Android源码分析实录

作品简介

Android是一款服务于智能手机和平板电脑等设备的操作系统，截止作者撰写此书时为止，Android在智能手机操作系统市场中已经占有75%的份额。为了让广大读者充分了解这款神奇的操作系统的架构原理，本书循序渐进地分析了Android系统核心源码的基本知识。

李忠良，编著

作品目录

• 前言
• 第1章　走进Android世界
• 1.1　Android系统的优势
• 1.1.1　开源
• 1.1.2　强大的开发团队的支持
• 1.1.3　开发人员的支持
• 1.2　Android系统架构介绍
• 1.2.1　底层操作系统层（Linux内核层）
• 1.2.2　库（Libraries）和运行环境（Runtime）
• 1.2.3　应用程序框架（Application Framework）
• 1.2.4　顶层应用程序（Application）
• 1.3　核心组件
• 1.3.1　Activity的界面表现
• 1.3.2　Intent和IntentFilters界面切换
• 1.3.3　Service服务
• 1.3.4　用Broadcast IntentReceiver广播
• 1.3.5　用Content Provider存储
• 1.4　进程和线程
• 1.4.1　什么是进程
• 1.4.2　什么是线程
• 1.5　获取Android 4.3源码
• 1.5.1　在Linux系统中获取Android源码
• 1.5.2　在Windows平台上获取Android源码
• 1.6　Android源码结构分析
• 1.6.1　Android源码的目录结构
• 1.6.2　应用程序
• 1.6.3　应用程序框架
• 1.6.4　系统服务
• 1.6.5　系统程序库
• 1.6.6　系统运行库
• 1.6.7　硬件抽象层
• 1.7　编译Android源码
• 1.7.1　搭建编译环境
• 1.7.2　开始编译
• 1.7.3　在模拟器中运行
• 1.7.4　编译源码生成SDK
• 第2章　硬件抽象层详解
• 2.1　什么是HAL层
• 2.1.1　为什么把对硬件的支持划分为两层来实现
• 2.1.2　HAL层的位置结构
• 2.2　分析HAL Module架构
• 2.2.1　hw_module_t
• 2.2.2　hw_module_methods_t
• 2.2.3　hw_device_t
• 2.3　分析文件hardware.c
• 2.3.1　函数hw_get_module
• 2.3.2　数组variant_keys
• 2.3.3　载入相应的库
• 2.3.4　打开相应库并获得hw_module_t结构体
• 2.4　分析硬件抽象层的加载过程
• 2.5　分析硬件访问服务
• 2.5.1　定义硬件访问服务接口
• 2.5.2　实现硬件访问服务
• 2.6　分析mokoid工程
• 2.6.1　直接调用Service方法实现
• 2.6.2　通过Manager调用Service实现
• 2.7　分析HAL层的具体实现（以Sensor系统为例）
• 2.7.1　传感器系统的基础知识
• 2.7.2　HAL层的Sensor代码
• 2.7.3　Sensor编程的流程
• 第3章　分析JNI（Java本地接口）层
• 3.1　JNI基础
• 3.1.1　JNI的层次结构
• 3.1.2　JNI的本质
• 3.1.3　与JNI相关的文件
• 3.2　分析Java层
• 3.2.1　加载JNI库
• 3.2.2　实现扫描工作
• 3.2.3　读取并保存信息
• 3.2.4　删除不是SD卡中的文件信息
• 3.2.5　直接转向JNI
• 3.2.6　扫描函数scanFile
• 3.2.7　异常处理
• 3.3　分析MediaScanner的JNI层
• 3.3.1　将Native对象的指针保存到Java对象
• 3.3.2　创建Native层的MediaScanner对象
• 3.4　分析MediaScanner的Native层
• 3.4.1　注册JNI函数
• 3.4.2　完成注册工作
• 3.4.3　动态注册
• 3.4.4　处理路径参数
• 3.4.5　扫描文件
• 3.4.6　添加TAG信息
• 3.4.7　JNIEnv接口
• 3.4.8　JNI中的环境变量
• 3.5　JNI实例分析（基于Camera系统）
• 3.5.1　Java层预览接口
• 3.5.2　注册预览的JNI函数
• 3.5.3　C/C++层的预览函数
• 第4章　Android内存系统分析
• 4.1　Android的进程通信机制
• 4.1.1　Android的进程间通信（IPC）机制Binder
• 4.1.2　Service Manager是Binder机制的上下文管理者
• 4.2　分析Ashmem驱动程序
• 4.2.1　基础数据结构
• 4.2.2　初始化处理
• 4.2.3　打开匿名共享内存设备文件
• 4.2.4　内存映射
• 4.2.5　读写操作
• 4.2.6　锁定和解锁
• 4.2.7　回收内存块
• 4.3　分析C++访问接口层
• 4.3.1　接口MemoryHeapBase
• 4.3.2　接口MemoryBase
• 4.4　分析Java访问接口层
• 4.5　内存优化机制
• 4.5.1　sp和wp简析
• 4.5.2　详解智能指针
• 4.5.3　轻量级指针
• 4.5.4　强指针
• 4.5.5　弱指针
• 第5章　Android虚拟机系统详解
• 5.1　Android虚拟机基础
• 5.1.1　Android虚拟机源码目录
• 5.1.2　Dalvik的架构
• 5.1.3　Dalvik虚拟机的主要特征
• 5.1.4　Dalvik的进程管理
• 5.1.5　Android的初始化流程
• 5.2　分析Dalvik的运作流程
• 5.2.1　Dalvik虚拟机相关的可执行程序
• 5.2.2　初始化Dalvik虚拟机
• 5.2.3　启动Zygote
• 5.2.4　启动SystemServer进程
• 5.2.5　加载class类文件
• 5.3　Dalvik VM的内存系统
• 5.3.1　如何分配内存
• 5.3.2　分析内存管理机制的源码
• 5.4　分析Dalvik VM的启动过程
• 5.4.1　创建一个Dalvik VM实例
• 5.4.2　指定控制选项
• 5.4.3　创建并初始化Dalvik VM实例
• 5.4.4　创建JNIEnvExt对象
• 5.4.5　设置当前进程
• 5.4.6　注册Android核心类的JNI方法
• 5.4.7　使用线程创建javaCreateThreadEtc钩子
• 5.5　创建Dalvik VM进程
• 5.5.1　分析底层启动过程
• 5.5.2　创建Dalvik VM进程
• 5.5.3　初始化运行的Dalvik VM
• 第6章　IPC通信机制详解
• 6.1　Binder机制概述
• 6.2　分析Binder驱动程序
• 6.2.1　分析数据结构
• 6.2.2　分析设备初始化
• 6.2.3　打开Binder设备文件
• 6.2.4　内存映射
• 6.2.5　释放物理页面
• 6.2.6　分配内核缓冲区
• 6.2.7　释放内核缓冲区
• 6.2.8　查询内核缓冲区
• 6.3　Binder封装库
• 6.3.1　Binder库的实现层次
• 6.3.2　类BBinder
• 6.3.3　类BpRefBase
• 6.3.4　类IPCThreadState
• 6.4　初始化Java层Binder框架
• 第7章　Zygote进程、System进程和应用程序进程
• 7.1　Zygote（孕育）进程详解
• 7.1.1　Zygote基础
• 7.1.2　分析Zygote的启动过程
• 7.2　System进程详解
• 7.2.1　启动System进程前的准备工作
• 7.2.2　分析SystemServer
• 7.2.3　分析EntropyService
• 7.2.4　分析DropBoxManagerService
• 7.2.5　分析DiskStatsService
• 7.2.6　分析DeviceStorageManagerService
• 7.2.7　分析SamplingProfilerService
• 7.3　应用程序进程详解
• 7.3.1　创建应用程序
• 7.3.2　启动线程池
• 7.3.3　创建信息循环
• 第8章　分析Activity组件
• 8.1　Activity基础
• 8.1.1　Activity的状态
• 8.1.2　Activity的主要函数
• 8.2　启动Activity
• 8.2.1　Launcher启动应用程序
• 8.2.2　返回ActivityManagerService的远程接口
• 8.2.3　解析intent的内容
• 8.2.4　分析检查机制
• 8.2.5　执行Activity组件的操作
• 8.2.6　将Launcher推入Paused状态
• 8.2.7　处理消息
• 8.2.8　报告暂停
• 8.2.9　建立双向连接
• 8.2.10　启动新的Activity
• 8.2.11　发送通知信息
• 第9章　Content Provider数据存储
• 9.1　Content Provider基础
• 9.1.1　Content Provider在应用程序中的架构
• 9.1.2　Content Provider的常用接口
• 9.2　启动Content Provider
• 9.2.1　获得对象接口
• 9.2.2　存在校验
• 9.2.3　启动Android应用程序
• 9.2.4　根据进程启动Content Provider
• 9.2.5　处理消息
• 9.2.6　具体启动
• 9.3　Content Provider数据共享
• 9.3.1　获取接口
• 9.3.2　创建CursorWindow对象
• 9.3.3　数据传递
• 9.3.4　处理进程通信的请求
• 9.3.5　数据操作
• 第10章　Broadcast（广播）系统详解
• 10.1　Broadcast基础
• 10.2　发送广播信息
• 10.2.1　intent描述指示
• 10.2.2　传递广播信息
• 10.2.3　封装传递
• 10.2.4　处理发送请求
• 10.2.5　查找广播接收者
• 10.2.6　处理广播信息
• 10.2.7　检查权限
• 10.2.8　处理的进程通信请求
• 10.3　分析BroadcastReceiver
• 10.3.1　MainActivity的调用
• 10.3.2　注册广播接收者
• 10.3.3　获取接口对象
• 10.3.4　处理进程间的通信请求
• 第11章　多媒体系统详解
• 11.1　Android多媒体系统介绍
• 11.2　OpenMAX框架详解
• 11.2.1　分析OpenMAX框架构成
• 11.2.2　实现OpenMAX IL层接口
• 11.3　分析OpenCore框架
• 11.3.1　OpenCore的层次结构
• 11.3.2　OpenCore的代码结构
• 11.3.3　OpenCore的编译结构
• 11.3.4　操作系统兼容库
• 11.3.5　实现OpenCore中的OpenMAX部分
• 11.3.6　OpenCore扩展详解
• 11.4　Stagefright框架详解
• 11.4.1　Stagefright代码结构
• 11.4.2　Stagefright实现OpenMAX接口
• 11.4.3　分析Video Buffer的传输流程
• 第12章　电源管理系统详解
• 12.1　Android Power Management基础
• 12.2　分析Framework层
• 12.2.1　文件PowerManager.java
• 12.2.2　文件PowerManagerService.java
• 12.3　分析JNI层
• 12.3.1　文件android_os_Power.cpp
• 12.3.2　文件power.c
• 12.4　分析Kernel（内核）层
• 12.4.1　文件power.c
• 12.4.2　文件earlysuspend.c
• 12.4.3　文件wakelock.c
• 12.4.4　文件resume.c
• 12.4.5　文件suspend.c
• 12.4.6　文件main.c
• 12.4.7　proc文件
• 12.5　wakelock和early_suspend
• 12.5.1　wakelock的原理
• 12.5.2　early_suspend的原理
• 12.5.3　Android休眠
• 12.5.4　Android唤醒
• 第13章　输入系统驱动应用
• 13.1　输入系统介绍
• 13.2　分析Input(输入)系统驱动
• 13.2.1　分析头文件
• 13.2.2　分析核心文件input.c
• 13.2.3　分析event机制
• 13.3　分析硬件抽象层
• 13.3.1　分析文件KeycodeLabels.h
• 13.3.2　分析文件KeyCharacterMap.h
• 13.3.3　分析Kl格式的文件
• 13.3.4　分析kcm格式文件
• 13.3.5　分析文件EventHub.cpp
• 13.4　分析驱动的具体实现
• 13.4.1　分析内置模拟器中的输入驱动实现
• 13.4.2　MSM高通处理器中的输入驱动实现
• 13.4.3　OMAP高通处理器中的输入驱动实现
• 第14章　蓝牙系统详解
• 14.1　Android系统中的蓝牙模块
• 14.2　分析蓝牙模块的源码
• 14.2.1　初始化蓝牙芯片
• 14.2.2　蓝牙服务
• 14.2.3　管理蓝牙电源
• 14.3　与蓝牙相关的类
• 14.3.1　BluetoothSocket类
• 14.3.2　BluetoothServerSocket类
• 14.3.3　BluetoothAdapter类
• 14.3.4　BluetoothClass.Service类
• 14.3.5　BluetoothClass.Device类
• 14.4　低功耗蓝牙协议栈详解
• 14.4.1　低功耗蓝牙协议栈基础
• 14.4.2　低功耗蓝牙API详解
• 14.5　Android中的BlueDroid
• 14.5.1　Android系统中BlueDroid的架构
• 14.5.2　Application Framework层分析
• 14.5.3　分析Bluetooth System Service层
• 14.5.4　分析JNI层
• 14.5.5　分析HAL层
• 14.6　Android蓝牙模块的运作流程
• 14.6.1　打开蓝牙设备
• 14.6.2　搜索蓝牙
• 14.6.3　传输OPP文件
• 第15章　网络系统详解
• 15.1　使用WebKit浏览网页
• 15.1.1　WebKit的Java层框架
• 15.1.2　C/C++层框架
• 15.1.3　分析WebKit的操作过程
• 15.1.4　WebView详解
• 15.1.5　WebViewCore详解
• 15.2　Wi-Fi系统应用
• 15.2.1　Wi-Fi概述
• 15.2.2　Wi-Fi系统的层次结构
• 15.2.3　与Linux的差异
• 15.2.4　分析本地部分的源码
• 15.2.5　分析JNI部分的源码
• 15.2.6　分析Java Framework部分的源码
• 15.2.7　分析Setting中的设置部分的源码