第1篇 初识Android系统

第1章　准备知识............................................. 2

1.1　Linux内核参考书籍................................................................ 2

1.2　Android应用程序参考书籍............................................................................ 3

1.3　下载、编译和运行Android源代码....................................................................... 3

1.3.1　下载Android源代码.......................................................................... 4

1.3.2　编译Android源代码...................................................................................... 4

1.3.3　运行Android模拟器.......................................................................... 5

1.4　下载、编译和运行Android内核源代码...................................................................... 6

1.4.1　下载Android内核源代码................................................................................ 6

1.4.2　编译Android内核源代码................................................................ 7

1.4.3　运行Android模拟器........................................................................... 8

1.5　开发第一个Android应用程序............................................................ 8

1.6　单独编译和打包Android应用程序模块.................................................. 11

1.6.1　导入单独编译模块的mmm命令................................................................. 11

1.6.2　单独编译Android应用程序模块................................................................ 12

1.6.3　重新打包Android系统镜像文件 ................................................... 12

第２章　硬件抽象层.................................................................................... 13

2.1　开发Android硬件驱动程序.................................................................... 14

2.1.1　实现内核驱动程序模块................................................................ 14

2.1.2　修改内核Kconfig文件........................................................................................ 21

2.1.3　修改内核Makefile文件................................................................................. 22

2.1.4　编译内核驱动程序模块...................................................................... 22

2.1.5　验证内核驱动程序模块................................................................... 23

2.2　开发C可执行程序验证Android硬件驱动程序....................................................... 24

2.3　开发Android硬件抽象层模块..................................................................... 26

2.3.1　硬件抽象层模块编写规范................................................................. 26

2.3.2　编写硬件抽象层模块接口............................................... 29

2.3.3　硬件抽象层模块的加载过程...................................................................... 33

2.3.4　处理硬件设备访问权限问题................................................................ 36

2.4　开发Android硬件访问服务................................................................................... 38

2.4.1　定义硬件访问服务接口...................................................................... 38

2.4.2　实现硬件访问服务................................................................................. 39

2.4.3　实现硬件访问服务的JNI方法............................................................. 40

2.4.4　启动硬件访问服务.................................................................... 43

2.5　开发Android应用程序来使用硬件访问服务..................................................... 44

第３章　智能指针.............................................................................................. 49

3.1　轻量级指针.................................................................................................. 50

3.1.1　实现原理分析.......................................................................................... 50

3.1.2　应用实例分析......................................................................... 53

3.2　强指针和弱指针................................................................................... 54

3.2.1　强指针的实现原理分析.............................................................. 55

3.2.2　弱指针的实现原理分析................................................................... 61

3.2.3　应用实例分析............................................................................. 67

第2篇 Android专用驱动系统

第４章　Logger日志系统........................................................ 74

4.1　Logger日志格式......................................................................... 75

4.2　Logger日志驱动程序...................................................................... 76

4.2.1　基础数据结构.................................................................. 77

4.2.2　日志设备的初始化过程...................................................... 78

4.2.3　日志设备文件的打开过程................................................. 83

4.2.4　日志记录的读取过程......................................................................... 84

4.2.5　日志记录的写入过程...................................................... 88

4.3　运行时库层日志库.............................................................. 93

4.4　C/C++日志写入接口...................................................................................... 100

4.5　Java日志写入接口................................................................................................... 104

4.6　Logcat工具分析.............................................................................................. 110

4.6.1　基础数据结构........................................................................................ 111

4.6.2　初始化过程.............................................................................................. 115

4.6.3　日志记录的读取过程...................................................................... 127

4.6.4　日志记录的输出过程............................................................................... 132

第５章　Binder进程间通信系统.................................................................. 144

5.1　Binder驱动程序................................................................................ 145

5.1.1　基础数据结构.................................................................... 146

5.1.2　Binder设备的初始化过程.................................................................. 164

5.1.3　Binder设备文件的打开过程............................................................................. 165

5.1.4　Binder设备文件的内存映射过程...................................................................... 166

5.1.5　内核缓冲区管理.............................................................................. 173

5.2　Binder进程间通信库.................................................................................. 183

5.3　Binder进程间通信应用实例............................................................. 188

5.4　Binder对象引用计数技术............................................................ 196

5.4.1　Binder本地对象的生命周期.................................................. 197

5.4.2　Binder实体对象的生命周期............................................... 201

5.4.3　Binder引用对象的生命周期.................................................... 204

5.4.4　Binder代理对象的生命周期....................................................... 209

5.5　Binder对象死亡通知机制...................................................................... 212

5.5.1　注册死亡接收通知................................................................................. 213

5.5.2　发送死亡接收通知......................................................................... 216

5.5.3　注销死亡接收通知...................................................................... 221

5.6　Service Manager的启动过程................................................................... 224

5.6.1　打开和映射Binder设备文件...................................................................... 226

5.6.2　注册为Binder上下文管理者................................................... 227

5.6.3　循环等待Client进程请求............................................................. 231

5.7　Service Manager代理对象的获取过程.................................................. 238

5.8　Service组件的启动过程..................................................................... 244

5.8.1　注册Service组件.................................................................... 245

5.8.2　启动Binder线程池......................................................................... 289

5.9　Service代理对象的获取过程..................................................................... 291

5.10　Binder进程间通信机制的Java接口............................................................. 300

5.10.1　Service Manager的Java代理对象的获取过程................................................. 300

5.10.2　Java服务接口的定义和解析............................................................................. 310

5.10.3　Java服务的启动过程................................................................................ 313

5.10.4　Java服务代理对象的获取过程.................................................................... 320

5.10.5　Java服务的调用过程............................................................................................ 323

第６章　Ashmem匿名共享内存系统........................................................................ 327

6.1　Ashmem驱动程序................................................................................................ 328

6.1.1　基础数据结构....................................................................................... 328

6.1.2　匿名共享内存设备的初始化过程.................................................... 330

6.1.3　匿名共享内存设备文件的打开过程.................................................. 332

6.1.4　匿名共享内存设备文件的内存映射过程............................................... 334

6.1.5　匿名共享内存块的锁定和解锁过程.............................................................. 336

6.1.6　匿名共享内存块的回收过程............................................................... 344

6.2　运行时库cutils的匿名共享内存访问接口..................................... 345

6.3　匿名共享内存的C++访问接口.................................................... 349

6.3.1　MemoryHeapBase............................................................. 349

6.3.2　MemoryBase..................................................................................... 359

6.3.3　应用实例................................................................... 364

6.4　匿名共享内存的Java访问接口.................................................. 370

6.4.1　MemoryFile..................................................... 370

6.4.2　应用实例............................................................................... 375

6.5　匿名共享内存的共享原理........................................................ 386

第3篇 Android应用程序框架

第７章　Activity组件的启动过程.......................................................................... 392

7.1　Activity组件应用实例.............................................................................. 392

7.2　根Activity组件的启动过程...................................................................................... 398

7.3　子Activity组件在进程内的启动过程......................................................... 432

7.4　子Activity组件在新进程中的启动过程.............................................................. 440

第８章　Service组件的启动过程....................................................................... 443

8.1　Service组件应用实例..................................................................................... 443

8.2　Service组件在新进程中的启动过程.................................................................. 451

8.3　Service组件在进程内的绑定过程.............................................................. 463

第９章　Android系统广播机制...................................................................... 486

9.1　广播机制应用实例.......................................................................................... 487

9.2　广播接收者的注册过程................................................................................ 493

9.3　广播的发送过程...................................................................................... 501

第10章　Content Provider组件的实现原理.................................................... 524

10.1　Content Provider组件应用实例................................................................... 525

10.1.1　ArticlesProvider........................................................................... 525

10.1.2　Article........................................................................................... 535

10.2　Content Provider组件的启动过程.............................................................. 550

10.3　Content Provider组件的数据共享原理............................................... 573

10.3.1　数据共享模型.............................................................................................. 573

10.3.2　数据传输过程.............................................................................................. 576

10.4　Content Provider组件的数据更新通知机制................................................... 596

10.4.1　注册内容观察者.............................................................................. 597

10.4.2　发送数据更新通知...................................................................... 603

第11章　Zygote和System进程的启动过程................................................................ 611

11.1　Zygote进程的启动脚本............................................................................... 611

11.2　Zygote进程的启动过程................................................................................... 614

11.3　System进程的启动过程..................................................................................... 622

第12章　Android应用程序进程的启动过程............................................... 630

12.1　应用程序进程的创建过程.......................................................................... 630

12.2　Binder线程池的启动过程................................................................ 639

12.3　消息循环的创建过程......................................................................... 641

第13章　Android应用程序的消息处理机制................................................................. 645

13.1　创建线程消息队列....................................................................... 645

13.2　线程消息循环过程...................................................................... 650

13.3　线程消息发送过程.............................................................................. 655

13.4　线程消息处理过程.............................................................................. 660

第14章　Android应用程序的键盘消息处理机制................................................... 667

14.1　键盘消息处理模型........................................................................ 667

14.2　InputManager的启动过程...................................................................... 670

14.2.1　创建InputManager...................................................................................... 670

14.2.2　启动InputManager................................................................. 673

14.2.3　启动InputDispatcher............................................................. 675

14.2.4　启动InputReader................................................................ 677

14.3　InputChannel的注册过程......................................................................... 688

14.3.1　创建InputChannel.................................................................. 689

14.3.2　注册Server端InputChannel.................................................................. 697

14.3.3　注册系统当前激活的应用程序窗口............................................... 701

14.3.4　注册Client端InputChannel................................................................... 706

14.4　键盘消息的分发过程............................................................................... 709

14.4.1　InputReader获得键盘事件............................................................................ 710

14.4.2　InputDispatcher分发键盘事件............................................................... 717

14.4.3　系统当前激活的应用程序窗口获得键盘消息................................................... 727

14.4.4　InputDispatcher获得键盘事件处理完成通知.................................................. 743

14.5　InputChannel的注销过程............................................................................. 746

14.5.1　销毁应用程序窗口.................................................. 747

14.5.2　注销Client端InputChannel..................................................... 756

14.5.3　注销Server端InputChannel.................................................................................. 758

第15章　Android应用程序线程的消息循环模型.......................................................... 764

15.1　应用程序主线程消息循环模型............................................................................... 765

15.2　与界面无关的应用程序子线程消息循环模型..................................................... 766

15.3　与界面相关的应用程序子线程消息循环模型....................................................... 769

第16章　Android应用程序的安装和显示过程....................................................... 778

16.1　应用程序的安装过程 ................................................................................ 778

16.2　应用程序的显示过程........................................................................ 814