Android进阶解密

Android源码、Android系统启动、ClassLoader

阅读Android源码

安卓系统架构(5层)

Android框架模型

系统根目录结构说明(整体结构)

Android源码根目录 描述
art 全新的ART运行环境
bionic 系统C
bootable 启动引导相关代码
build 存放系统编译规则及generic等基础开发包配置
cts Android兼容性测试套件标准
dalvik Dalvik虚拟机
development 与应用程序开发相关
device 设备相关配置
docs 参考文档目录
external 开源模组相关文件
frameworks 应用程序框架,Android系统核心部分,由JavaC++编写
hardware 主要是硬件抽象层的代码
libcore 核心库相关文件
libnativehelper 动态库,实现JNI库的基础
out 编译完成后代码在此目录输出
pdk Plug Development Kit的缩写,本地开发套件
platform_testing 平台测试
prebuilts X86arm架构下预编译的一些资源
sdk SDK和模拟器
packages 应用程序包
system 底层文件系统库、应用和组件
toolchain 工具链文件
tools 工具文件
makefile 全局Makefile文件,用来定义编译规则

应用层的代码在packages/目录中;

应用框架层的代码在frameworks/目录下

运行时库的代码在art/目录中;

硬件抽象层的代码在hardware/目录中,是手机厂商改动最大的部分

应用层部分

应用层位于Android系统的最上层,开发者开发的应用程序以及系统内置的应用程序都在应用层。源码根目录中的packages目录对应着系统应用层

packages目录结构

packages目录 描述
apps 核心应用程序
experimental 第三方应用程序
inputmethods 输入法目录
providers 内容提供者目录
screensavers 屏幕保护
services 通信服务
wallpapers 墙纸

应用框架层部分

应用框架层是系统的核心部分,一方面向上提供接口给应用层调用,另一方面向下与C/C++程序库及硬件抽象层等进行衔接。应用框架层主要实现代码在frameworks/baseframeworks/av目录下

frameworks/base目录

frameworks/base目录 描述 frameworks/base目录 描述
api 定义API cmds 重要命令:amapp_proce
core 核心库 data 字体和声音等数据文件
docs 文档 graphics 与图形图像相关
include 头文件 keystore 与数据签名证书相关
libs location 地理位置相关库
media 多媒体相关库 native 本地库
nfc-extras NFC相关 obex 蓝牙传输
opengl 2D/3D图形API packages 设置、TTSVPN程序
sax XML解析器 services 系统服务
telephony 电话通信管理 test-runner 测试工具相关
tests 与测试相关 tools 工具
vr VR相关 wifi Wi-Fi无线网络

C/C++程序库部分

系统运行库层(Navive)中的C/C++程序库的类型繁多,功能强大,C/C++程序库并不完全在一个目录中,这里给出几个常用且比较重要的C/C++程序库所在的目录位置

C/C++程序库所在的目录位置

目录位置 描述
bionic Google开发的系统C库,以BSD许可形式开源
frameworks/av/media 系统媒体库
frameworks/native/opengl 第三方图形渲染库
frameworks/native/services/surfaceflinger 图形显示库,主要负责图形的渲染,叠加和绘制等功能
external/sqlite 轻量级关系型数据库SQLiteC++实现

Android系统启动

安卓:

  1. 按下电源时,引导芯片从预定义地方(固化在ROM)开始执行–》加载引导程序BootLoader到RAM中
  2. BootLoader会把系统OS拉起来并运行
  3. 当内核启动时,会设置缓存、被保护存储器、计划列表、加载驱动。当内核完成设置后,会在系统文件中找到init.rc文件(这个文件在后面的init进程中调用),并启动init进程
  4. init进程启动。初始化和启动属性服务,启动Zygote进程等。

init进程启动过程

Zygote进程启动过程

理解ClassLoader

Java的ClassLoader加载的是class,Android的ClassLoader加载的是dex,所以两者有一定的不同

Java中的ClassLoader

Java的类加载器有三种:

  • Bootstrap ClassLoader:(引导类加载器,用C/C++写的,在Java代码中无法获取它的实例)

用于加载指定的JDK的核心类库,比如java.lang.java.util.等这些系统类。

它用来加载以下目录中的类库:

  • $JAVA_HOME/jre/lib目录;

  • -Xbootclasspath参数指定的目录。

  • Extensions ClassLoader:

  • Application ClassLoader:

ExtClasssLoader和AppClassLoader的关系

ExtClasssLoader和AppClassLoader的关系

双亲委托

Java的双亲委托

Android中的ClassLoader