第1篇　Android編譯篇

第1章　Android系統簡介　2
1.1　Android系統發展歷程　2
1.2　Android系統特點　4
1.3　Android系統框架　8

第2章　Android源碼下載及編譯　10
2.1　Android源碼下載指南　10
2.1.1　基于Repo和Git的版本管理　10
2.1.2　Android源碼下載流程　11
2.2　原生態系統編譯指南　12
2.2.1　建立編譯環境　13
2.2.2　編譯流程　15
2.3　定制產品的編譯與燒錄　17
2.3.1　定制新產品　17
2.3.2　Linux內核編譯　21
2.3.3　燒錄　22
2.4　Android系統映像文件　23
2.4.1　boot.img　23
2.4.2　ramdisk.img　25
2.4.3　system.img　26
2.5　OTA系統升級　26
2.5.1　生成升級包　27
2.5.2　獲取升級包　28
2.5.3　OTA升級-RecoveryMode　29
2.6　Android反編譯　31

第3章　Android編譯系統　34
3.1　Makefile入門　34
3.2　Android編譯系統　35
3.2.1　Makefile依賴樹的概念　36
3.2.2　樹根節點droid　36
3.2.3　main.mk解析　38
3.2.4　droidcore節點　39
3.2.5　dist_files　41
3.2.6　Android.mk的編寫規則　42

第2篇　Android原理篇

第4章　操作系統基礎　48
4.1　計算機體系結構(Computer Architecture)　48
4.1.1　馮·諾依曼結構　48
4.1.2　哈佛結構　48
4.2　什么是操作系統　49
4.3　進程間通信的經典實現　51
4.3.1　共享內存(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　同步機制的經典實現　58
4.4.1　信號量(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中的同步機制　61
4.5.1　進程間同步——Mutex　61
4.5.2　條件判斷——Condition　62
4.5.3　“柵欄、障礙”——Barrier　64
4.5.4　加解鎖的自動化操作——Autolock　66
4.6　操作系統內存管理基礎　66
4.6.1　虛擬內存(Virtual Memory)　66
4.6.2　內存保護(Memory Protection)　69
4.6.3　內存分配與回收　69
4.6.4　進程間通信——mmap　70
4.7　Android中的Low Memory Killer　71
4.8　Android匿名共享內存(Anonymous Shared Memory)　74
4.8.1　Ashmem設備　74
4.8.2　Ashmem應用實例　78
4.9　JNI　83
4.9.1　Java函數的本地實現　83
4.9.2　本地代碼訪問JVM　86
4.10　學習Android系統的兩條線索　88

第5章　Android進程/線程管理　89
5.1　Android進程和線程　89
5.2　Handler, MessageQueue,Runnable與Looper　95
5.3　UI主線程——ActivityThread　102
5.4　Thread類　105
5.4.1　Thread類的內部原理　105
5.4.2　Thread休眠和喚醒　106
5.4.3　Thread實例　110
5.5　Android應用程序的典型啟動流程　112

第6章　進程間通信——Binder　114
6.1　智能指針　117
6.1.1　智能指針的設計理念　117
6.1.2　強指針sp　120
6.1.3　弱指針wp　121
6.2　進程間的數據傳遞載體——Parcel　128
6.3　Binder驅動與協議　135
6.3.1　打開Binder驅動——binder_open　136
6.3.2　binder_mmap　137
6.3.3　binder_ioctl　140
6.4　“DNS”服務器——ServiceManager(Binder Server)　141
6.4.1　ServiceManager的啟動　141
6.4.2　ServiceManager的構建　142
6.4.3　獲取ServiceManager服務——設計思考　147
6.4.4　ServiceManagerProxy　151
6.4.5　IBinder和BpBinder　153
6.4.6　ProcessState和IPCThreadState　155
6.5　Binder客戶端——Binder Client　185
6.6　Android接口描述語言——AIDL　190
6.7　匿名Binder Server　202

第7章　Android啟動過程簡析　205
7.1　第一個系統進程(init)　205
7.1.1　init.rc語法　205
7.1.2　init.rc實例分析　208
7.2　系統關鍵服務的啟動簡析　209
7.2.1　Android的“DNS服務器”——ServiceManager　209
7.2.2　“孕育”新的線程和進程——Zygote　209
7.2.3　Android的“系統服務”——SystemServer　211

第8章　管理Activity和組件運行狀態的系統進程——Activity ManagerService (AMS)　213
8.1　AMS功能概述　213
8.2　管理當前系統中Activity狀態——Activity Stack　215
8.3　startActivity流程　217
8.4　完成同一任務的“集合”——Activity Task　224
8.4.1　“后進先出”——Last In,First Out　225
8.4.2　管理Activity Task　226

第9章　GUI系統之SurfaceFlinger　229
9.1　OpenGL ES與EGL　229
9.2　Android的硬件接口——HAL　231
9.3　Android終端顯示設備的“化身”——Gralloc與Framebuffer　233
9.4　Android中的本地窗口　237
9.4.1　FramebufferNativeWindow　239
9.4.2　應用程序端的本地窗口——Surface　245
9.5　BufferQueue詳解　249
9.5.1　BufferQueue的內部原理　249
9.5.2　BufferQueue中的緩沖區分配　252
9.5.3　應用程序的典型繪圖流程　258
9.5.4　應用程序與BufferQueue的關系　263
9.6　SurfaceFlinger　267
9.6.1　“黃油計劃”——Project Butter　267
9.6.2　SurfaceFlinger的啟動　271
9.6.3　接口的服務端——Client　275
9.7　VSync的產生和處理　279
9.7.1　VSync信號的產生和分發　279
9.7.2　VSync信號的處理　285
9.7.3　handleMessageTransaction　287
9.7.4　“界面已經過時/無效，需要重新繪制”——handleMessageInvalidate　291
9.7.5　合成前的準備工作——preComposition　293
9.7.6　可見區域——rebuildLayerStacks　295
9.7.7　為“Composition”搭建環境——setUpHWComposer　299
9.7.8　doDebugFlashRegions　301
9.7.9　doComposition　302

第10章　GUI系統之“窗口管理員”——WMS　309
10.1　“窗口管理員”——WMS綜述　310
10.1.1　WMS的啟動　312
10.1.2　WMS的基礎功能　312
10.1.3　WMS的工作方式　313
10.1.4　WMS，AMS與Activity間的聯系　314
10.2　窗口屬性　316
10.2.1　窗口類型與層級　316
10.2.2　窗口策略(Window Policy)　320
10.2.3　窗口屬性(LayoutParams)　322
10.3　窗口的添加過程　324
10.3.1　系統窗口的添加過程　324
10.3.2　Activity窗口的添加過程　333
10.3.3　窗口添加實例　337
10.4　Surface管理　340
10.4.1　Surface申請流程(relayout)　341
10.4.2　Surface的跨進程傳遞　344
10.4.3　Surface的業務操作　347
10.5　performLayoutAndPlaceSurfacesLockedInner　347
10.6　窗口大小的計算過程　349
10.7　啟動窗口的添加與銷毀　358
10.7.1　啟動窗口的添加　358
10.7.2　啟動窗口的銷毀　362
10.8　窗口動畫　363
10.8.1　窗口動畫類型　364
10.8.2　動畫流程跟蹤——WindowStateAnimator　365
10.8.3　AppWindowAnimator　368
10.8.4　動畫的執行過程　370

第11章　讓你的界面炫彩起來的GUI系統之View體系　377
11.1　應用程序中的View框架　377
11.2　Activity中View Tree的創建過程　380
11.3　在WMS中注冊窗口　386
11.4　ViewRoot的基本工作方式　388
11.5　View Tree的遍歷時機　389
11.6　View Tree的遍歷流程　393
11.7　View和ViewGroup屬性　402
11.7.1　View的基本屬性　402
11.7.2　ViewGroup的屬性　408
11.7.3　View，ViewGroup和ViewParent　408
11.7.4　Callback接口　408
11.8　“作畫“工具集——Canvas　411
11.8.1　“繪制UI”——Skia　412
11.8.2　數據中介——Surface.lockCanvas　413
11.8.3　解鎖并提交結果——unlockCanvasAndPost　417
11.9　draw和onDraw　417
11.10　View中的消息傳遞　423
11.10.1　View中TouchEvent的投遞流程　423
11.10.2　ViewGoup中TouchEvent的投遞流程　427
11.11　View動畫　430

第12章　“問渠哪得清如許，為有源頭活水來”——InputManagerService與輸入事件　436
12.1　事件的分類　436
12.2　事件的投遞流程　439
12.2.1　InputManagerService　440
12.2.2　InputReaderThread　441
12.2.3　InputDispatcherThread　441
12.2.4　ViewRootImpl對事件的派發　445

第13章　應用不再同質化——音頻系統　447
13.1　音頻基礎　448
13.1.1　聲波　448
13.1.2　音頻的錄制、存儲與回放　448
13.1.3　音頻采樣　449
13.1.4　Nyquist–Shannon采樣定律　451
13.1.5　聲道和立體聲　451
13.1.6　聲音定級——Weber–Fechner law　452
13.1.7　音頻文件格式　453
13.2　音頻框架　454
13.2.1　Linux中的音頻框架　454
13.2.2　TinyAlsa　456
13.2.3　Android系統中的音頻框架　457
13.3　音頻系統的核心——AudioFlinger　459
13.3.1　AudioFlinger服務的啟動和運行　460
13.3.2　AudioFlinger對音頻設備的管理　461
13.3.3　PlaybackThread的循環主體　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的啟動過程　477
13.4.3　AudioPolicyService與音頻設備　480
13.5　音頻流的回放——AudioTrack　482
13.5.1　AudioTrack應用實例　482
13.5.2　AudioPolicyService的路由實現　489
13.6　音頻數據流　494
13.6.1　AudioTrack中的音頻流　495
13.6.2　AudioTrack和AudioFlinger間的數據交互　498
13.6.3　AudioMixer中的音頻流　504
13.7　音量控制　506
13.8　音頻系統的上層建筑　510
13.8.1　從功能入手　510
13.8.2　MediaPlayer　511
13.8.3　MediaRecorder　514
13.8.4　一個典型的多媒體錄制程序　517
13.8.5　MediaRecorder源碼解析　518
13.8.6　MediaPlayerService簡析　520
13.9　Android支持的媒體格式　523
13.9.1　音頻格式　523
13.9.2　視頻格式　523
13.9.3　圖片格式　524
13.9.4　網絡流媒體　524
13.10　ID3信息簡述　525
13.11　Android多媒體文件管理　528
13.11.1　MediaStore　529
13.11.2　多媒體文件信息的存儲“倉庫”——MediaProvider　530
13.11.3　多媒體文件管理中的“生產者”——MediaScanner　533

第3篇　應用原理篇

第14章　Intent的匹配規則　538
14.1　Intent屬性　538
14.2　Intent的匹配規則　540
14.3　Intent匹配源碼簡析　546

第15章　APK應用程序的資源適配　551
15.1　資源類型　552
15.1.1　狀態顏色資源　553
15.1.2　圖形資源　554
15.1.3　布局資源　555
15.1.4　菜單資源　556
15.1.5　字符串資源　556
15.1.6　樣式資源　557
15.1.7　其他資源　558
15.1.8　屬性資源　558
15.2　提供可選資源　561
15.3　最佳資源的匹配流程　565
15.4　屏幕適配　567
15.4.1　屏幕適配的重要參數　567
15.4.2　如何適配多屏幕　569

第16章　Android字符編碼格式　572
16.1　字符編碼格式背景　572
16.2　ISO/IEC 8859　573
16.3　ISO/IEC 10646　573
16.4　Unicode　574
16.5　String類型　577
16.5.1　構建String　578
16.5.2　String對多種編碼的兼容　579

第17章　Android和OpenGL ES　583
17.1　3D圖形學基礎　584
17.1.1　計算機3D圖形　584
17.1.2　圖形管線　585
17.2　Android中的OpenGL ES簡介　587
17.3　圖形渲染API—EGL　588
17.3.1　EGL與OpenGL ES　588
17.3.2　egl.cfg　588
17.3.3　EGL接口解析　590
17.3.4　EGL實例　593
17.4　簡化OpenGL ES開發——GLSurfaceView　593

第18章　“系統的UI”——SystemUI　601
18.1　SystemUI的組成元素　601
18.2　SystemUI的實現　603
18.3　Android壁紙資源——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機制　616
19.1　“功能的提供者”——AppWidgetProvider　616
19.2　AppWidgetHost　618

第20章　Android應用程序的編譯和打包　624
20.1　“另辟蹊徑”采用第三方工具——Ant　624
20.2　通過命令行編譯和打包APK　625
20.3　APK編譯過程詳解　626
20.4　信息安全基礎概述　628
20.5　應用程序簽名　633
20.6　應用程序簽名源碼簡析　636

第4篇　Android系統工具

第21章　軟件版本管理　642
21.1　版本管理簡述　642
21.2　Git的安裝　643
21.2.1　Linux環境下安裝Git　643
21.2.2　Windows環境下安裝Git　644
21.3　Git的使用　644
21.3.1　基礎配置　644
21.3.2　新建倉庫　646
21.3.3　文件狀態　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原理簡析　650
21.4.1　分布式版本系統的特點　651
21.4.2　安全散列算法——SHA-1　652
21.4.3　四個重要對象　653
21.4.4　三個區域　657
21.4.5　分支的概念與實例　658

第22章　系統調試輔助工具　662
22.1　萬能模擬器——Emulator　662
22.1.1　QEMU　662
22.1.2　Android工程中的QEMU　667
22.1.3　模擬器控制臺(Emulator Console)　670
22.1.4　實例：為Android模擬器添加串口功能　672
22.2　此Android非彼Android　674
22.3　快速建立與模擬器或真機的通信渠道——ADB　676
22.3.1　ADB的使用方法　676
22.3.2　ADB的組成元素　678
22.3.3　ADB源代碼解析　679
22.3.4　ADB Protocol　684