android系统原理及开发要点详解

　本书内容 　　本书的各个章节及其组织方式如下所示。 　　第1章“Android系统概述”，概述Android系统方面的内容，包括智能手机平台的发展历程、Android系统的特点、Android的3种开发工作，以及Android的2种不同的开发方式。 　　第2章“Android系统开发综述”，介绍Android系统开发的综述性内容，包括工具使用、获得代码、编译系统、仿真器运行、SDK使用等。 　　第3章“Android的Linux内核与驱动程序”，介绍Android内核的特点、Android中使用的专用驱动程序、Android系统可能使用的标准设备驱动。 　　第4章“Android的底层库和程序”，介绍Android系统的基础程序，以本地程序为主。 　　第5章“Android的Java虚拟机和Java环境”，这是介于本地和Java层之间的相关内容，主要介绍Android的Java虚拟机Dalvik的基本概念、Android Java程序的环境、JNI的使用方法，以及Java框架的启动流程等。 　　第6章“Android的GUI系统”，包括Android GUI系统架构、底层的pixelflinger和libui库、Surface系统、Skia和2D图形系统、Android的OpenGL和3D图形系统等内容。 　　第7章“Android的Audio系统”，主要是音频的输入输出环节，音频系统从驱动程序、本地框架到Java框架都具有内容。 　　第8章“Android的Video输入输出系统”，介绍Android的Video输入输出系统，包括Overlay系统和Camera系统两个部分，前者只有本地的内容，后者各个层次均有内容。 　　第9章“Android的多媒体系统”，介绍Android的多媒体系统的核心部分，包括Android中多媒体系统的业务、结构、多媒体系统的核心框架、OpenCore系统结构和使用等内容。 　　第10章“Android的电话部分”，介绍Android系统在电话方面的功能，Android是智能手机系统，电话是其核心部分。 　　第11章“Android的连接部分”，主要包括WiFi、蓝牙及定位系统等，这些Android的连接部分也具有从驱动层到Java应用层的结构。 　　第12章“Android的传感器系统”，传感器系统涉及Android的各个层次，具有完整的结构，相比其他系统，传感器系统的各个层次都比较简单。 　　第6～12章分模块介绍Android的几个核心系统，主要是本地框架和Java框架方面的内容，兼顾应用程序和驱动层，这是本书的重点。 　　第13章“Android应用程序概述及框架”，介绍Android应用程序层的基本概念和应用程序框架，这部分内容是Android自下而上的第4个层次，可以基于源代码或者SDK开发，它们之间的差别非常小。 　　第14章“Android应用程序的主要方面”，介绍Android应用程序层开发的各个方面，基本上是横向内容，包括应用程序的基本控制、各种UI元素的使用、图形API使用3个方面的内容。 　　第15章“Android应用程序的设计思想”，本章的内容是基于通用的应用程序和GUI程序的通用设计思想，结合Android系统自身的特点，提出一些值得注意的问题和设计方法。 　　本书读者 　　本书适应广大的读者群，力求在Android的系统移植、应用程序开发、系统框架改进方面给读者全面的支持。不同的读者在学习本书时，应该使用不同的方法。 　　Android初级开发者：在本书指引下阅读代码，搭建系统开发环境，对于Android应用程序的开发者，重点关注后3章的内容。 　　Android中、高级开发者：通过本书的引导，学习系统架构，关注开发要点，并尽量使用手机系统的通用设计思想、软件工程思想、系统工程思想来指导Android系统学习。 　　嵌入式Linux系统学习者：将Android作为一个集Linux核心和应用层程序于一体的系统进行学习，并可以利用Android的仿真环境运行和调试程序。 　　读者在学习本书的过程中，应尽量对照本书的框图和手头的Android源代码，这样可以达到事半功倍的效果。本书在重点代码中加上大量的注释，帮助读者阅读，对于非重点的代码，不占用本书的篇幅，读者可以参考开放的源代码。可以采用顺序读和重点读相结合的方式学习本书，顺序读关注系统框架，重点读关注开发要点。 　　本书作者 　　本书在编写过程中提炼和综合Android早期开发者的经验、中国大陆Androidin社区的开发成果，以及各位专家的经验和技术，这是本书出版的知识源泉。本书主要由Androidin社区的两名核心技术专家韩超和梁泉领衔规划和编著，韩超统稿。总部设在南加州、专注于Android平台并提供其移动应用开发及解决方案的迈奔无线（mAPPn Inc.）也投入技术和人力参与了本书的工作。 　　参与本书编写的还有于仕林、张宇、张超等人，赵家维、黄亮、沈桢、徐威特、杨钰等参与了审校工作。 　　由于时间仓促，可能依然存在一些错误和问题，请读者见谅，欢迎读者讨论和指点。 编辑本段 目 录 　　第1章 Android系统概述 1 　　1.1 基础知识 1 　　1.1.1 Android开发系统的由来 1 　　1.1.2 移动电话系统开发模式 2 　　1.1.3 未来移动电话的功能及Android的优势 4 　　1.2 Android的开发工作 6 　　1.2.1 Android移植开发 6 　　1.2.2 Android应用开发 8 　　1.2.3 Android系统开发 9 　　1.3 Android的SDK与源代码 10 　　1.3.1 基于SDK的Android开发 10 　　1.3.2 基于源代码SDK Android开发 11 　　第2章 Android系统开发综述 13 　　2.1 Android的系统架构 13 　　2.1.1 软件结构 13 　　2.1.2 Android的工具 16 　　2.2 Android源代码的开发环境 18 　　2.2.1 Android源代码的获取和提交 18 　　2.2.2 Android源代码结构 21 　　2.2.3 编译 24 　　2.2.4 系统的运行 25 　　2.3 Android SDK的开发环境 32 　　2.3.1 SDK的结构 32 　　2.3.2 Windows环境SDK开发 33 　　2.3.3 Linux环境SDK开发 42 　　第3章 Android的Linux内核与驱动程序 44 　　3.1 Linux核心与驱动 44 　　3.2 Android专用驱动 45 　　3.2.1 Ashmem 45 　　3.2.2 Binder 45 　　3.2.3 Logger 46 　　3.3 Android使用的设备驱动 46 　　3.3.1 Framebuffer显示驱动 46 　　3.3.2 Event输入设备驱动 48 　　3.3.3 v4l2摄像头——视频驱动 50 　　3.3.4 OSS音频驱动 53 　　3.3.5 ALSA音频驱动 54 　　3.3.6 MTD驱动 56 　　3.3.7 蓝牙驱动 57 　　3.3.8 Wlan驱动 58 　　第4章 Android的底层库和程序 60 　　4.1 底层库和程序的结构 60 　　4.1.1 本地实现的基本结构 60 　　4.1.2 增加本地程序和库的方法 61 　　4.2 标准C/C++库bionic 64 　　4.3 C语言工具库libcutils 65 　　4.4 init可执行程序 66 　　4.5 Shell工具 72 　　4.6 C++工具库libutils 75 　　4.6.1 libutils的基本内容 75 　　4.6.2 Binder 76 　　4.6.3 libutils中的其他内容 82 　　4.7 Android的系统进程 85 　　4.7.1 servicemanager 85 　　4.7.2 zygote 87 　　第5章 Android的Java虚拟机和Java环境 88 　　5.1 Dalvik虚拟机和核心库 88 　　5.1.1 dex工具库和虚拟机的实现 89 　　5.1.2 核心库 90 　　5.1.3 nativehelper库 91 　　5.2 Android的Java程序环境 91 　　5.2.1 Java类的层次结构 91 　　5.2.2 Android Java类的代码 92 　　5.2.3 Android系统API 92 　　5.3 JNI的使用 96 　　5.3.1 JNI的架构和实现方式 97 　　5.3.2 JNI的实现方式 97 　　5.3.3 在应用程序中使用JNI 99 　　5.4 系统服务的Java部分 101 　　5.4.1 Binder 102 　　5.4.2 ServiceManager 103 　　5.4.3 系统进程 103 　　第6章 Android的GUI系统 106 　　6.1 Android GUI系统综述 106 　　6.2 pixelflinger和libui库 108 　　6.2.1 pixelflinger 108 　　6.2.2 libui 108 　　6.2.3 输出/输入与硬件的接口 109 　　6.3 Surface系统 113 　　6.3.1 Surface系统本地接口 113 　　6.3.2 SurfaceFlinger本地代码 115 　　6.3.3 Surface的Java和JNI代码 119 　　6.4 Skia和2D图形系统 121 　　6.4.1 Skia底层库 121 　　6.4.2 Android图形系统的JNI接口 124 　　6.4.3 Android的图形包（graphics） 125 　　6.5 Android的OpenGL系统与3D图形系统 125 　　6.5.1 OpenGL的本地代码 125 　　6.5.2 OpenGL的JNI代码 130 　　6.5.3 OpenGL的Java类 130 　　第7章 Android的Audio系统 132 　　7.1 Audio系统综述 132 　　7.2 Audio系统和上层接口 134 　　7.2.1 Audio系统的各个层次 134 　　7.2.2 media库中的Audio框架部分 135 　　7.2.3 AudioFlinger本地代码 138 　　7.2.4 Audio系统的JNI代码 140 　　7.2.5 Audio系统的Java代码 142 　　7.3 Audio的硬件抽象层 142 　　7.3.1 Audio硬件抽象层的接口定义 142 　　7.3.2 AudioFlinger中自带Audio硬件抽象层实现 144 　　7.3.3 Audio硬件抽象层的真正实现 150 　　第8章 Android的Video输入输出系统 151 　　8.1 Video输入输出系统综述 151 　　8.1.1 Android的Overlay系统结构 152 　　8.1.2 Android的Camera系统结构 153 　　8.2 Overlay系统 155 　　8.2.1 Overlay系统的框架部分定义 156 　　8.2.2 SurfaceFlinger系统的Overlay部分 158 　　8.3 Overlay的硬件抽象层 161 　　8.3.1 Overlay系统硬件抽象层的接口 161 　　8.3.2 Overlay系统硬件实现框架 164 　　8.3.3 Overlay系统硬件实现的注意事项 166 　　8.4 Camera系统与上层接口 169 　　8.4.1 Camera本地代码框架 169 　　8.4.2 CameraService 176 　　8.4.3 Camera的JNI代码 179 　　8.4.4 Camera的Java代码 182 　　8.5 Camera的硬件抽象层 182 　　8.5.1 Camera硬件抽象层的接口定义 182 　　8.5.2 Camera硬件抽象层的桩实现 184 　　8.5.3 Camera硬件抽象层的硬件实现 188 　　第9章 Android的多媒体系统 190 　　9.1 Android多媒体系统的结构和业务 190 　　9.1.1 多媒体系统的宏观结构 190 　　9.1.2 多媒体的各种业务 192 　　9.2 多媒体系统的各个层次 199 　　9.2.1 libmedia的框架部分 199 　　9.2.2 多媒体服务 208 　　9.2.3 多媒体部分的JNI代码 213 　　9.2.4 多媒体部分的Java框架代码 215 　　9.2.5 android.widget.VideoView类 216 　　9.3 多媒体实现的核心部分OpenCore 216 　　9.3.1 OpenCore概述 216 　　9.3.2 OpenCore的层次结构 217 　　9.3.3 OpenCore的OSCL部分 219 　　9.3.4 OpenCore的文件格式和编解码部分 221 　　9.3.5 OpenCore 的Node 222 　　9.3.6 OpenCore 的功能扩展 223 　　9.3.7 OpenCore的 Player 226 　　9.3.8 OpenCore 的Author 236 　　第10章 Android的电话部分 243 　　10.1 Android电话部分综述 243 　　10.2 Modem驱动 243 　　10.3 本地的RIL代码 245 　　10.3.1 简介 245 　　10.3.2 RILD守护进程 246 　　10.3.3 libril库 247 　　10.3.4 RIL的实现库Reference RIL 247 　　10.3.5 Request（请求）流程 248 　　10.3.6 Response（响应）流程 249 　　10.3.7 RIL的移植工作 251 　　10.4 Java框架及应用 251 　　10.4.1 基本架构 252 　　10.4.2 呼叫 255 　　10.4.3 短信 256 　　10.4.4 数据连接 257 　　10.4.5 其他框架部分及其他应用 258 　　第11章 Android的连接部分 259 　　11.1 WiFi部分 259 　　11.1.1 WiFi基本架构 259 　　11.1.2 WiFi本地实现 260 　　11.1.3 WiFi的Java和JNI 263 　　11.1.4 Settings中的WiFi设置 265 　　11.1.5 WiFi工作流程实例 265 　　11.2 蓝牙部分 267 　　11.2.1 蓝牙基本架构 268 　　11.2.2 蓝牙用户空间库bluez 269 　　11.2.3 bluez适配层 272 　　11.2.4 蓝牙的JNI和Java部分 272 　　11.3 GPS和定位部分 280 　　11.3.1 定位系统基本架构 281 　　11.3.2 定位系统驱动层 281 　　11.3.3 GPS本地实现 282 　　11.3.4 GPS JNI实现 283 　　11.3.5 定位系统Java实现 284 　　第12章 Android的传感器系统 286 　　12.1 传感器系统综述 286 　　12.2 传感器系统层次结构 288 　　12.2.1 传感器系统的各个层次 288 　　12.2.2 传感器系统的JNI 288 　　12.2.3 传感器系统的Java代码 290 　　12.3 传感器系统的硬件抽象层 291 　　12.3.1 传感器系统硬件抽象层的接口定义 291 　　12.3.2 传感器系统硬件抽象层的示例实现 293 　　12.3.3 传感器系统硬件抽象层的实现要点 296 　　12.4 Sensor的使用 296