深入理解Android内核设计思想 第2版（上下册）

图书标准信息

• 作者 林学森 著
• 出版社 人民邮电出版社
• 出版时间 2017-07
• 版次 2
• ISBN 9787115452634
• 定价 158.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 996页
• 字数 1681千字

【内容简介】

　　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、虚拟机等核心技术在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”。本书分为编译篇、系统原理篇、应用原理篇、系统工具篇，共4篇25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，以求尽量在源码分析外为读者提供更易于理解的思维方式。
　　本书既适合Android系统工程师，也适合于应用开发工程师来阅读，从而提升Android开发能力。读者可以在本书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。

【作者简介】

林学森，曾于多家跨国企业担任研发和管理工作，并已在国内外会议、杂志上发表多篇文章，获得多个发明专利。现为某世界500强科技公司高级专家、资深架构师。

【目录】

第1篇Android编译篇

第1章Android系统简介2

1.1Android系统发展历程2

1.2Android系统特点4

1.3Android系统框架8

第2章Android源码下载及编译11

2.1Android源码下载指南11

2.1.1基于Repo和Git的版本管理11

2.1.2Android源码下载流程12

2.2原生Android系统编译指南16

2.2.1建立编译环境16

2.2.2编译流程19

2.3定制产品的编译与烧录22

2.3.1定制新产品22

2.3.2Linux内核编译26

2.3.3烧录/升级系统27

2.4AndroidMultilibBuild28

2.5Android系统映像文件31

2.5.1boot.img32

2.5.2ramdisk.img34

2.5.3system.img35

2.5.4VerifiedBoot35

2.6ODEX流程37

2.7OTA系统升级39

2.7.1生成升级包39

2.7.2获取升级包40

2.7.3OTA升级—Recovery模式41

2.8Android反编译44

2.9NDKBuild46

2.10第三方ROM的移植48

第3章Android编译系统50

3.1Makefile入门50

3.2Android编译系统52

3.2.1Makefile依赖树的概念53

3.2.2Android编译系统抽象模型53

3.2.3树根节点droid54

3.2.4main.mk解析55

3.2.5droidcore节点59

3.2.6dist_files61

3.2.7Android.mk的编写规则61

3.3JackToolchain64

3.4SDK的编译过程68

3.4.1envsetup.sh68

3.4.2lunchsdk-eng70

3.4.3makesdk75

3.5Android系统GDB调试85

第2篇Android原理篇

第4章操作系统基础90

4.1计算机体系结构（ComputerArchitecture）90

4.1.1冯?诺依曼结构90

4.1.2哈佛结构90

4.2什么是操作系统91

4.3进程间通信的经典实现93

4.3.1共享内存（SharedMemory）94

4.3.2管道（Pipe）95

4.3.3UNIXDomainSocket97

4.3.4RPC（RemoteProcedureCalls）99

4.4同步机制的经典实现100

4.4.1信号量（Semaphore）100

4.4.2Mutex101

4.4.3管程（Monitor）101

4.4.4LinuxFutex102

4.4.5同步范例103

4.5Android中的同步机制104

4.5.1进程间同步——Mutex104

4.5.2条件判断——Condition105

4.5.3“栅栏、障碍”——Barrier107

4.5.4加解锁的自动化操作——Autolock108

4.5.5读写锁——ReaderWriterMutex109

4.6操作系统内存管理基础110

4.6.1虚拟内存（VirtualMemory）110

4.6.2内存保护（MemoryProtection）113

4.6.3内存分配与回收113

4.6.4进程间通信——mmap114

4.6.5写时拷贝技术（CopyonWrite）115

4.7Android中的LowMemoryKiller115

4.8Android匿名共享内存（AnonymousSharedMemory）118

4.8.1Ashmem设备118

4.8.2Ashmem应用实例122

4.9JNI127

4.9.1Java函数的本地实现127

4.9.2本地代码访问JVM130

4.10Java中的反射机制132

4.11学习Android系统的两条线索133

第5章Android进程/线程和程序内存优化134

5.1Android进程和线程134

5.2Handler,MessageQueue,Runnable与Looper140

5.3UI主线程——ActivityThread147

5.4Thread类150

5.4.1Thread类的内部原理150

5.4.2Thread休眠和唤醒151

5.4.3Thread实例155

5.5Android应用程序如何利用CPU的多核处理能力157

5.6Android应用程序的典型启动流程157

5.7Android程序的内存管理与优化159

5.7.1Android系统对内存使用的限制159

5.7.2Android中的内存泄露与内存监测160

第6章进程间通信—Binder166

6.1智能指针169

6.1.1智能指针的设计理念169

6.1.2强指针sp172

6.1.3弱指针wp173

6.2进程间的数据传递载体——Parcel179

6.3Binder驱动与协议187

6.3.1打开Binder驱动——binder_open188

6.3.2binder_mmap189

6.3.3binder_ioctl192

6.4“DNS”服务器——ServiceManager(BinderServer)193

6.4.1ServiceManager的启动193

6.4.2ServiceManager的构建194

6.4.3获取ServiceManager服务—设计思考199

6.4.4ServiceManagerProxy203

6.4.5IBinder和BpBinder205

6.4.6ProcessState和IPCThreadState207

6.5Binder客户端——BinderClient237

6.6Android接口描述语言——AIDL242

6.7匿名BinderServer254

第7章Android启动过程257

7.1第一个系统进程（init）257

7.1.1init.rc语法257

7.1.2init.rc实例分析260

7.2系统关键服务的启动简析261

7.2.1Android的“DNS服务器”——ServiceManager261

7.2.2“孕育”新的线程和进程——Zygote261

7.2.3Android的“系统服务”——SystemServer274

7.2.4Vold和ExternalStorage存储设备276

7.3多用户管理282

第8章管理Activity和组件运行状态的系统进程——ActivityManagerService（AMS）284

8.1AMS功能概述284

8.2管理当前系统中Activity状态——ActivityStack286

8.3startActivity流程288

8.4完成同一任务的“集合”——ActivityTask296

8.4.1“后进先出”——LastIn，FirstOut297

8.4.2管理ActivityTask298

8.5Instrumentation机制300

第9章GUI系统—SurfaceFlinger305

9.1OpenGLES与EGL305

9.2Android的硬件接口——HAL307

9.3Android终端显示设备的“化身”——Gralloc与Framebuffer309

9.4Android中的本地窗口313

9.4.1FramebufferNativeWindow315

9.4.2应用程序端的本地窗口——Surface321

9.5BufferQueue详解325

9.5.1BufferQueue的内部原理325

9.5.2BufferQueue中的缓冲区分配328

9.5.3应用程序的典型绘图流程333

9.5.4应用程序与BufferQueue的关系339

9.6SurfaceFlinger343

9.6.1“黄油计划”——ProjectButter343

9.6.2SurfaceFlinger的启动347

9.6.3接口的服务端——Client351

9.7VSync的产生和处理355

9.7.1VSync信号的产生和分发355

9.7.2VSync信号的处理361

9.7.3handleMessageTransaction363

9.7.4“界面已经过时/无效，需要重新绘制”——handleMessageInvalidate367

9.7.5合成前的准备工作——preComposition369

9.7.6可见区域——rebuildLayerStacks371

9.7.7为“Composition”搭建环境——setUpHWComposer375

9.7.8doDebugFlashRegions377

9.7.9doComposition377

第10章GUI系统之“窗口管理员”—WMS385

10.1“窗口管理员”——WMS综述386

10.1.1WMS的启动388

10.1.2WMS的基础功能388

10.1.3WMS的工作方式389

10.1.4WMS，AMS与Activity间的联系390

10.2窗口属性392

10.2.1窗口类型与层级392

10.2.2窗口策略（WindowPolicy）396

10.2.3窗口属性（LayoutParams）398

10.3窗口的添加过程400

10.3.1系统窗口的添加过程400

10.3.2Activity窗口的添加过程409

10.3.3窗口添加实例412

10.4Surface管理416

10.4.1Surface申请流程（relayout）416

10.4.2Surface的跨进程传递420

10.4.3Surface的业务操作422

10.5performLayoutAndPlaceSurfacesLockedInner423

10.6窗口大小的计算过程424

10.7启动窗口的添加与销毁433

10.7.1启动窗口的添加433

10.7.2启动窗口的销毁437

10.8窗口动画438

10.8.1窗口动画类型439

10.8.2动画流程跟踪——WindowStateAnimator440

10.8.3AppWindowAnimator444

10.8.4动画的执行过程446

第11章让你的界面炫彩起来的GUI系统—View体系452

第12章“问渠哪得清如许，为有源头活水来”—InputManagerService与输入事件514

12.1事件的分类514

12.2事件的投递流程517

12.2.1InputManagerService518

12.2.2InputReaderThread519

12.2.3InputDispatcherThread519

12.2.4ViewRootImpl对事件的派发523

12.3事件注入524

第13章应用不再同质化—音频系统526

13.1音频基础527

13.2音频框架532

13.3音频系统的核心——Audio-Flinger538

13.4策略的制定者——Audio-PolicyService553

13.5音频流的回放——AudioTrack560

13.6音频数据流572

13.7音量控制584

13.8音频系统的上层建筑588

13.9Android支持的媒体格式600

13.10ID3信息简述602

13.11Android多媒体文件管理606

第3篇应用原理篇

第14章Intent的匹配规则616

第15章APK应用程序的资源适配628

第16章Android字符编码格式650

第17章Android和OpenGLES660

第18章“系统的UI”——SystemUI685

第19章Android常用的工具

第20章Android应用程序的编译和打包707

第21章Android虚拟机725

21.1Android虚拟机基础知识725

21.1.1Java虚拟机核心概念725

21.1.2LLVM编译器框架734

21.1.3Android中的经典垃圾回收算法736

21.1.4Art和Dalvik之争738

21.1.5Art虚拟机整体框架741

21.1.6Android应用程序与虚拟机742

21.1.7ProcedureCallStandardforArmArchitecture（过程调用标准）744

21.1.8C++11标准中的新特性746

21.2Android虚拟机核心文件格式—Dex字节码749

21.3Android虚拟机核心文件格式—可执行文件的基石ELF756

21.3.1ELF文件格式756

21.3.2Linux平台下ELF文件的加载和动态链接过程764

21.3.3AndroidLinker和动态链接库771

21.3.4SignalHandler和FaultManager782

21.4Android虚拟机核心文件格式——“主宰者”OAT786

21.4.1OAT文件格式解析786

21.4.2OAT的两个编译时机793

21.5Android虚拟机的典型启动流程806

21.6堆管理器和堆空间释义815

21.7Android虚拟机中的线程管理823

21.7.1Java线程的创建过程823

21.7.2线程的挂起过程827

21.8Art虚拟机中的代码执行方式综述829

21.9Art虚拟机的“中枢系统”——执行引擎之Interpreter836

21.10Art虚拟机的“中枢系统”——执行引擎之JIT839

21.10.1JIT重出江湖的契机839

21.10.2AndroidN版本中JIT的设计目标及策略840

21.10.3ProfileGuidedCompilation（追踪技术）842

21.10.4AOTCompilationDaemon843

21.11Art虚拟机的“中枢系统”——执行引擎之本地代码844

21.12Androidx86版本兼容ARM二进制代码——NativeBridge864

21.13Android应用程序调试原理解析871

21.13.1Java代码调试与JDWP协议872

21.13.2Native代码调试879

21.13.3利用GDB调试AndroidArt虚拟机885

第22章Android安全机制透析887

22.1AndroidSecurity综述887

22.2SELinux889

22.2.1DAC889

22.2.2MAC890

22.2.3基于MAC的SELinux890

22.3Android系统安全保护的三重利剑892

22.3.1第一剑：Permission机制893

22.3.2加强剑：DAC（UGO）保护896

22.3.3终极剑：SEAndroid898

22.4SEAndroid剖析899

22.4.1SEAndroid的顶层模型899

22.4.2SEAndroid相关的核心源码900

22.4.3SEAndroid标签和规则901

22.4.4如何在Android系统中自定义SEAndroid903

22.4.5TE文件的语法规则905

22.4.6SEAndroid中的核心主体—init进程907

22.4.7SEAndroid中的客体912

22.5Android设备Root简析913

22.6APK的加固保护分析916

第4篇Android系统工具

第23章IDE和Gradle922

23.1Gradle的核心要点922

23.1.1Groovy与Gradle923

23.1.2Gradle的生命周期926

23.2Gradle的Console语法927

23.3GradleWrapper和Cache929

23.4AndroidStudio和Gradle931

23.4.1Gradle插件基础知识931

23.4.2AndroidStudio中的Gradle编译脚本932

第24章软件版本管理937

24.1版本管理简述937

24.2Git的安装937

24.2.1Linux环境下安装Git938

24.2.2Windows环境下安装Git939

24.3Git的使用939

24.3.1基础配置939

24.3.2新建仓库940

24.3.3文件状态942

24.3.4忽略某些文件943

24.3.5提交更新944

24.3.6其他命令944

24.4Git原理简析945

24.4.1分布式版本系统的特点946

24.4.2安全散列算法—SHA-1947

24.4.34个重要对象948

24.4.4三个区域953

24.4.5分支的概念与实例954

第25章系统调试辅助工具958

25.1万能模拟器——Emulator958

25.1.1QEMU958

25.1.2Android工程中的QEMU963

25.1.3模拟器控制台（EmulatorConsole）966

25.1.4实例：为Android模拟器添加串口功能969

25.2此Android非彼Android970

25.3快速建立与模拟器或真机的通信渠道——ADB972

25.3.1ADB的使用方法972

25.3.2ADB的组成元素975

25.3.3ADB源代码解析976

25.3.4ADBProtocol981

25.4SDKLayoutlib984

25.5TraceView和Dmtracedump985

25.6Systrace987

25.7代码覆盖率统计992

25.8模拟GPS位置995