前言

目前，互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)正在朝著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)方向強(qiáng)勁地發(fā)展，而移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展離不開背后的移動(dòng)平臺(tái)的支撐； 眾所周知，如今在移動(dòng)平臺(tái)市場(chǎng)上，蘋果的IOS、谷歌的Android和微軟的windows Phone系統(tǒng)已經(jīng)形成了三足鼎立的形勢(shì)，而Android系統(tǒng)的市場(chǎng)占有率是最高的

Android系統(tǒng)之所以能夠在市場(chǎng)上占據(jù)著第一的位置，一來是因?yàn)樗劳兄雀璧钠返滦?yīng)和技術(shù)實(shí)力，二來是因?yàn)樗情_放的，任何人都可以得到它的源代碼，并且能夠自由地使用它； 既然Android系統(tǒng)是開放的，作為一個(gè)移動(dòng)平臺(tái)開發(fā)人員來說，當(dāng)然希望能夠深入地去分析和研究它的源代碼了，然而，Android系統(tǒng)的源代碼非常龐大，我們需要循序漸進(jìn)地去學(xué)習(xí)

工欲善其事，必先利其器； 為了全面、深入地理解Android系統(tǒng)的源代碼，在正式進(jìn)入Android系統(tǒng)源代碼的世界前，我們需要準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)環(huán)境；此外，還需要了解Android系統(tǒng)的架構(gòu)知識(shí)

硬件環(huán)境要求

1、編譯環(huán)境

按照官方的說法，編譯Android 2.3.x及以上版本的系統(tǒng)源碼需要64位的系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境來支持，而編譯2.3.x以下的版本則需要32位的系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境

2、硬盤空間

官方建議最好預(yù)留100G的磁盤空間來下載源碼，150G的磁盤空間用來編譯源碼，如果使用了ccache（一個(gè)高速編譯緩存工具，可以大幅加快gcc的編譯速度），那么則需要更大的空間來支持

所以盡可能地保證自己的磁盤空間夠大吧，之前就因?yàn)榇疟P空間預(yù)留不夠?qū)е略创a編譯過程中空間不足，狠狠地把自己坑了一把

3、內(nèi)存空間

如果你是在虛擬機(jī)上跑linux，官方建議至少需要16G的內(nèi)存空間，我的機(jī)器只有8G的內(nèi)存空間跑虛擬機(jī)，目前跑起來也沒太大問題，就是編譯源碼的過程非常漫長(zhǎng)，不知道是否跟內(nèi)存大小有關(guān)

軟件環(huán)境要求

1、操作系統(tǒng)

Android系統(tǒng)的源碼的編譯支持 Linux 跟 mac OS 兩種操作系統(tǒng)； 一般情況下，Android系統(tǒng)源碼都是在Linux Ubuntu系統(tǒng)上進(jìn)行開發(fā)與測(cè)試的，所以如果你準(zhǔn)備使用Linux系統(tǒng)來進(jìn)行源碼編譯，那一般推薦安裝Ubuntu版本的Linux

下面列出了各Android版本與編譯系統(tǒng)版本的對(duì)應(yīng)關(guān)系：

Linux:

Mac OS：

2、JDK 版本要求

不同的Android版本編譯也需要對(duì)應(yīng)的JDK環(huán)境，這里列出了各版本之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系

環(huán)境搭建

開發(fā)Android應(yīng)用程序可以在兩種環(huán)境下進(jìn)行； 一是在Android SDK環(huán)境下進(jìn)行，一般是集成在Eclipse里面進(jìn)行開發(fā)，二是在Android源代碼工程環(huán)境下進(jìn)行，在這種環(huán)境進(jìn)行開發(fā)的好處是可以使用一些在SDK中不公開的接口

但是如果我們要修改Android系統(tǒng)的源代碼，或者為Android系統(tǒng)增加新的功能接口，那么就只能在Android源代碼工程環(huán)境下進(jìn)行了； 由于我們的目的是對(duì)Android系統(tǒng)源代碼進(jìn)行分析，因此，我們?cè)陂_發(fā)Android應(yīng)用程序時(shí)，也在Android源代碼環(huán)境下進(jìn)行；這樣，我們就需要搭建一套Android源代碼工程環(huán)境了

目前，Android源代碼工程環(huán)境只能在Linux平臺(tái)上使用，而Linux系統(tǒng)的發(fā)行版本比較多，這里我們推薦Ubuntu系統(tǒng)； Ubuntu系統(tǒng)是免費(fèi)的，而且非常易于使用，安裝和更新應(yīng)用程序也非常方便

安裝好Ubuntu系統(tǒng)之后，我們就可以在上面下載、編譯和安裝Android源代碼了

Android系統(tǒng)的源代碼工程默認(rèn)是不包含Linux內(nèi)核源代碼的； 如果我們需要修改Android系統(tǒng)的內(nèi)核或者在里面增加新的模塊，那么就要把Android內(nèi)核源代碼一起下載、編譯和安裝了

Android源代碼工程環(huán)境搭建好了之后，我們就可以在里面開發(fā)新的應(yīng)用程序或者修改系統(tǒng)代碼了； 增加了新的應(yīng)用程序或者修改了系統(tǒng)的代碼之后，不需要重新編譯整個(gè)源代碼工程，只要單獨(dú)編譯有改動(dòng)的模塊就可以了

對(duì)于已經(jīng)開發(fā)好的應(yīng)用程序或者系統(tǒng)功能； 如果想把當(dāng)作Demo展示給客戶來體驗(yàn)時(shí)，我們既可以在真機(jī)上面運(yùn)行，也可以在模擬器（Android源代碼工程環(huán)境或者Android SDK環(huán)境都集成了模擬器）上面運(yùn)行

當(dāng)我們手頭上沒有真機(jī)，而且我們又不想把整個(gè)Android源代碼工程環(huán)境或者Android SDK環(huán)境帶去展示我們的Demo時(shí)，就可以考慮把模擬器這兩個(gè)環(huán)境中獨(dú)立出來了

系統(tǒng)架構(gòu)

Android系統(tǒng)是按層次、分模塊來設(shè)計(jì)的； 在我們著手對(duì)Android系統(tǒng)的源代碼進(jìn)行分析前，需要對(duì)Android系統(tǒng)的架構(gòu)有一個(gè)總體的認(rèn)識(shí)，這樣我們就能夠快速地知道哪些代碼位于哪個(gè)層次上的哪個(gè)模塊中，節(jié)省搜索代碼的時(shí)間，把更多的精力投入在源代碼的分析上去

整個(gè)系統(tǒng)劃分內(nèi)核空間和用戶空間兩部分； 內(nèi)核空間包含了進(jìn)程管理、內(nèi)存管理以及設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序模塊等，其中Android專用驅(qū)動(dòng)Binder、Logger和Ashmem就是在內(nèi)核空間實(shí)現(xiàn)的

用戶空間包含了硬件抽象層（HAL）、外部庫(kù)和運(yùn)行時(shí)庫(kù)層（External Libraries & Android Runtime）、應(yīng)用程序框架層（Application Framework）和應(yīng)用程序?qū)樱ˋpplications）四個(gè)層次； 我們應(yīng)該如何去掌握這個(gè)層次結(jié)構(gòu)呢？最好的方法就是從學(xué)習(xí)Android的硬件抽象層作為切入點(diǎn)了

可能大家會(huì)覺得比較奇怪，為什么要把Android系統(tǒng)的硬件抽象層作為學(xué)習(xí)Android系統(tǒng)架構(gòu)的切入點(diǎn)呢？

其實(shí)是這個(gè)層次因?yàn)樯婕暗接布?，看起來這是一個(gè)比較復(fù)雜和深?yuàn)W的知識(shí)點(diǎn)； 實(shí)則不然，Android系統(tǒng)的硬件抽象層在實(shí)現(xiàn)和使用上，層次都是非常清晰的，它從上到下涵蓋了Android系統(tǒng)的用戶空間和內(nèi)核空間

內(nèi)核空間主要就是涉及到硬件驅(qū)動(dòng)程序，而用戶空間就涉及到了Android系統(tǒng)應(yīng)用程序?qū)?、?yīng)用程序框架層和系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)庫(kù)層的相關(guān)知識(shí)； 因此，學(xué)習(xí)Android系統(tǒng)的硬件抽象層，可以使大家快速地認(rèn)識(shí)整個(gè)Android系統(tǒng)，從而對(duì)Android系統(tǒng)得到一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)，為后面深入分析Android系統(tǒng)的源代碼打下良好的基礎(chǔ)

學(xué)會(huì)了編寫基本的Android應(yīng)用程序并且對(duì)Android系統(tǒng)的整體架構(gòu)有一個(gè)大概的了解之后，我們就可以去分析Android系統(tǒng)的源代碼了

在分析Android源代碼的過程中，我們經(jīng)常進(jìn)入到應(yīng)用程序框架層去分析它的源代碼； 而在應(yīng)用程序框架層中，有一部分代碼是使用C++來實(shí)現(xiàn)的，這時(shí)候就會(huì)經(jīng)常碰到智能指針，因此，我們把Android系統(tǒng)中的智能指針也作為一個(gè)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)來學(xué)習(xí)

相信使用過C++語(yǔ)言來做開發(fā)的讀者對(duì)智能指針不會(huì)感到陌生； 用C++來寫代碼最容易出錯(cuò)的地方就是指針了，一旦使用不當(dāng)，輕則造成內(nèi)存泄漏，重則造成系統(tǒng)崩潰，因此，系統(tǒng)為我們提供了智能指針，避免出現(xiàn)上述問題

在Android系統(tǒng)中，提供了三種類型的智能指針，分別是輕量級(jí)指針、強(qiáng)指針和弱指針，它們都是基于對(duì)象引用計(jì)數(shù)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的；

輕量級(jí)指針的計(jì)數(shù)技術(shù)比較簡(jiǎn)單，只要對(duì)象的引用計(jì)數(shù)值為0，它就會(huì)被釋放

強(qiáng)指針和弱指針的計(jì)數(shù)技術(shù)相對(duì)比較復(fù)雜； 一個(gè)對(duì)象可以同時(shí)被強(qiáng)指針和弱指針引用，但是這個(gè)對(duì)象的生命周期一般只受強(qiáng)指針的控制，即當(dāng)這個(gè)對(duì)象的強(qiáng)引用計(jì)數(shù)為0的時(shí)候，這個(gè)對(duì)象就被釋放了，即使這時(shí)候這個(gè)對(duì)象的弱引用計(jì)數(shù)不為0

引進(jìn)強(qiáng)指針和弱指針這種復(fù)雜的引用計(jì)數(shù)技術(shù)是為了解決垃圾收集（Garbage Collection）問題而提出的； 考慮這樣的一個(gè)場(chǎng)景，系統(tǒng)中有兩個(gè)對(duì)象A和B，在對(duì)象A的內(nèi)部引用了對(duì)象B，而在對(duì)象B的內(nèi)部也引用了對(duì)象A

當(dāng)兩個(gè)對(duì)象A和B都不再使用時(shí)，垃圾收集系統(tǒng)會(huì)發(fā)現(xiàn)無法回收這兩個(gè)對(duì)象的所占據(jù)的內(nèi)存的； 因?yàn)橄到y(tǒng)一次只能收集一個(gè)對(duì)象，而無論系統(tǒng)決定要收回對(duì)象A還是要收回對(duì)象B時(shí)，都會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)對(duì)象被其它的對(duì)象所引用，因而就都回收不了，這樣就造成了內(nèi)存泄漏

如果采用強(qiáng)指針和弱指針技術(shù)，這個(gè)問題就迎刃而解了，即A和B都用弱指針來引用對(duì)方

尾述

文章基本上就到這里，文章只是對(duì) Android 源碼做了一些個(gè)人理解的東西，如有地方不對(duì)或者有不同理解的可以提出來

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最后我想說：

對(duì)于程序員來說，要學(xué)習(xí)的知識(shí)內(nèi)容、技術(shù)有太多太多，要想不被環(huán)境淘汰就只有不斷提升自己，從來都是我們?nèi)ミm應(yīng)環(huán)境，而不是環(huán)境來適應(yīng)我們

當(dāng)程序員容易，當(dāng)一個(gè)優(yōu)秀的程序員是需要不斷學(xué)習(xí)的； 從初級(jí)程序員到高級(jí)程序員，從初級(jí)架構(gòu)師到資深架構(gòu)師，或者走向管理，從技術(shù)經(jīng)理到技術(shù)總監(jiān)，每個(gè)階段都需要掌握不同的能力。早早確定自己的職業(yè)方向，才能在工作和能力提升中甩開同齡人

技術(shù)是無止境的，你需要對(duì)自己提交的每一行代碼、使用的每一個(gè)工具負(fù)責(zé)，不斷挖掘其底層原理，才能使自己的技術(shù)升華到更高的層面

Android 架構(gòu)師之路還很漫長(zhǎng)，與君共勉

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