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[电子资料] 《深入理解Android内核设计思想》.(林学森).[PDF]@ckook

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发表于 2017-12-22 12:42:45 | 显示全部楼层 |阅读模式
《深入理解Android内核设计思想》.(林学森).[PDF]@ckook Android
《深入理解Android内核设计思想》适用于Android 4.3以上的版本。全书从操作系统的基础知识入手,全面剖析进程/线程、内存管理、Binder机制、GUI显示系统、多媒体管理、输入系统等核心技术在Android中的实现原理。书中讲述的知识点大部分来源于工程项目研发,因而具有较强的实用性,希望可以让读者“知其然,更知其所以然”。全书分为编译篇、系统原理篇、应用原理篇、系统工具篇共4篇22章,基本涵盖了参与Android开发所需具备的知识,并通过大量图片与实例来引导读者学习,以求尽量在源代码分析外为读者提供更易于理解的思维方式。
《深入理解Android内核设计思想》既适合Android系统工程师,也适合于应用开发工程师来阅读提升Android开发能力。读者可以在《深入理解Android内核设计思想》潜移默化的学习过程中更深刻地理解Android系统,并将所学知识自然地应用到实际开发难题的解决中。
作译者
林学森,香港中文大学计算机硕士,曾于多家跨国企业担任研发工作,并已在国内外会议、杂志上发表多篇一作文章。现为某行业领先企业Android软件部创始人、负责人。有丰富的技术研发与项目管理经验,擅长系统架构规划与核心问题分析。

目录
《深入理解Android内核设计思想》
第1篇 Android编译篇
第1章 Android系统简介 2
1.1 Android系统发展历程 2
1.2 Android系统特点 4
1.3 Android系统框架 8
第2章 Android源码下载及编译 10
2.1 Android源码下载指南 10
2.1.1 基于Repo和Git的版本管理 10
2.1.2 Android源码下载流程 11
2.2 原生态系统编译指南 12
2.2.1 建立编译环境 13
2.2.2 编译流程 15
2.3 定制产品的编译与烧录 17
2.3.1 定制新产品 17
2.3.2 Linux内核编译 21
2.3.3 烧录 22
2.4 Android系统映像文件 23
2.4.1 boot.img 23
2.4.2 ramdisk.img 25
2.4.3 system.img 26
2.5 OTA系统升级 26
2.5.1 生成升级包 27
2.5.2 获取升级包 28
2.5.3 OTA升级-RecoveryMode 29
2.6 Android反编译 31
第3章 Android编译系统 34
3.1 Makefile入门 34
3.2 Android编译系统 35
3.2.1 Makefile依赖树的概念 36
3.2.2 树根节点droid 36
3.2.3 main.mk解析 38
3.2.4 droidcore节点 39
3.2.5 dist_files 41
3.2.6 Android.mk的编写规则 42
第2篇 Android原理篇
第4章 操作系统基础 48
4.1 计算机体系结构(Computer Architecture) 48
4.1.1 冯·诺依曼结构 48
4.1.2 哈佛结构 48
4.2 什么是操作系统 49
4.3 进程间通信的经典实现 51
4.3.1 共享内存(Shared Memory) 52
4.3.2 管道(Pipe) 54
4.3.3 Unix Domain Socket 55
4.3.4 RPC(RemoteProcedure Calls) 58
4.4 同步机制的经典实现 58
4.4.1 信号量(Semaphore) 58
4.4.2 Mutex 59
4.4.3 管程(Monitor) 59
4.4.4 同步范例 60
4.5 Android中的同步机制 61
4.5.1 进程间同步——Mutex 61
4.5.2 条件判断——Condition 62
4.5.3 “栅栏、障碍”——Barrier 64
4.5.4 加解锁的自动化操作——Autolock 66
4.6 操作系统内存管理基础 66
4.6.1 虚拟内存(Virtual Memory) 66
4.6.2 内存保护(Memory Protection) 69
4.6.3 内存分配与回收 69
4.6.4 进程间通信——mmap 70
4.7 Android中的Low Memory Killer 71
4.8 Android匿名共享内存(Anonymous Shared Memory) 74
4.8.1 Ashmem设备 74
4.8.2 Ashmem应用实例 78
4.9 JNI 83
4.9.1 Java函数的本地实现 83
4.9.2 本地代码访问JVM 86
4.10 学习Android系统的两条线索 88
第5章 Android进程/线程管理 89
5.1 Android进程和线程 89
5.2 Handler, MessageQueue,Runnable与Looper 95
5.3 UI主线程——ActivityThread 102
5.4 Thread类 105
5.4.1 Thread类的内部原理 105
5.4.2 Thread休眠和唤醒 106
5.4.3 Thread实例 110
5.5 Android应用程序的典型启动流程 112
第6章 进程间通信——Binder 114
6.1 智能指针 117
6.1.1 智能指针的设计理念 117
6.1.2 强指针sp 120
6.1.3 弱指针wp 121
6.2 进程间的数据传递载体——Parcel 128
6.3 Binder驱动与协议 135
6.3.1 打开Binder驱动——binder_open 136
6.3.2 binder_mmap 137
6.3.3 binder_ioctl 140
6.4 “DNS”服务器——ServiceManager(Binder Server) 141
6.4.1 ServiceManager的启动 141
6.4.2 ServiceManager的构建 142
6.4.3 获取ServiceManager服务——设计思考 147
6.4.4 ServiceManagerProxy 151
6.4.5 IBinder和BpBinder 153
6.4.6 ProcessState和IPCThreadState 155
6.5 Binder客户端——Binder Client 185
6.6 Android接口描述语言——AIDL 190
6.7 匿名Binder Server 202
第7章 Android启动过程简析 205
7.1 第一个系统进程(init) 205
7.1.1 init.rc语法 205
7.1.2 init.rc实例分析 208
7.2 系统关键服务的启动简析 209
7.2.1 Android的“DNS服务器”——ServiceManager 209
7.2.2 “孕育”新的线程和进程——Zygote 209
7.2.3 Android的“系统服务”——SystemServer 211
第8章 管理Activity和组件运行状态的系统进程——Activity ManagerService (AMS) 213
8.1 AMS功能概述 213
8.2 管理当前系统中Activity状态——Activity Stack 215
8.3 startActivity流程 217
8.4 完成同一任务的“集合”——Activity Task 224
8.4.1 “后进先出”——Last In,First Out 225
8.4.2 管理Activity Task 226
第9章 GUI系统之SurfaceFlinger 229
9.1 OpenGL ES与EGL 229
9.2 Android的硬件接口——HAL 231
9.3 Android终端显示设备的“化身”——Gralloc与Framebuffer 233
9.4 Android中的本地窗口 237
9.4.1 FramebufferNativeWindow 239
9.4.2 应用程序端的本地窗口——Surface 245
9.5 BufferQueue详解 249
9.5.1 BufferQueue的内部原理 249
9.5.2 BufferQueue中的缓冲区分配 252
9.5.3 应用程序的典型绘图流程 258
9.5.4 应用程序与BufferQueue的关系 263
9.6 SurfaceFlinger 267
9.6.1 “黄油计划”——Project Butter 267
9.6.2 SurfaceFlinger的启动 271
9.6.3 接口的服务端——Client 275
9.7 VSync的产生和处理 279
9.7.1 VSync信号的产生和分发 279
9.7.2 VSync信号的处理 285
9.7.3 handleMessageTransaction 287
9.7.4 “界面已经过时/无效,需要重新绘制”——handleMessageInvalidate 291
9.7.5 合成前的准备工作——preComposition 293
9.7.6 可见区域——rebuildLayerStacks 295
9.7.7 为“Composition”搭建环境——setUpHWComposer 299
9.7.8 doDebugFlashRegions 301
9.7.9 doComposition 302
第10章 GUI系统之“窗口管理员”——WMS 309
10.1 “窗口管理员”——WMS综述 310
10.1.1 WMS的启动 312
10.1.2 WMS的基础功能 312
10.1.3 WMS的工作方式 313
10.1.4 WMS,AMS与Activity间的联系 314
10.2 窗口属性 316
10.2.1 窗口类型与层级 316
10.2.2 窗口策略(Window Policy) 320
10.2.3 窗口属性(LayoutParams) 322
10.3 窗口的添加过程 324
10.3.1 系统窗口的添加过程 324
10.3.2 Activity窗口的添加过程 333
10.3.3 窗口添加实例 337
10.4 Surface管理 340
10.4.1 Surface申请流程(relayout) 341
10.4.2 Surface的跨进程传递 344
10.4.3 Surface的业务操作 347
10.5 performLayoutAndPlaceSurfacesLockedInner 347
10.6 窗口大小的计算过程 349
10.7 启动窗口的添加与销毁 358
10.7.1 启动窗口的添加 358
10.7.2 启动窗口的销毁 362
10.8 窗口动画 363
10.8.1 窗口动画类型 364
10.8.2 动画流程跟踪——WindowStateAnimator 365
10.8.3 AppWindowAnimator 368
10.8.4 动画的执行过程 370
第11章 让你的界面炫彩起来的GUI系统之View体系 377
11.1 应用程序中的View框架 377
11.2 Activity中View Tree的创建过程 380
11.3 在WMS中注册窗口 386
11.4 ViewRoot的基本工作方式 388
11.5 View Tree的遍历时机 389
11.6 View Tree的遍历流程 393
11.7 View和ViewGroup属性 402
11.7.1 View的基本属性 402
11.7.2 ViewGroup的属性 408
11.7.3 View,ViewGroup和ViewParent 408
11.7.4 Callback接口 408
11.8 “作画“工具集——Canvas 411
11.8.1 “绘制UI”——Skia 412
11.8.2 数据中介——Surface.lockCanvas 413
11.8.3 解锁并提交结果——unlockCanvasAndPost 417
11.9 draw和onDraw 417
11.10 View中的消息传递 423
11.10.1 View中TouchEvent的投递流程 423
11.10.2 ViewGoup中TouchEvent的投递流程 427
11.11 View动画 430
第12章 “问渠哪得清如许,为有源头活水来”——InputManagerService与输入事件 436
12.1 事件的分类 436
12.2 事件的投递流程 439
12.2.1 InputManagerService 440
12.2.2 InputReaderThread 441
12.2.3 InputDispatcherThread 441
12.2.4 ViewRootImpl对事件的派发 445
第13章 应用不再同质化——音频系统 447
13.1 音频基础 448
13.1.1 声波 448
13.1.2 音频的录制、存储与回放 448
13.1.3 音频采样 449
13.1.4 Nyquist–Shannon采样定律 451
13.1.5 声道和立体声 451
13.1.6 声音定级——Weber–Fechner law 452
13.1.7 音频文件格式 453
13.2 音频框架 454
13.2.1 Linux中的音频框架 454
13.2.2 TinyAlsa 456
13.2.3 Android系统中的音频框架 457
13.3 音频系统的核心——AudioFlinger 459
13.3.1 AudioFlinger服务的启动和运行 460
13.3.2 AudioFlinger对音频设备的管理 461
13.3.3 PlaybackThread的循环主体 468
13.3.4 AudioMixer 473
13.4 策略的制定者——AudioPolicyService 475
13.4.1 AudioPolicyService概述 475
13.4.2 AudioPolicyService的启动过程 477
13.4.3 AudioPolicyService与音频设备 480
13.5 音频流的回放——AudioTrack 482
13.5.1 AudioTrack应用实例 482
13.5.2 AudioPolicyService的路由实现 489
13.6 音频数据流 494
13.6.1 AudioTrack中的音频流 495
13.6.2 AudioTrack和AudioFlinger间的数据交互 498
13.6.3 AudioMixer中的音频流 504
13.7 音量控制 506
13.8 音频系统的上层建筑 510
13.8.1 从功能入手 510
13.8.2 MediaPlayer 511
13.8.3 MediaRecorder 514
13.8.4 一个典型的多媒体录制程序 517
13.8.5 MediaRecorder源码解析 518
13.8.6 MediaPlayerService简析 520
13.9 Android支持的媒体格式 523
13.9.1 音频格式 523
13.9.2 视频格式 523
13.9.3 图片格式 524
13.9.4 网络流媒体 524
13.10 ID3信息简述 525
13.11 Android多媒体文件管理 528
13.11.1 MediaStore 529
13.11.2 多媒体文件信息的存储“仓库”——MediaProvider 530
13.11.3 多媒体文件管理中的“生产者”——MediaScanner 533
第3篇 应用原理篇
第14章 Intent的匹配规则 538
14.1 Intent属性 538
14.2 Intent的匹配规则 540
14.3 Intent匹配源码简析 546
第15章 APK应用程序的资源适配 551
15.1 资源类型 552
15.1.1 状态颜色资源 553
15.1.2 图形资源 554
15.1.3 布局资源 555
15.1.4 菜单资源 556
15.1.5 字符串资源 556
15.1.6 样式资源 557
15.1.7 其他资源 558
15.1.8 属性资源 558
15.2 提供可选资源 561
15.3 最佳资源的匹配流程 565
15.4 屏幕适配 567
15.4.1 屏幕适配的重要参数 567
15.4.2 如何适配多屏幕 569
第16章 Android字符编码格式 572
16.1 字符编码格式背景 572
16.2 ISO/IEC 8859 573
16.3 ISO/IEC 10646 573
16.4 Unicode 574
16.5 String类型 577
16.5.1 构建String 578
16.5.2 String对多种编码的兼容 579
第17章 Android和OpenGL ES 583
17.1 3D图形学基础 584
17.1.1 计算机3D图形 584
17.1.2 图形管线 585
17.2 Android中的OpenGL ES简介 587
17.3 图形渲染API—EGL 588
17.3.1 EGL与OpenGL ES 588
17.3.2 egl.cfg 588
17.3.3 EGL接口解析 590
17.3.4 EGL实例 593
17.4 简化OpenGL ES开发——GLSurfaceView 593
第18章 “系统的UI”——SystemUI 601
18.1 SystemUI的组成元素 601
18.2 SystemUI的实现 603
18.3 Android壁纸资源——WallpaperService 610
18.3.1 WallPaperManagerService 611
18.3.2 ImageWallpaper 613
第19章 Android常用的工具“小插件”——Widget机制 616
19.1 “功能的提供者”——AppWidgetProvider 616
19.2 AppWidgetHost 618
第20章 Android应用程序的编译和打包 624
20.1 “另辟蹊径”采用第三方工具——Ant 624
20.2 通过命令行编译和打包APK 625
20.3 APK编译过程详解 626
20.4 信息安全基础概述 628
20.5 应用程序签名 633
20.6 应用程序签名源码简析 636
第4篇 Android系统工具
第21章 软件版本管理 642
21.1 版本管理简述 642
21.2 Git的安装 643
21.2.1 Linux环境下安装Git 643
21.2.2 Windows环境下安装Git 644
21.3 Git的使用 644
21.3.1 基础配置 644
21.3.2 新建仓库 646
21.3.3 文件状态 647
21.3.4 忽略某些文件 649
21.3.5 提交更新 649
21.3.6 其他命令 650
21.4 Git原理简析 650
21.4.1 分布式版本系统的特点 651
21.4.2 安全散列算法——SHA-1 652
21.4.3 四个重要对象 653
21.4.4 三个区域 657
21.4.5 分支的概念与实例 658
第22章 系统调试辅助工具 662
22.1 万能模拟器——Emulator 662
22.1.1 QEMU 662
22.1.2 Android工程中的QEMU 667
22.1.3 模拟器控制台(Emulator Console) 670
22.1.4 实例:为Android模拟器添加串口功能 672
22.2 此Android非彼Android 674
22.3 快速建立与模拟器或真机的通信渠道——ADB 676
22.3.1 ADB的使用方法 676
22.3.2 ADB的组成元素 678
22.3.3 ADB源代码解析 679
22.3.4 ADB Protocol 684

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