
深入、细致地掌握Android，这本书是首选
书不错，里面android开发的过程讲解的很详细，包括碰到的一些问题怎么处理
如果想对android有比较深入的理解,那这本书肯定是比较不错的
一直在阅读作者的博客才入门android，非常不错。值得购买。
学习android源码的好书，很受用
学android几个月，这本 书真心不错 ，看了这么久，好多 都没有 研究透，有待以后好好琢磨了，很 值得拥有 的一本 书
此书写的很好，就是有点看不懂。刚刚又买了两本将Linux的书
适合有一定Linux基础的人看。另外书非常的厚重，可以当枕头用
终于看完这本书了，将的知识点还是挺多的，过程的解析也比较全面，只是有部分错误。总体来说还行，只是写这本书的人不咋的。
书收到时已经破损，不知道是野蛮快递还是出库就是残本。书的内容不错，就这样了。
老罗的书，看着不错，学习一下，希望对自己有所帮助
老罗的博客是我一直关注的，他出的书，一定要看的
书到了，发货挺快，老罗的博客看了很多，相信书不会让我失望。
老罗的书 没问题 值得看啊
书是很好的，支持老罗！
拿到书感觉好厚，呵呵，先重点看了第二单，感觉写的不错。
很不错的书，当当的服务也很到位，第一次送的书封皮有点问题，申请换货之后，马上就处理，这个非常满意。
这本书是经过别人推荐的，还没开始看，感觉如果对象对内核有所了解，这应该是不错的书，有点贵啊，呵呵
内容基础些，不知道为什么书质会像盗版书。。。纸质偏薄，字有些不清晰
刚拿到，还没看。当当的物流速度简直超快，赞一个
书不错，理解很深入。
难得的好书，值得一看，分析一目了然，很详细具体
这个作为工具用书 感觉很好 值得你选择
好大一本书，真的完全可以当枕头！送货速度挺快的。。。书里面有一页纸偏大被折叠了，这个是个小小的遗憾
对于源码的分析很不错，值得一看
书的内容和blog上相差不大，更加细化和具体，非常细化，支持！
ha还没看不知道
第一次在网上买书，很好，很强大。以后不用去书店买书了，哈哈。
刚刚收到还没看，感觉不错，内容比较丰富。唯一缺点就是纸张有点薄
这本书写得很好，比书店也便宜不少
我要认真学习了，这本书是同事推荐买的。
这本书非常好，解释详细，逻辑清晰，强烈推荐。
书好厚，还没看，网上看过几章，写的非常好
书的质量很好,确实不错啊~
书本整体质量不错，就是有部分页码的文字印刷有重影
写到太详细了，有点基础的再看比较合适
这几本书都不错、内容不错，当当也挺给力了！
很好啊，学习
非常不错，认真阅读中...
不错，写得很充实，内容比较深
虽然全书都是代码，解释，如果看下来，收获定会不小。
这本书不错，值得推荐！！
内容深， 不适合入门
挺好，内容还没有仔细看
什么也别说了，当当速度也很快。
送货速度快，印刷好。
非常好，谢谢了
书好物流也快
宝贝有光盘哦，实用价值很高，而且看一下可以提高自己的技能 。
这本很好，很丰富
还不错，，东西还行，送货速度不慢。
买了一段时间了，才看了一章，要学c++，不然看不懂这书
书写的不错，是根据代码来写的
书不错，可惜快递暴力，给下方弄破了。希望当当约束下快递啊。
刚收到，书的内容不错，就是包装上，以及封面上有折痕和破损，哎，将就看吧
非常不错的书，适合初学者！内容讲的非常详细
书内容很不错，值得推荐
正在研究 ，应该不错！！！
服务很好吧，，，
很好很强大，早就想买了，不过要有耐心看得下去！
帮同事买的，作者是84年生，写了这么一大厚本，佩服
书收到了，有分量，也有光盘
很厚实的书，送给LG的，还有一张光盘。
还没开始读,都说不错，给个好评。
书籍破损！！！
不错的安卓书籍，只是还没看多少
非常好啊啊非常好啊啊非常好啊啊非常好啊啊非常好啊啊非常好啊啊
有的方法原先完全没有意识到，作者很大程度上帮忙理顺了
书很厚看上去是正版，非常不错的书啊
书还挺不错的送货也快
很是不错 值得研究
妈的，我买的时候是86.2元，过一天就变成81.8元了
貌似很厉害的样子还没怎么读
不错快看完了
不适合初学者，~~~~~~
值得看看啦
打算先看Linux驱动开发。没有这个这方面知识，看起来太吃力了。
看了老罗的博客,觉得还是看看书吧,程序猿老师趴电脑面前不好哦.
帮助学习很有好处，按照其中的介绍，可以搭建一些初级的应用！
说是含CD一张，结果拿到书时，封面已经被压坏了，也没有CD。因为以前有曾在当当买书，缺少东西的经历，那次是联系了数次客服，最后不了了之了，所以这次也不想找了，以后自己多注意吧。
有两本没光盘。实在是不知道怎么回事。
分析的很不错，可以看看
书内容很好。。。正读中。。。
这本书挺好，挺满意，只是还没开始看！
物流特别慢，到了也不通知
书看起来内容挺丰富的，还不错
书还不错，但没网上的讲的多
还不错，好厚一本，有的看了
一般吧 很厚 希望会有用
有时间好好研究一下
就是有些地方写的稍微有些跳跃.
书坏了 盘烂了
帮别人买的，不错的书。
挺好的，虽然还没怎么看
这本值得慢慢研究
从底层了解andoid