Android 知识体系
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Android 知识体系相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
一、平台架构
Google Android 平台架构
Google Android 架构
android 是一个针对多种不同设备类型打造的开放源代码软件堆栈。Android 的主要目的是为运营商、OEM 和开发者打造一个开放的软件平台，使他们能够将创新理念变为现实，并推出能够卓有成效地改善用户移动体验的真实产品。
Android 平台的设计可确保不存在一个集中瓶颈，即没有任何行业参与者可一手限制或控制其他参与者的创新。这样，我们不但可以打造功能完善的高品质消费类产品，而且可以完全开放源代码，供第三方自由定制和移植。
System Apps是个人接触最快的，APP可实际编写调试；其他都在手机厂商系统OEM定制。
1.1 Linux Kernel
Android 平台的基础是 Linux 内核。例如，Android Runtime (ART) 依靠 Linux 内核来执行底层功能，例如线程和低层内存管理。
使用 Linux 内核可让 Android 利用主要安全功能，并且允许设备制造商为著名的内核开发硬件驱动程序。
1.2 硬件抽象层 (HAL)
硬件抽象层 (HAL) 提供标准界面，向更高级别的 Java API 框架显示设备硬件功能。HAL 包含多个库模块，其中每个模块都为特定类型的硬件组件实现一个界面，例如相机或蓝牙模块。当框架 API 要求访问设备硬件时，Android 系统将为该硬件组件加载库模块。
1.3 Android Runtime
对于运行 Android 5.0（API 级别 21）或更高版本的设备，每个应用都在其自己的进程中运行，并且有其自己的 Android Runtime (ART) 实例。ART 编写为通过执行 DEX 文件在低内存设备上运行多个虚拟机，DEX 文件是一种专为 Android 设计的字节码格式，经过优化，使用的内存很少。编译工具链（例如 Jack）将 Java 源代码编译为 DEX 字节码，使其可在 Android 平台上运行。
ART 的部分主要功能包括：
- 预先 (AOT) 和即时 (JIT) 编译
- 优化的垃圾回收 (GC)
- 在 Android 9（API 级别 28）及更高版本的系统中，支持将应用软件包中的 Dalvik Executable 格式 (DEX) 文件转换为更紧凑的机器代码。
- 更好的调试支持，包括专用采样分析器、详细的诊断异常和崩溃报告，并且能够设置观察点以监控特定字段
在 Android 版本 5.0（API 级别 21）之前，Dalvik 是 Android Runtime。如果您的应用在 ART 上运行效果很好，那么它应该也可在 Dalvik >上运行，但反过来不一定。
Android 还包含一套核心运行时库，可提供 Java API 框架所使用的 Java 编程语言中的大部分功能，包括一些 Java 8 语言功能。
1.4 Native C/C++ Library
许多核心 Android 系统组件和服务（例如 ART 和 HAL）构建自原生代码，需要以 C 和 C++ 编写的原生库。Android 平台提供 Java 框架 API 以向应用显示其中部分原生库的功能。例如，您可以通过 Android 框架的 Java OpenGL API 访问 OpenGL ES，以支持在应用中绘制和操作 2D 和 3D 图形。
如果开发的是需要 C 或 C++ 代码的应用，可以使用 Android NDK 直接从原生代码访问某些原生平台库。
1.5 Java API Framework
您可通过以 Java 语言编写的 API 使用 Android OS 的整个功能集。这些 API 形成创建 Android 应用所需的构建块，它们可简化核心模块化系统组件和服务的重复使用，包括以下组件和服务：
- 丰富、可扩展的视图系统，可用以构建应用的 UI，包括列表、网格、文本框、按钮甚至可嵌入的网络浏览器
- 资源管理器，用于访问非代码资源，例如本地化的字符串、图形和布局文件
- 通知管理器，可让所有应用在状态栏中显示自定义提醒
- Activity 管理器，用于管理应用的生命周期，提供常见的导航返回栈
- 内容提供程序，可让应用访问其他应用（例如“联系人”应用）中的数据或者共享其自己的数据
开发者可以完全访问 Android 系统应用使用的框架 API。
1.6 System Apps
Android 随附一套用于电子邮件、短信、日历、互联网浏览和联系人等的核心应用。平台随附的应用与用户可以选择安装的应用一样，没有特殊状态。因此第三方应用可成为用户的默认网络浏览器、短信 Messenger 甚至默认键盘（有一些例外，例如系统的“设置”应用）。
系统应用可用作用户的应用，以及提供开发者可从其自己的应用访问的主要功能。例如，如果您的应用要发短信，您无需自己构建该功能，可以改为调用已安装的短信应用向您指定的接收者发送消息。
二、AOSP : Android源码下载
| 编号 | 概念 | 备注 |
|---|---|---|
| 1 | 代号、标记和 Build 号 | Android 版本(列表) |
| 2 | Android 开发者 Codelab | |
| 3 | Android 平台术语表 | |
| 4 | 搭建构建环境 | |
| 5 | 源代码控制工具 | git、repo |
| 6 | 下载源代码 | AOSP : Android源码下载 |
| 7 | Soong 构建系统 | |
| 8 | 搭建编译环境、 编译 Android | |
| 9 | 使用AS查看Android源码 | sourceinsight 改用 AndroidStudio 查看 Android 源码 |
| 10 | 同步国内AOSP代码相关错误 |
属性值
| prop属性 | android.os.SystemProperties 属性 |
| settings属性 | settings属性 |
| Feature属性 | pm list features |
adb 命令
| 命令 | 功能 | 相关文章 |
|---|---|---|
| adb shell screencap -p /sdcard/01.png | 截屏 | 使用adb命令对手机屏幕截图 |
| adb shell screenrecord /sdcard/demo.mp4 | 录制手机屏幕,默认录制时间为180s | Android4.4屏幕录制命令screenrecord |
| adb bugreport > bugreport.txt | bugreport 日志 | |
| adb shell dmesg > dmesg.txt | dmesg 日志 | |
| adb logcat -d -v time -b “main” > main.txt | main 日志 | |
| adb logcat -d -v time -b “system” > system.txt | system日志 | |
| adb logcat -d -v time -b “events” > events.txt | events 日志 |
Events
Event日志关键字：EventLogTags.logtags
三、Android 通信机制
3.1 Binder
| 序号 | 文章名 | 概述 |
|---|---|---|
| 0 | 为什么 Android 要采用 Binder 作为 IPC 机制？ | Binder历史 |
四、Android核心
4.1 系统启动
Android 设备启动必须经历3个阶段，即 Boot Loader、Linux Kernel 和 Android系统服务。严格来说，Android系统实际上是运行于Linux内核上的一系列 “服务进程”，并不算一个完整意义上的“操作系统”。这些进程维持设备正常运行，而他们的 “老祖宗” 就是 init。通过解析 init.rc 脚本来构建出系统的初始形态。
Android系统启动过程从下往上，由
Boot Loader引导开机，然后依次进入 ->Linux Kernel->Native->Framework->App
| 阶段 | 启动 | 描述 |
|---|---|---|
| Loader | Boot Rom | 当电源按下，引导芯片代码开始从预定义的地方（固化在ROM）开始执行。加载引导程序到RAM，然后执行。 |
| Boot Loader | 引导程序是在Android操作系统开始运行前的一个小程序。它不是Android操作系统的一部分。引导程序是OEM厂商或者运营商加锁和限制的地方。引导程序分两个阶段执行。第一个阶段，检测外部的RAM以及加载对第二阶段有用的程序；第二阶段，引导程序设置网络、内存等等。 | |
| Linux Kernel | swapper | 0号进程是linux启动的第一个进程，它的task_struct的comm字段为"swapper",所以也成为swpper进程。当系统中所有的进程起来后，0号进程也就蜕化为idle进程，当一个core上没有任务可运行时就会去运行idle进程。一旦运行idle进程则此core就可以进入低功耗模式了，在ARM上就是WFI。 |
| Native C/C++Library | init | 解析 init.rc 文件 |
| Zygote | Zygote进程是由init进程通过解析 init.rc 文件后 fork 生成 | |
| Java API Framework | SystemServer | System Server进程，是由Zygote进程fork而来，System Server是Zygote孵化的第一个进程 |
https://elinux.org/Android_Booting
https://elinux.org/Android_Zygote_Startup
http://www.androidenea.com/2009/07/system-server-in-android.html
https://elinux.org/Android_Logging_System
| 序号 | 概述 | 简要 |
|---|---|---|
| 0 | Android系统启动 | Android机器启动关键进程启动流程，Launcher在R上又差异 |
| 1 | Android Init Language : init.rc | init.rc语法，查看system\\core\\init\\README.md文件说明 |
| 2 | init进程 – 干了啥事 | 粗略梳理init进程启动后相关初始工作 |
| 3 | init进程——从kernel Log查看 | 从kernel Log对照查看 |
| 4 | ap日志查看Android启动流程 | Events日志查看启动 |
| 序号 | 守护进程 | 简要 |
|---|---|---|
| 1 | debuggerd | |
| 2 | installd | installd守护进程 |
| 3 | lmkd | |
| 4 | logd | |
| 5 | adbd |
4.2 系统服务
Android 中有大量的服务，都是基于Binder来交互的（Android 中的绝大部分 Service 都会继承BinderService类，BinderService 是 Android Service 框架的主要类，是个模板类，它提供了 Service 的生命周期管理、进程间通信、请求响应处理等功能）。
系统孵化System Server进程后，由System Server负责启动和管理整个Java framework中服务，在 SystemServer.java 的 startBootstrapServices、startCoreServices、startOtherServices 方法中启动
| 简称 | 服务 | 描述 |
|---|---|---|
| AMS | ActivityManagerService | 四大组件管理控制 |
| WMS | WindowManagerService | Window窗口图形管理 |
| PKMS | PackageManagerService | apk安装卸载 |
| PMS | PowerManagerService | 电源管理服务 |
| IMS | InputManagerService | 主要负责触摸事件的采集 |
| IMMS/IME | InputMethodManagerService | 用于控制显示或隐藏输入法面板的类 |
| SensorService | 传感器上报，软件或硬件实现 | |
| JobSchedulerService | 满足网络、电量、时间等一定预定条件而触发的任务 | |
| NMS | NotificationManagerService | 通知处理 |
ActivityManagerService
| 序号 | 文章名 | 概述 |
|---|---|---|
| 1 | AMS:ActivityManagerService启动 | AMS启动，初始化，systemReady |
| 2 | AMS:startActivity桌面启动应用 | 四大组件中Activity启动 |
PackageManagerService
| 序号 | 文章名 | 概述 |
|---|---|---|
| 1 | PackageManagerService启动 | PackageManagerService(简称PKMS) 管理着所有跟package相关的工作，常见的比如安装、卸载应用。 |
InputManagerService
| 序号 | 文章名 | 概述 |
|---|---|---|
| 1 | ANR InputDispatching TimeOut超时判断 | InputDispatching TimeOut |
| 2 | IMS:InputManagerService启动简要 | IMS启动概要，温故知新 |
| 3 | IMS:InputReader线程获取输入事件 | EventHub获取处理，转递给InputDispatcher |
| 4 | IMS:InputDispatcher线程分发事件 | 主要走一遍InputDispatcher线程正常分发流程，其他一概先不管 |
| 5 | IMS:InputChannel通过socket发送Input给App | InputChannel通过socket发送，InputStage 责任链处理 |
| 6 | IMS:InputDispatcher 接收反馈进行下一次发送 | InputStage 责任链分发最后都会有个完成 finishInputEvent 反馈 |
| 7 | IMS:injectInputEvent注入Input事件 | 注入 Input 事件直接加入到mInboundQueue由InputDispatcher分发，没有经过InputReader |
| 8 | 导航键或手势导航注入事件 | 查看injectInputEvent调用 |
| 9 | IMS:开发者选项Touch点显示 | 显示 TouchInputMapper 事件 |
| 10 | IMS:开发者选项中指针位置 | 绘制 TouchInputMapper 事件十字画线 |
| 11 | IMS:键盘鼠标接入判断 | EventHub添加外界设备，查看sources信息 |
| 12 | IMS:键盘鼠标事件 | 鼠标CursorInputMapper事件处理 |
| 13 | IMS:EventHub 设备添加和InputDevice转化 | IMS的设备Device获取并转化为InputDevice |
| 14 | IMS:EventHub设备底层上报Input事件对象处理 | 底层上报input_event到通知InputDispatcher |
| 15 | IMS:Input事件可拦截位置 | Input事件特殊拦截功能的地方 |
| 16 | IMS:AccessibilityService辅助服务拦截注入Input事件 | AccessibilityInputFilter拦截Input事件 |
| 17 | IMS:InputDispatcher的焦点设置 | 了解Input中FocusedWindow从WMS设置 |
| 18 | 案例：Input事件有焦点App无焦点窗口 | BUG案例 |
| 19 | Android 12关于Input触摸事件的行为变更 | 不受信任的触摸事件被屏蔽 |
| 20 | Android12特性“不受信任的触摸事件被屏蔽”其他细节 | 熟悉相关属性，了解不拦截情况 |
| 21 | IMS:开发者选项中指针位置 | 小结一下 |
| 22 | Drag and drop拖放框架 | APP和ViewRootImpl、View之间拖放 |
SensorService
| 序号 | 文章名 | 概述 |
|---|---|---|
| 1 | Android Sensor 概览 | SensorService大致流程梳理 |
| 2 | SensorService启动 | SensorService启动知识点 |
| 3 | SensorService数据传递给APK | Sensor数据传递流程 |
| 4 | 计步传感器TYPE_STEP_COUNTER | 计步传感器相关了解 |
| 5 | Android获取这颗Sensor对象 | 获取sensor硬件sensor_t流程 |
| 6 | Android应用监听Sensor获取的SensorEvent对象 | Android应用监听Sensor获取的SensorEvent对象sensors_event_t |
| 7 | Sensor相关Google认证 | 记录Sensor相关CTS问题 |
| 8 | sensorservice相关dump | dump查看sensorservice信息 |
| 9 | SensorService开机启动耗时探讨 | connectHidlService() |
| 10 | SensorService小结 | 小结一下 |
NotificationManagerService
| 序号 | 文章名 | 概述 |
|---|---|---|
| 1 | Notifications 通知 | NotificationManagerService通知流程梳理 |
| 2 | NotificationManagerService启动（“Notifications 通知”拆解） | NMS服务启动 |
| 3 | APP请求系统通知(“Notifications 通知”拆解) | Notification通知流程及其部分Event日志 |
| 4 | Notifications通知到SystemUI（“Notifications 通知”拆解） | Notification与SystemUI之间桥梁 |
4.3 四大组件
Android应用的四大组件Activity，Service，BroadcastReceiver， ContentProvider
| 四大组件 | 文章 | 概要 |
|---|---|---|
| Activity | ||
| Service | ||
| BroadcastReceiver | ||
| ContentProvider | ContentProvider简要说明 | 了解应用场景和简单使用 |
4.4 图形界面SurfaceFlinger、WMS
Android 屏幕刷新机制
Android Choreographer 源码分析
android屏幕刷新显示机制
通俗易懂的Android屏幕刷新机制
“终于懂了” 系列：Android屏幕刷新机制—VSync、Choreographer 全面理解！
Android图形系统综述(干货篇)
| 序号 | 文章名 | 说明 |
|---|---|---|
| 1 | Android 图形组件简介 | 看看有什么东西就行 |
| 2 | Android 显示刷新频率 | 开发者选项->显示刷新频率 |
4.5 稳定性
Stability问题现象: 死机重启、自动关机、无法开机、冻屏、黑屏以及闪退、无响应等情况; 基本都是整机问题，用户不能使用，稳定性指标至关重要。从技术层面来划分无外乎两大类: 长时间无法执行完成(Timeout) 以及异常崩溃(crash).
| 序号 | 文章名 | 概述 |
|---|---|---|
| 1 | 稳定性Log——ANR | ANR极简描述 |
| 2 | ANR Service TimeOut 超时判断 | service TimeOut |
| 3 | ANR Broadcast TimeOut 超时判断 | Broadcast TimeOut |
| 4 | ANR InputDispatching TimeOut超时判断 | Input TimeOut |
| 0 | 开关机流程 | https://blog.csdn.net/marshal_zsx/article/details/80235977 https://blog.csdn.net/marshal_zsx/article/details/80258776 https://blog.csdn.net/marshal_zsx/article/details/80272760 https://blog.csdn.net/marshal_zsx/article/details/80600622 https://blog.csdn.net/marshal_zsx/article/details/80547780 |
| 0 | 关机流程 | https://blog.csdn.net/xiongtiancheng/article/details/78067331 |
| 0 | AMS流程 | https://blog.csdn.net/Luoshengyang/article/details/6685853 https://blog.csdn.net/Luoshengyang/article/details/6689748 https://blog.csdn.net/Luoshengyang/article/details/6703247 https://blog.csdn.net/Luoshengyang/article/details/6714543 https://blog.csdn.net/Luoshengyang/article/details/6720261 |
| 0 | PMS(POWER)流程 | https://blog.csdn.net/FightFightFight/article/details/79532191 https://blog.csdn.net/FightFightFight/article/details/80341728 https://blog.csdn.net/FightFightFight/article/details/79733559 https://blog.csdn.net/FightFightFight/article/details/79808100 https://blog.csdn.net/FightFightFight/article/details/81192495 |
| 0 | 死锁案例 | https://blog.csdn.net/weixin_40107510/article/details/77856004 |
| 0 | BINDER阻塞 | https://blog.csdn.net/forever_2015/artiails/79703739?utm_source=blogxgwz8 |
| 0 | BINDER耗尽 | https://blog.csdn.net/Donald_Zhuang/article/details/106654452 |
| 0 | 高IO案例 | https://www.cnblogs.com/wangjie1990/p/11326946.html |
| 0 | OOM案例 | https://www.jianshu.com/p/9ea6d9baad97 |
| 0 | FD LEAK案例 | https://www.jianshu.com/p/befd4b86cc42 |
| 0 | GLOBAL REFERENCE TABLE OVERFLOW 案例 | https://blog.csdn.net/pxy139/article/details/79780603 |
| 0 | COREDUMP调试案例 | https://www.jianshu.com/p/819aa02fa7a8 |
| 0 | RAMDUMP调试案例 | https://www.jianshu.com/p/dabaded56e03 |
| 0 | 黑屏案例 | https://blog.csdn.net/tkwxty/article/details/103121718 |
| 0 | 冻屏案例 | https://blog.csdn.net/tkwxty/article/details/102756703 https://www.cnblogs.com/wangjie1990/p/11326966.html |
4.6 性能
测试内存、cpu、fps、页面加载时间等性能指标
系统跟踪概览
“系统跟踪”就是记录短时间内的设备活动。系统跟踪会生成跟踪文件，该文件可用于生成系统报告。此报告可帮助您了解如何最有效地提升应用或游戏的性能。
Systrace系列
Android Systrace 基础知识
性能工具Systrace
| 序号 | 文章 | 简要 |
|---|---|---|
| 0 | 系统跟踪概览 | android developers |
| 0 | 通过命令行上捕获系统跟踪记录 | android developers |
| 0 | 浏览 Systrace 报告 | android developers |
| 0 | Android Systrace 基础知识 | 原文作者：Gracker 或者高爷 |
五、APP
5.1 Kotlin
developers KOTLIN
https://kotlinlang.org/
https://play.kotlinlang.org/
Kotlin 教程
https://www.npmjs.com/package/kotlin
在 Android 开发中优先采用 Kotlin
Kotlin 基本语法
| 序号 | 概述 |
|---|---|
| 1 | Kotlin 基本类型 |
Kotlin 常见问题
| 序号 | 概述 |
|---|---|
| 1 | Kotlin 有而 Java 没有的东西 |
应用使用系统功能
Android Launcher
packages/apps/Launcher3
Android SystemUI
frameworks\\base\\packages\\SystemUI
| 序号 | 概述 |
|---|---|
| 1 | SystemUI启动，及其SystemUIService启动 |
| 2 | Notifications通知到SystemUI（“Notifications 通知”拆解） |
Android Games
Unity 引擎
cocos2d-x 引擎
LGame 游戏引擎 : LGame_百度百科
| 序号 | 概述 |
|---|---|
| 1 | g2048游戏1-android \\ g2048游戏2-android \\ g2048游戏3-android |
| 2 | Android使用cocos2d-x引擎 |
Apk反编译
apktool 、dex2jar、jd-gui JADX Jeb
| 序号 | 概述 |
|---|---|
| 1 | Apk反编译 – 记录 |
Apk消亡
六、开源库
| 开源库 | 使用说明 | 链接 |
|---|---|---|
| Lottie for Android | Lottie是Airbnb开源的一个支持 Android、ios 以及 ReactNative，利用json文件的方式快速实现动画效果的库。 | github |
| MLManager | 一个简单的app管理器 | github |
| Toasty | 一个创建自定义Toast的库 | github |
七、手机厂商暗码
| 厂商 | 功能 | 暗码 | 手机型号 |
|---|---|---|---|
| 华为 EMUI | 工程模式 | *#*#2846579#*#* | P9 Plus |
| 小米 MIUI | 工程模式 | *#*#6484#*#* | 小米9 |
| OPPO ColorOS | 工程模式 | *#808# | R9S |
| VIVO FuntouchOS | 工程模式 | #558 | |
| 魅族 Flyme | 工程模式 | *#*#3646633#*#* | |
| 联想 ZUI | 工程模式 | *#808# | |
| 中兴 MiFavor | 工程模式 | *#*#2846579#*#* | |
| 三星 oneUI | 工程模式 | *#0000# |
八、感谢
Android开源项目：https://source.android.google.cn
Gityuan：Android系统架构开篇
刘望舒的博客：知识体系
以上是关于Android 知识体系的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
2020最新统计,年薪50万+的Android开发者所必备的知识体系架构,你都会吗？（超多图哦！）