本书共分20章，循序渐进地分析了Android系统的基本源代码，依次讲解了Android系统介绍，获取并编译Android源代码，分析JavaNativeInterface系统，分析HAL系统，分析IPC通信机制，分析Binder对象和Java接口，分析ServiceManager和MessageQueue，init进程和Zygote进程，System进程和应用程序进程，分析Activity组件，
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内容简介
本书详细剖析了最新Android 5.0系统框架的原理和具体实现。本书共24章，覆盖了Android 5.0系统中重要的模块，对于每个模块都详细介绍了它们的架构、原理及代码实现等各个方面，尽量让读者知其然，又知其所以然，达到学以致用的目的。
本书主要内容为Android Build系统核心、Android的Bionic、系统调用的实现、Binder应用层的核心类、JNI、同步和消息机制、进程间的消息传递、Init进程、Zygote进程、资源管理、SystemServer进程、应用管理、组件管理、多用户模式、图形显示系统、窗口系统、输入管理、电源管理、存储系统、网络管理框架、音频系统、SELinux模块、Dalvik和ART虚拟机、Recovery模块、调试方法、内存泄露分析、Android的自动化测试等系统的核心知识。
本书中尽可能详细地给出了代码的注释、各种属性和常量的解释，以及系统中使用的各种文件格式的介绍，希望读者能通过本书，获得对Android 5.0系统进行二次开发的能力，本书是系统开发人员的案头必备书。
本书面向的读者主要是进行系统开发的工程师，包括应用开发工程师、ROM开发工程师和各种使用Android作为开发平台的TV和可穿戴式设备（Wear）的开发工程师。本书也可以作为大专院校相关专业师生的学习用书及培训学校的教材。
章节目录
- 封面
- 扉页
- 版权
- 推荐序
- 前言
- 第1章 建立Android系统开发环境
- 1.1 安装操作系统
- 1.1.1 安装方式的选择
- 1.1.2 下载和安装Ubuntu
- 1.1.3 使用Ubuntu遇到的问题
- 1.2 安装开发包
- 1.2.1 安装JDK1.6
- 1.2.2 安装OpenJDK1.7
- 1.2.3 安装编译需要的开发包
- 1.3 安装一些有用的工具
- 1.3.1 安装AndroidSDK
- 1.3.2 安装AndroidStudio
- 1.3.3 安装SourceInsight
- 1.3.4 安装比较工具Meld
- 1.4 下载源码
- 1.4.1 GitandRepo简介
- 1.4.2 源码版本历史
- 1.4.3 下载Android源码
- 1.4.4 下载Kernel源码
- 第2章 Android的编译环境——Build系统
- 2.1 AndroidBuild系统核心
- 2.1.1 编译环境的建立
- 2.1.2 Build相关的环境变量
- 2.1.3 Build系统的层次关系
- 2.1.4 分析main.mk文件
- 2.1.5 Build系统的编译目标介绍
- 2.1.6 分析config.mk文件
- 2.1.7 分析product_config.mk文件
- 2.1.8 Android5.0中的64位编译
- 2.2 Android的产品配置文件
- 2.2.1 分析hammerhead的配置文件
- 2.2.2 编译类型eng、user和userdebug
- 2.2.3 产品的Image文件
- 2.2.4 如何加快编译速度
- 2.2.5 如何编译Android的模拟器
- 2.3 编译Android的模块
- 2.3.1 模块编译变量简介
- 2.3.2 常用模块定义实例
- 2.3.3 预编译模块的目标定义
- 2.3.4 常用“LOCAL_”变量
- 2.4 Android中的签名
- 2.4.1 Android应用签名方法
- 2.4.2 Android系统签名介绍
- 2.4.3 Android签名漏洞分析
- 第3章 连接Android和Linu内核的桥梁——Android的Bionic
- 3.1 Bionic简介
- 3.1.1 Bionic的特性
- 3.1.2 Bionic中的模块简介
- 3.2 Bionic C库中的系统调用
- 3.2.1 系统调用简介
- 3.2.2 系统调用的实现方法
- 3.3 Bionic中的内存管理函数
- 3.3.1 系统调用brk和mmap
- 3.3.2 内存分配器——dlmalloc简介
- 3.3.3 dlmalloc函数用法指南
- 3.4 管道
- 3.4.1 匿名管道PIPE和命名管道FIFO
- 3.4.2 匿名管道的使用方法
- 3.5 Bionic中的线程管理函数
- 3.5.1 Bionic线程函数的特性
- 3.5.2 创建线程和线程的属性
- 3.5.3 退出线程的方法
- 3.5.4 线程本地存储TLS
- 3.5.5 线程的互斥量（Mutex）函数
- 3.5.6 线程的条件量（Condition）函数
- 3.6 Futex同步机制
- 3.6.1 Futex的系统调用
- 3.6.2 Futex的用户态操作
- 3.6.3 Mutex类使用Futex实现同步
- 3.7 Android的Log模块
- 3.7.1 Android Log系统的架构
- 3.7.2 Log系统的接口和用法
- 3.7.3 Log系统的实现分析
- 3.8 可执行文件格式分析
- 3.8.1 ELF格式简介
- 3.8.2 ELF文件头格式
- 3.8.3 程序头部表
- 3.8.4 与重定位相关的“节区”的信息——DYNAMIC段
- 3.8.5 函数的重定位过程
- 3.9 Bionic中的Linker模块
- 3.9.1 可执行程序的装载
- 3.9.2 可执行程序的初始化
- 3.9.3 Linker装载动态库
- 3.10 调试器——Ptrace和HookAPI
- 3.10.1 ptrace函数简介
- 3.10.2 Hook API的原理
- 3.10.3 利用ptrace实现Hook API
- 第4章 进程间通信——Android的Binder
- 4.1 Binder简介
- 4.1.1 Binder对象定义
- 4.1.2 Binder的架构
- 4.1.3 组件Service和匿名Binder服务
- 4.1.4 Binder的层次
- 4.2 如何使用Binder
- 4.2.1 使用Binder服务
- 4.2.2 Binder的混合调用
- 4.2.3 用Jave开发Binder服务
- 4.2.4 用C++开发Binder服务
- 4.3 Binder应用层的核心类
- 4.3.1 IInterface中的两个宏
- 4.3.2 Binder核心类的关系
- 4.3.3 函数asInterface的奥秘
- 4.3.4 Binder的“死亡通知”
- 4.3.5 Jave层的Binder类
- 4.4 Binder的实现原理
- 4.4.1 Binder的线程模型
- 4.4.2 Binder对象的传递
- 4.4.3 分析IPCThreadState类
- 4.5 Binder驱动
- 4.5.1 应用层和驱动的消息协议
- 4.5.2 Binder驱动分析
- 4.5.3 Binder的内存共享机制
- 4.5.4 驱动的ioctl操作
- 4.5.5 Binder调用过程
- 4.5.6 处理传递的Binder对象
- 4.6 解析名称的模块——ServiceManager的作用
- 4.6.1 ServiceManager的架构
- 4.6.2 ServiceManger提供的服务
- 4.7 匿名共享内存ashmem
- 4.7.1 ashmem的作用和用法
- 4.7.2 ashmem驱动的实现原理
- 4.7.3 ashemem驱动的代码分析
- 4.7.4 进程间传递文件描述符
- 第5章 连接Java和C/C++层的关键——Android的JNI
- 5.1 JNI的作用
- 5.2 JNI用法介绍
- 5.2.1 从Java到C/C++
- 5.2.2 从C/C++到Java的调用
- 5.3 JNI环境
- 5.3.1 结构体JNIEnv
- 5.3.2 JNIEnv的创建和初始化
- 5.3.3 JNI中的异常处理
- 5.3.4 JNI中的引用
- 5.3.5 指明错误位置——“CheckJNI”的作用
- 5.4 ART带来的JNI变化
- 5.4.1 垃圾回收的影响
- 5.4.2 错误处理的变化
- 5.4.3 堆栈可能引发的问题
- 第6章 Android的同步和消息机制
- 6.1 原子操作
- 6.1.1 Android的原子操作函数
- 6.1.2 原子操作的实现原理
- 6.1.3 内存屏障和编译屏障
- 6.2 Androidnative层的同步方法
- 6.2.1 互斥体Mutex和自动锁Autolock
- 6.2.2 解决线程同步——条件类Condition
- 6.3 Android Java层的同步机制
- 6.3.1 同步关键字synchronized
- 6.3.2 Object类在同步中的作用
- 6.4 Android的消息机制
- 6.4.1 消息模型
- 6.4.2 理解Looper类
- 6.4.3 理解Handler类
- 6.4.4 消息的同步——Message类的setAsynchronous()方法
- 6.4.5 分析MessageQueue类
- 6.5 进程间的消息传递
- 6.5.1 理解Messenger类
- 6.5.2 建立通信通道——AsyncChannel类的作用
- 第7章 第一个用户进程——Android的Init进程
- 7.1 Init进程的初始化过程
- 7.1.1 main函数的流程
- 7.1.2 启动Service进程
- 7.2 解析启动脚本init.rc
- 7.2.1 init.rc文件格式介绍
- 7.2.2 Init脚本的关键字定义
- 7.2.3 脚本文件的解析过程
- 7.2.4 Init中启动的守护进程
- 7.3 Init进程对信号的处理
- 7.3.1 “僵尸”（Zombie）进程介绍
- 7.3.2 初始化SIGCHLD信号
- 7.3.3 响应子进程死亡事件
- 7.4 属性系统
- 7.4.1 属性系统介绍
- 7.4.2 创建属性系统的共享空间
- 7.4.3 初始化属性系统的值
- 7.4.4 用户进程初始化属性系统
- 7.4.5 响应修改属性的请求
- 7.5 守护进程ueventd介绍
- 7.5.1 ueventd的初始化
- 7.5.2 内核和用户空间交换信息——NetlinkSocket简介
- 7.5.3 创建设备节点文件
- 7.6 “看门狗”——watchdogd介绍
- 第8章 支撑Android世界的一极——Zygote进程
- 8.1 Zygote简介
- 8.2 Zygote进程的初始化
- 8.2.1 app_porcess的main函数
- 8.2.2 启动虚拟机——AndroidRuntime类
- 8.2.3 启动虚拟机
- 8.2.4 初始化工作——ZygoteInit类
- 8.3 Zygote启动应用程序
- 8.3.1 注册Zygote的socket
- 8.3.2 请求启动应用
- 8.3.3 处理启动应用的请求
- 8.3.4 Fork应用进程
- 8.3.5 子进程的初始化
- 8.4 预加载系统类和资源
- 8.4.1 预加载Java类
- 8.4.2 preload-classes文件
- 8.4.3 预加载系统资源
- 8.4.4 预加载共享库
- 第9章 精确地控制资源的使用——Android的资源管理
- 9.1 资源系统简介
- 9.1.1 缺省资源和候选资源
- 9.1.2 常用术语和单位
- 9.1.3 资源类型
- 9.1.4 系统资源定义
- 9.2 Android资源的制作
- 9.2.1 资源的存储目录
- 9.2.2 候选资源目录的命名规则
- 9.2.3 资源匹配算法
- 9.3 Android资源的使用
- 9.3.1 常规的资源使用方法
- 9.3.2 使用公开和非公开资源
- 9.3.3 图片资源的缩放问题
- 9.4 Android资源管理的实现原理
- 9.4.1 Resources类的作用
- 9.4.2 AssetManager类的作用
- 9.4.3 理解AssetManager的设计
- 9.5 全新的设计语言——Android5.0的MaterialDesign
- 9.5.1 MaterialDesign的设计原则
- 9.5.2 Material主题
- 9.5.3 View的阴影
- 第10章 Android系统的核心之一——SystemServer进程
- 10.1 SystemServer的创建过程
- 10.1.1 创建SystemServer进程
- 10.1.2 SystemServer初始化
- 10.1.3 SystemServer的服务大全
- 10.2 SystemServer中的Watchdog
- 10.2.1 启动Watchdog
- 10.2.2 Watchdog监控的服务和线程
- 10.2.3 Watchdog监控的原理
- 第11章 APK包的安装、卸载和优化——Android的应用管理
- 11.1 了解PackageManagerService
- 11.1.1 理解Packages.xml和Settings类
- 11.1.2 服务的初始化过程
- 11.1.3 处理permission文件
- 11.1.4 扫描应用目录的过程
- 11.1.5 解析APK文件
- 11.2 安装应用
- 11.2.1 管理“安装会话”——PackageManagerInstallerService
- 11.2.2 应用安装第一阶段：复制文件
- 11.2.3 应用安装第二阶段：装载应用
- 11.3 系统运行时的应用管理
- 11.3.1 卸载应用
- 11.3.2 通过Intent查询组件
- 11.4 守护进程installd
- 11.4.1 installd的初始化
- 11.4.2 变更installd进程的权限
- 11.4.3 installd中支持的命令
- 11.4.4 分析install（安装）命令
- 11.4.5 分析patchoat（优化）命令
- 11.4.6 分析movefiles（移动）命令
- 第12章 Android的组件管理
- 12.1 应用进程的组成
- 12.1.1 ApplicationThread的作用
- 12.1.2 理解应用的Context
- 12.1.3 Application类
- 12.2 Android框架的核心——ActivityManagerService服务
- 12.2.1 ActivityManagerService的初始化
- 12.2.2 理解setSystemProcess()方法
- 12.2.3 理解systemReady()方法
- 12.3 Process管理
- 12.3.1 如何启动进程
- 12.3.2 调整进程的位置
- 12.3.3 ProcessList的常量
- 12.3.4 调整进程的oom_adj值
- 12.4 Activity管理
- 12.4.1 Activity的生命周期
- 12.4.2 理解Intent
- 12.4.3 Task和LauncherMode
- 12.5 应用的启动过程
- 12.5.1 启动Activity
- 12.5.2 resumeTopActivitiesLocked方法
- 12.5.3 ActivityThread的main方法
- 12.5.4 AMS的attachApplication方法
- 12.5.5 应用的handleBindApplication方法
- 12.6 Service管理
- 12.6.1 Service的生命周期
- 12.6.2 理解Service的管理类
- 12.6.3 Service的启动过程
- 12.7 提供数据的访问——ContentProvider管理
- 12.7.1 理解ContentProvider
- 12.7.2 获取ContentProvider
- 12.7.3 应用中安装ContentProvider
- 12.7.4 发布ContentProvider
- 12.8 广播——BroadcastReceiver管理
- 12.8.1 理解BroadcastReceiver
- 12.8.2 广播的种类
- 12.8.3 广播的数据结构
- 12.8.4 广播的注册过程
- 12.8.5 广播的发送过程
- 第13章 Android的多用户模式
- 13.1 管理用户的系统服务——UserManagerService服务
- 13.1.1 初始化
- 13.1.2 用户的UserInfo定义
- 13.1.3 用户限制（Restriction）
- 13.1.4 添加用户
- 13.1.5 删除用户
- 13.1.6 Guest用户
- 13.2 PackageManagerService和多用户
- 13.2.1 创建用户的应用数据
- 13.2.2 删除用户的应用数据
- 13.3 ActivityManagerServier和多用户
- 13.3.1 用户的状态
- 13.3.2 切换当前用户
- 13.3.3 停止用户运行
- 第14章 Android的图形显示系统
- 14.1 画布——理解Surface
- 14.1.1 应用中Surface的创建过程
- 14.1.2 WMS中Surface的创建过程
- 14.1.3 单实例模式——ComposerService的作用
- 14.1.4 SurfaceFlinger中创建Surface
- 14.1.5 管理图像缓冲区
- 14.1.6 创建GraphicBuffer对象
- 14.2 图像显示原理
- 14.2.1 ProjectBuffer简介
- 14.2.2 VSync信号的生成
- 14.2.3 Framebuffer的工作原理
- 14.2.4 分配图像缓冲区的内存
- 14.3 SurfaceFlinger服务
- 14.3.1 SurfaceFlinger的启动过程
- 14.3.2 消息和事件分发——MessageQueue和EventThread
- 14.3.3 显示设备——理解DisplayDevice类
- 14.3.4 VSync信号的分发过程
- 14.4 图像的输出过程
- 14.4.1 图像的输出过程
- 14.4.2 理解handleTransaction函数
- 14.4.3 理解handlePageNumberFlip函数
- 14.4.4 理解rebuildLayerStacks函数
- 14.4.5 更新对象中的图层——理解setUpHWComposer函数
- 14.4.6 合成所有层的图像——理解doComposition函数
- 14.4.7 理解postFramebuffer函数
- 14.5 总结
- 第15章 Android的窗口系统
- 15.1 应用进程和WMS的联系
- 15.1.1 应用中的Window对象
- 15.1.2 应用中的WindowManager类
- 15.1.3 建立应用和WMS的联系
- 15.1.4 WMS中建立和应用的联系
- 15.1.5 理解DecorView
- 15.2 WindowManagerService服务
- 15.2.1 PhoneWindowManager对象
- 15.2.2 WindowToken对象
- 15.2.3 窗口类型定义
- 15.2.4 新增窗口的过程
- 15.2.5 确定窗口的Z轴位置
- 15.3 确定窗口尺寸
- 15.3.1 Overscan区域
- 15.3.2 表示窗口尺寸的数据结构
- 15.3.3 计算窗口的尺寸
- 15.4 窗口动画管理
- 15.4.1 接收VSync信号
- 15.4.2 动画的显示过程
- 15.4.3 窗口的动画对象——WindowStateAnimator
- 15.4.4 生成动画并显示
- 15.5 总结
- 第16章 Android的输入管理
- 16.1 管理各种输入的服务——InputManagerService
- 16.1.1 服务的启动过程
- 16.1.2 把消息统一格式——EventHub的作用
- 16.1.3 读取RawEvent
- 16.1.4 处理RawEvent
- 16.1.5 分发输入消息
- 16.2 应用进程处理Input消息
- 16.2.1 理解InputChannel
- 16.2.2 接收Input消息
- 16.2.3 理解InputStage
- 16.2.4 流水线处理Input消息
- 16.3 总结
- 第17章 Android的电源管理
- 17.1 电源管理服务——PowerManagerService
- 17.1.1 初始化过程
- 17.1.2 系统准备工作——SystemReady方法
- 17.1.3 报告用户活动——userActivity接口
- 17.1.4 强制系统进入休眠模式——gotoSleep接口
- 17.2 控制系统休眠的机制
- 17.2.1 PMS中WakeLock相关接口
- 17.2.2 WakeLock的native层实现
- 17.2.3 理解updatePowerStateLocked方法
- 17.2.4 管理显示设备
- 17.3 电池管理服务
- 17.3.1 BatteryService类的作用
- 17.3.2 Healthd守护进程
- 17.3.3 读取电池的各种参数——BatteryMonitor类
- 第18章 Android的存储系统
- 18.1 管理存储设备——Vold守护进程
- 18.1.1 Vold的main函数
- 18.1.2 监听驱动发出的消息——Vold的NetlinkManager对象
- 18.1.3 处理block类型的uevent
- 18.1.4 处理MountService的命令
- 18.1.5 VolumeManager的作用——创建实例对象
- 18.2 对存储设备操作——MountService服务
- 18.2.1 MountService的启动过程
- 18.2.2 进行Socket通信——NativeDaemonConnector
- 18.2.3 OBB文件系统
- 18.3 其他存储相关的服务
- 18.3.1 监视存储设备大小——DeviceStorageMonitorService
- 18.3.2 打印系统分区信息——DiskStatsService
- 第19章 Android的网络管理框架
- 19.1 管理各种网络设备——Netd守护进程
- 19.1.1 Netd的架构
- 19.1.2 处理net类型的uevent
- 19.1.3 处理NMS的命令
- 19.1.4 DNS服务代理
- 19.1.5 MDnsSdListener的作用——与守护进程进行交互
- 19.2 网络管理的中心——ConnectivityService服务
- 19.2.1 初始化过程
- 19.2.2 网络连接类型
- 19.2.3 NetworkStateTracker对象的作用——获得网络连接信息
- 19.3 完成对网络物理接口操作——NetworkManagementService服务
- 19.4 总结
- 第20章 Android的音频系统
- 20.1 音频系统简介
- 20.1.1 Linux的音频架构
- 20.1.2 手机中的音频设备
- 20.1.3 Audio系统的架构
- 20.2 AudioPolicyService服务——输入输出设备的状态
- 20.2.1 服务的创建过程
- 20.2.2 管理音频路由策略
- 20.2.3 管理输入输出设备
- 20.3 音频的核心——AudioFlinger服务
- 20.3.1 AudioFlinger的创建过程
- 20.3.2 AudioFlinger中的线程
- 20.3.3 MixerThread线程
- 20.3.4 打开物理设备——OpenOutput函数
- 20.4 一次完整的播放过程
- 20.4.1 创建AudioTrack对象
- 20.4.2 在native层的AudioTrack
- 20.4.3 开始播放
- 20.4.4 传递音频数据
- 20.4.5 AudioFlinger的播放线程
- 第21章 让应用更安全——Android的SELinux模块
- 21.1 安全系统——SELinux简介
- 21.1.1 安全机制——DAC和MAC
- 21.1.2 安全模块SELinux的架构
- 21.1.3 安全上下文
- 21.1.4 域的转移
- 21.1.5 常用命令
- 21.2 安全增强型——SEAndroid简介
- 21.2.1 SEAndroid的组成
- 21.2.2 理解各种策略文件
- 21.3 Android如何使用SELinux
- 21.3.1 Init进程设置SELinux的Policy
- 21.3.2 Init进程初始化安全上下文
- 21.3.3 设置守护进程的安全上下文
- 21.3.4 设置应用进程的安全上下文
- 21.4 总结
- 第22章 Dalvik和ART虚拟机
- 22.1 Dalvik虚拟机简介
- 22.1.1 Dalvik虚拟机的特点
- 22.1.2 即时编译JIT
- 22.2 Dalvik的启动和初始化
- 22.2.1 启动的流程分析
- 22.2.2 重要的全局变量——初始化gDvm
- 22.3 Dalvik字节码的执行过程
- 22.3.1 执行流程
- 22.3.2 代码分析
- 22.4 Dalvik的内存管理机制
- 22.4.1 堆的初始化过程
- 22.4.2 Dalvik内存分配机制
- 22.4.3 软引用、弱引用和虚引用
- 22.4.4 Dalvik的内存回收机制
- 22.5 ART模式简介
- 22.5.1 两种模式的区别
- 22.5.2 ART的初始化
- 22.5.3 ART开始运行
- 第23章 系统升级模块——Android的Recovery模块
- 23.1 Recovery模块的执行
- 23.1.1 Recovery模块的启动
- 23.1.2 如何传递启动参数
- 23.1.3 执行菜单命令
- 23.2 Recovery的升级过程
- 23.2.1 sideload方式安装
- 23.2.2 升级的入口函数
- 23.3 update-binary模块
- 23.3.1 update-binary的执行流程
- 23.3.2 update-script的语法规则
- 第24章 Android的调试方法
- 24.1 获取和分析系统Log
- 24.1.1 Logcat使用说明
- 24.1.2 如何分析AndroidLog
- 24.1.3 如何分析ANR
- 24.2 内存泄露的分析方法
- 24.2.1 分析内存使用情况——DDMS的AllocationTracker
- 24.2.2 DDMS的DumpHeap工具
- 24.2.3 使用MAT分析内存泄露
- 24.2.4 使用Valgrind分析内存泄露
- 24.3 Android的自动化测试
- 24.3.1 Monkey
- 24.3.2 让用户开发控制程序——Monkeyrunner
- 24.3.3 UI测试工具——uiAutomator工具
- 参考文献
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深入解析Android 5.0系统是2015年由人民邮电出版社出版,作者刘超。
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1. 以Android Studio为开发环境，同类书国内空白。
2. 以一个完整的实际商业案例来讲述移动应用的开发过程，并将其功能需求穿插到书中各章节，通过结合该案例给读者系统而生动的阐述各个知识点，并最终引导读者构建一款完整的移动应用产品。
