肝疼了3万字的Android源码学习指南

深入学习Android源码,知其然而知其所以然。计划整理一系列源码分析文章。

一、准备

  • Java/C/C++基础,Java Framework和C++ Framework,一部分Lib则采用C。
  • Linux相关知识,Android是基于Linux内核。
  • Makefile知识,Android采用make编译,可以看到有很多Android.mk类似的文件。
  • Source insight,源码阅读工具神器。
  • StarUML,类图工具。
  • ProcessOn/Visio,流程图工具。

二、入门学习

入门学习建议可以参考如下:

三、进阶学习

作为一名合格的码农,肯定不仅仅限于使用API文档,因为浮于表面是远远不够的。进阶学习的阶段,需要我们保持一颗好奇的心,深入阅读Android源码,学习优秀的代码风格和设计思想,知其然并且知其所以然。

引用Google的一张框架图:

android-framework

  • Applications层,和用户直接交互的就是这些应用程序,它们都是用Java开发的。
  • Java 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。
  • C++ Framework/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。从编程语言上来说,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。
  • Linux Kernel层,Android是基于Linux内核,其核心系统服务如安全性、内存管理、进程管理、网路协议以及驱动模型都依赖于Linux内核。

四、Android架构

Google提供的四层架构非常经典,如果我们要深入学习这个架构,最好就是以Android系统启动流程开始学起,然后一步一步展开,牵引学习。这样不至于我们陷入源码的大海里而没有方向。

这个是之前我画的一张启动流程图:

android-boot-up.png

Java和C++通过JNI连接,C/C++通过system call直接调用linux os。

4.1 Loader层

1. Boot ROM:
上电后,BootRom会被激活,引导芯片代码开始从预定义的地方(固化在ROM)开始执行,然后加载引导程序到RAM。

2. Boot Loader引导程序
Boot Loader是启动Android系统之前的引导程序,引导程序是OEM厂商或者运营商加锁和限制的地方,它是针对特定的主板与芯片的。OEM厂商要么使用很受欢迎的引导程序比如redboot、uboot、ARMboot等或者开发自己的引导程序,它不是Android操作系统的一部分。
Boot Loader主要作用是检查RAM,初始化硬件参数等功能。

4.2 Kernel层

Kernel的启动流程:

alps/kernel/init/main.c
start_kernel() ==> rest_init() ==> kernel_thread(kernel_init) ==> kernel_init()

0号进程:
swapper进程(pid=0):又称为idle进程, 叫空闲进程,由系统自动创建, 运行在内核态。
系统初始化过程Kernel由无到有开创的第一个进程, 也是唯一一个没有通过fork或者kernel_thread产生的进程。
swapper进程用于初始化进程管理、内存管理,加载Display,Camera Driver,Binder Driver等相关工作。

1号进程
init进程(pid=1):由0号进程通过kernel_thread创建,在内核空间完成初始化后, 加载init程序, 并最终运行在用户空间,init进程是所有用户进程的鼻祖。

2号进程
kthreadd进程(pid=2):由0号进程通过kernel_thread创建,是Linux系统的内核进程,会创建内核工作线程kworkder,软中断线程ksoftirqd,thermal等内核守护进程。
kthreadd运行在内核空间, 负责所有内核线程的调度和管理 , kthreadd进程是所有内核进程的鼻祖。

4.3 Native层

Native层主要是init一号进程,并且由其孵化出来的一系列daemon进程,还有一些列native service。

  • init进程会孵化出ueventd、logd、healthd、installd、adbd、lmkd等用户守护进程;
  • init进程还启动servicemanager、bootanim、mediaserver等重要本地服务
  • init进程孵化出Zygote进程,Zygote进程是Android系统的第一个Java进程,Zygote是所有Java进程的父进程。

4.4 Java层

  • Zygote是第一个Java进程,并且是所有java进程的父进程,由init进程解析init.rc文件后fork生成。
  • System Server进程,是由Zygote进程fork而来,System Server是Zygote孵化的第一个进程。System Server负责启动和管理整个Java framework,包含ActivityManager,PackageManager,WindowManager等服务。

4.5 Application层

Zygote进程孵化出的第一个App进程是Launcher,Zygote进程还会创建Browser,Phone,Email等App进程,每个App至少运行在一个进程上。所有的App进程都是由Zygote进程fork生成的。

五、学习计划

了解了大致的框架体系之后,接下来就是给自己列一个学习计划。博主不定期总结学习内容到博客上面来,与大家一起分享。博客会以Android N源码为主来分析,尽量每个知识点做到多画图,多总结,少贴大段源码,避免犯困。

5.1 四大组件

Android应用的四大组件Activity,Service,Broadcast Receiver, Content Provider。

  • 四大组件基础知识
  • Android组件 - Activity
  • Android组件 - Service
  • Android组件 - Broadcast Receiver
  • Android组件 - Content Provider

5.2 消息处理机制

5.3 IPC通信

5.4 系统启动

  • Android系统启动总结,包含如何启动init进程,如何启动zygote进程system_server进程
  • init进程相关包含init rc语法
  • Zygote进程相关知识
  • system_server进程
  • DVM的启动

5.4 系统服务

  • Android系统服务 - ActivityManagerService
    • AMS启动流程
    • AMS的Activity调度
  • Android系统服务 - PackageManagerService
  • Android系统服务 - WindowManagerService
    • Surface View原理
  • Android系统服务- SurfaceFlinger推图
  • Input系统
    • InputReader介绍
    • InputDispatcher介绍
  • Android系统服务 - PowerManagerService
  • Android系统服务 - UserManagerService
  • MediaServer
    • AudioFlinger - 处理上层AudioTrack创建的音频
    • MediaPlayerService服务:StageFrightPlayer本地播放、NuPlayer在线播放

5.5 安全机制

5.6 问题分析

  • ANR问题原理和分析
  • Crash/Exception问题分析
    • Java Exception
    • Native Exception
    • Kernel Panic
  • LowMemoryKiller

5.7 工具篇

5.8 其它

六、写在最后

由于博主水平和经历有限,肯定还有很多知识点遗漏,博主同时也整理了一份系列源码分析的笔记,如果有对Android系统源码PDF感兴趣的朋友,不妨点个赞+评论【1】。我都会回复提供下载方式的!

posted @ 2020-11-24 17:59  AndroidAlvin  阅读(1380)  评论(7编辑  收藏  举报