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Android內核剖析?

柯元旦?編著

ISBN 978-7-121-14398-4 ?

2011年9月出版

定價：79.90元

16開

616頁

內容簡介：

本書內容分別從基礎、內核、系統、編譯以及硬件驅動幾個方面對Android內核相關知識進行深入剖析，詳細分析了Android內核的內部機制，包括窗口管理系統、Activity管理系統、輸入法框架、編譯系統等，為Android內核定制以及高級應用程序開發提供技術參考。

本書適合于所有Android相關的工程師以及產品經理。

前 言

“內核剖析”乍一聽起來挺嚇唬人的，但這個詞語存在兩個問題，第一個是什么才能稱為內核？另一個是“誰”才有能力或者有機會寫一本“內核剖析”的書？

本書之所以在前言中提出這個問題，就是為了不嚇唬大家，并給大家一種信心，相信自己有能力理解本書的內容。

首先來回答第一個問題，什么才能稱為內核？大家都知道，Linux內核的本質包含了線程調度、內存管理及輸入/輸出管理，那么請問Windows操作系統的內核是什么呢？我們常說，蘋果的操作系統Mac OS X的內核是基于UNIX的，那么可以說Mac OS的內核是UNIX嗎？

如果僅從線程調度、內存管理，以及輸入/輸出的角度來區分Windows和Mac OS系統的話，能很明顯地感覺到缺少點什么，那就是圖形用戶接口（GUI），Android、Windows、Mac OS三者的操作方式完全不同，因此，對于圖形操作系統而言，本人傾向于將GUI也劃歸到內核的范疇，這也就是為什么本書使用“內核”作為標題的原因。本書所謂的“內核剖析”的核心也正在于Android所設計的GUI框架的內部原理。Android操作系統是基于Linux實現的，本書并不是去剖析Linux。

下面再來回答第二個問題，即“誰”才有能力或者有機會寫一本“內核剖析”的書？如果有人告訴你，一個非微軟公司的技術人員寫了一本Windows操作系統內核剖析的書，你信嗎？反正我不信，原因是，沒有閱讀過Windows內核源碼的人是不可能寫出這樣的書的，幸運的是Android的源碼是開放的?？墒窃创a開放就一定能寫這樣一本書嗎？

在本書截稿時，我未曾見過一本真正分析Android內核的書，大多數書籍都是關于Android SDK應用開發的。在過去的工作經歷中，常常遇到一些同事，由于對Android內核不了解，導致在應用程序開發時遇到一些無法解決的問題。遺憾的是，IT類優秀書籍本來就很少，中文原創的更少，Android領域的幾乎沒有，本人之前也寫過一本《Android程序設計》，坦白地講，當我對Android內核徹底剖析后，覺得那本書有“誤人子弟”的成分。因此，我才決定要將自己對Android的理解分享給更多的讀者。

那么，我有可能寫出一本真正的“內核剖析”的書嗎？

我2003年畢業于西安電子科技大學通信工程學院，畢業后與兩名同學一起創業，當時我們的目標是做一個“心情播放器”，其本質是一個彩屏多媒體掌上設備，當初想把它做成一個能夠根據人的心情自動播放音樂的設備，不談產品，僅從技術的角度來講，我們基于美國德州儀器（TI）公司的一款DSP處理器完成了“心情播放器”的設計，包括軟件和硬件，該軟件系統包括支持最多16個線程的多線程管理、內存管理、FAT16文件系統、GUI子系統，以及一套標準應用程序開發框架、桌面程序等，在這里要再次感謝同宿舍的陳靜軍同學，他是我到目前為止見過的寫代碼最優秀的人，在這個項目中，靜軍設計了這個操作系統的內核及GUI子系統，而我設計了硬件主板、驅動、系統開發框架等，說到這里，如果靜軍來寫一本內核剖析的書，肯定會比我寫得更好，在當初設計操作系統前，由于靜軍還沒有加入到我們團隊，我才花時間研究了嵌入式操作系統，并設計了一些簡單的接口，而當靜軍加入后，這些工作就由他完成了，因此，從嚴格意義上講，我并沒有實際編寫過操作系統內核代碼，只不過從硬件、驅動、系統等不同層面設計了一個系統框架而已。

在這個項目中，一切只是從一顆處理器入手，沒有基于任何代碼，所有底層代碼都是我們編寫的，包括匯編和C語言程序設計，因此，在這個過程中，我徹底了解了C語言如何被編譯成匯編代碼，以及特定處理器如何影響上層的C程序。

當然，這個故事是以失敗而告終的，后來我繼續從事嵌入式產品設計，包括使用TI高性能DSP處理器、x86處理器，ARM處理器等，不過，僅過了兩年時間，又去從事互聯網產品的設計，并開始使用Java、C++、PHP、JavaScript、Erlang等不同語言進行軟件開發，在使用各種語言時，我常常思考這些語言與底層系統的關系，并從編譯原理的角度來理解每一種語言，從而能夠理解不同語言的運行環境和操作系統的關系。

直到Android的誕生，我當時對Android的描述是，這是一個把嵌入式系統和互聯網應用集合在一起的一個技術。幸運的是這些我都還算熟悉，因此就開始了Android的開發，最開始的時候僅僅是應用程序的開發，雖然也常?？紤]Android底層的問題，但由于沒有源碼，所以也就沒有仔細研究，后來發現，這也是一件好事，因為如果不熟悉上層的開發接口，則很難理解內核的一些概念。

后來，應用層積累得差不多了，源碼也開放了，于是我就迫不及待地開始了內核之旅，所有的分析都是基于源碼的閱讀和測試，中間的過程的確是辛苦的，包括在Ubuntu及Mac OS上建立編譯環境、思考Android中的異步調度架構、平衡工作和學習的時間等，早上坐地鐵也常?？?/span>Google groups中關于Android的各種問答。不過，每當你明白一個大的架構的關鍵之處時，也是一件很開心的事情。

談及以上履歷的目的在于啟發正在讀大學的朋友，一名電子工程師一定要理論、硬件、軟件及夢想同時具備，不要把自己區分為“硬件工程師”、“軟件工程師”，我們可以稱自己為電子工程師或者“夢想家”。另外，學習一定要循序漸進，如果你還不了解微機原理，那么就不要學習C語言，如果你還不了解數字電路，那么就不要學習微機原理，上層的軟件開發需要對底層基礎知識的理解，只有這樣才能成為一名創造者，并設計出卓越的產品。

多么希望我們中國的大學生在不久的將來也能創造出像Google、Microsoft、Facebook這樣著名的企業。

內容介紹

本書內容分為五大部分，分別如下：

第1部分，基礎篇。因為Android內核研究必須基于Unix-Like的主機系統上，常見的有Ubuntu和Mac OS X，因此，該部分介紹Linux的一些基礎知識，以及在Linux上管理源碼的工具git。

第2部分，內核篇。Android內核的核心就是一套GUI系統。該部分主要包含視圖的內部工作機制及視圖管理器（Window Manager Service）和Activity管理器（Activity Manager Service）的內部工作機制。

第3部分，系統篇。內核不等于操作系統，Android是一個操作系統，因此，除了內核之外，還必須定義一套系統架構，比如應用程序的格式定義，以及應用程序如何被安裝和卸載、輸入法框架等，有時候這部分內容也叫做外殼（Shell）。

第4部分，編譯篇。Android相關的源碼據說超過1000萬行，這套源碼由眾多的子項目組成，因此，聯合編譯這些子項目就是一個復雜的問題。Android源碼中定義了一套編譯框架，該框架可以方便地編譯不同類型的子項目，比如一個動態鏈接庫項目、Jar包項目等。了解該套編譯架構后，就可以自由地在源碼中添加需要的子項目，并控制系統中已有子項目的編譯過程。

第5部分，硬件驅動篇。Android目前最成功的產品當然就是智能手機，但同時由于Android開源的特點，也就可以應用于其他一些特定的產品，比如玩具、學習機、稅控機、門禁系統等，因此，該部分介紹了一款硬件開源的Android開發板卡。本來，該部分內容還包括OpenGL框架、多媒體框架及Android硬件抽象層（HAL）三方面內容，但由于出版時間原因，暫未包含，本書下一版將包含這些內容。

讀者對象

本書適合于五類讀者。

第一類，開發過Android應用程序的工程師。如果你剛開始接觸Android，那么這本書可能會很難理解，建議去Android官方網站用兩周的時間學習基本的Android應用程序開發，或者去看本人早期創作的《Android程序設計》一書，但要帶著懷疑的態度去讀。

第二類，Android技術相關的產品經理。對于產品經理而言，了解項目的技術難度及技術可行性，將有助于制定產品開發時間表。雖然產品經理不需要詳細了解技術如何實現，但起碼應該知道產品技術的復雜度。

第三類，有扎實的開發經驗，卻未曾接觸過Android的開發人員。系統框架的表面盡管各有千秋，但其內涵卻不會差別太大，對于有扎實開發經驗的朋友而言，只需要重新了解一下Android中的新概念，就能快速地將這些新概念與已有的知識融合起來，這樣，便可以節省大量的時間。

第四類，正在基于iOS開發的工程師。本人最近正在研究iOS的開發，令人驚訝的是iOS和Android開發框架是如此相似。Object-C語言和Java語言的語法雖然差別較大，但其思想卻很相似，包括單繼承、動態性、內存回收機制等。iOS和Android的Framework也驚人相似，比如都使用sqlite進行數據存儲，也使用Preference進行參數存儲；視圖系統的API接口也類似的地方，都可以使用OpengGL進行界面繪制。當然，iOS和Android視圖系統還是有一定的差別，比如iOS中每一個View對象都有兩個Layer，從而可以方便地使用OpenGL繪制任何一個View對象，而Android卻只有一個，所以Android的動畫效果沒有iOS那樣靈活。遺憾的是iOS不是開源的，因此，我們沒有機會去了解iOS內部的詳細機制，不過既然iOS和Android有這么多相似的地方，那么就可以通過了解Android的內核機制去思考iOS的一些特性。

第五類，想要編寫一個GUI子系統的學生。Android雖然更多地用于手機產品，但其內部的GUI子系統的實現卻是一種通用的思路，因此，可以完全拋開Android的系統特性，而僅僅去研究其GUI子系統的實現思路，有了這種思路就可以使用各種語言設計自己想要的GUI子系統。

歡迎朋友們與我進行進一步的交流，我的E-mail是yuandanke@gmail.com。

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作? 者

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轉載于:https://www.cnblogs.com/broadview/archive/2011/09/23/2186439.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Android内核剖析的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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