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深入理解Android内核设计思想

作者 林学森
出版社 人民邮电出版社
出版日期 2014-05-01
页数 687
格式 Paper book / ebook (PDF)
ISBN 9787115348418
价格 108
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出版信息

ISBN:9787115348418
语言:简体中文
包装/印刷类型:1
开本:16开
出版时间:2014-05-01
页数:687

内容简介

本书深入浅出的讲解了Android系统的应用开发、底层开发,通过案例分析阐述了Android应用开发的技巧,以及Android运行的原理,让读者更好地了解Android的运行机制,以便开发出更好的应用。

  《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。

图书目录

目 录

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 **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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