写给Android App开发人员看的Android底层知识(1)

article/2025/11/7 9:22:44

这个系列的文章一共8篇,我酝酿了很多年,参考了很多资源,查看了很多源码,直到今天把它写出来,也是战战兢兢,生怕什么地方写错了,贻笑大方。

(一)引言

早在我还是Android菜鸟的时候,有很多技术我都不太明白,也都找不到答案,比如apk是怎么安装的,比如资源是怎么加载的。

再比如说,每本书都会讲AIDL,但我却从来没用过。四大组件也是这个问题,我只用过Activity,其它三个组件,不但没用过,甚至连它们是做什么的,都不是很清楚。

之所以这样,是因为我一直从事的是电商类App开发工作,对于这类App,基本就是由列表页和详情页组成的,所以我们每天面对的是Activity,会写这两类页面,把网络底层封装的足够强大就够了。

绝大多数App开发人员,都是如此。

但直到接触Android的插件化编程和热修复技术,才发现只掌握上述这些技术是远远不够的。

(二)还是引言

市场上有很多介绍Android底层的书籍,网上也有很多文章,但大都是给ROM开发人员看的,动辄贴出几页代码,不适合App开发人员去阅读学习。

我曾经在微信中问过老罗和老邓,你们写的书为什么我们App开发人员看不懂啊,他们就呵呵了,跟我说,他们的书就是写给ROM开发人员看的。

于是,这几年来,我一直在寻找这样一类知识,App开发人员看了能有助于他们更好的编写App程序,而又不需要知道太多这门技术底层的代码实现。

这类知识分为两种。

一种是知道概念即可,就比如说Zygote,其实App开发人员是不需要了解Zygote的,知道有这么个东西是“孕育天地”的就够了,类似的还有SurfaceFlinger、WMS这些概念。

还有一种是需要知道内部原理,就比如说Binder。关于Binder的介绍铺天盖地,但对于我们App开发人员,需要了解的是它的架构模型,只要有Client和Server,以及SM就足够了。

四大组件的底层通信机制都是基于Binder的,我们需要知道每个组件中,分别是哪些类扮演了Binder Client,哪些类扮演了Binder Server。知道这些概念,有助于我们App开发人员进行插件化编程。

(三)目录

我这个系列的文章,已经写好了下面的内容,会在接下来的每天发布一篇,共计8篇,看了这8篇文章,就可以迈进Android插件化的大门了。

  • Binder
  • AIDL
  • AMS
  • Activity
  • Service
  • ContentProvider
  • 匿名共享内存
  • BroadcastReceiver
  • PMS及App安装过程

Android底层知识,还应该包括以下内容,但是和插件化关系不大,也不是我擅长的领域,所以我只列出了大纲,没有继续写下去:

  • View和ViewGroup
  • Message、Looper和Handler
  • 权限管理
  • Android SDK工具内部原理

有兴趣的同学,可以按照我这个思路继续写下去,记得,一,少贴代码。多画图,二,一定要有趣。

接下来就详细讲那些App开发人员需要知道的Android底层知识。

(三)Binder

Binder是为了解决跨进程通信。

关于Binder的文章实在是太多了,每篇文章都能从Java层讲到C++层,App开发人员其实是没必要了解这么多内容的。我们看对App开发有用的几个点:

1)首先,Binder分为Client和Server两个进程。

注意,Client和Server是相对的。谁发消息,谁就是Client,谁接收消息,谁就是Server。

举个例子,两个进程A和B之间使用Binder通信,进程A发消息给进程B,那么这时候A是Binder Client,B是Binder Server;进程B发消息给进程A,那么这时候B是Binder Client,A是Binder Server——其实这么说虽然简单了,但还是不太严谨,我们先这么理解着。

2)其次,我们看下面这个图(摘自田维术的博客),基本说明白了Binder的组成解构:

图中的IPC就是进程间通信的意思。

图中的ServiceManager,负责把Binder Server注册到一个容器中。

有人把ServiceManager比喻成电话局,存储着每个住宅的座机电话,还是很恰当的。张三给李四打电话,拨打电话号码,会先转接到电话局,电话局的接线员查到这个电话号码的地址,因为李四的电话号码之前在电话局注册过,所以就能拨通;没注册,就会提示该号码不存在。

对照着Android Binder机制,对着上面这图,张三就是Binder Client,李四就是Binder Server,电话局就是ServiceManager,电话局的接线员在这个过程中做了很多事情,对应着图中的Binder驱动

3)接下来我们看Binder通信的过程,还是摘自田维术博客的一张图:

注:图中的SM也就是ServiceManager。

我们看到,Client想要直接调用Server的add方法,是不可以的,因为它们在不同的进程中,这时候就需要Binder来帮忙了。

  1. 首先是Server在SM这个容器中注册。
  2. 其次,Client想要调用Server的add方法,就需要先获取Server对象, 但是SM不会把真正的Server对象返回给Client,而是把Server的一个代理对象返回给Client,也就是Proxy。
  3. 然后,Client调用Proxy的add方法,SM会帮他去调用Server的add方法,并把结果返回给Client。

以上这3步,Binder驱动出了很多力,但我们不需要知道Binder驱动的底层实现,涉及到C++的代码了——把有限的时间去做更有意义的事情。

App开发人员对Binder的掌握,这些内容就足够了。

是时候总结一波了:

  1. 学习Binder,是为了更好的理解AIDL,基于AIDL模型,进而了解四大组件的原理。
  2. 理解了Binder,再看AMS和四大组件的关系,就像是Binder的两个进程Server和Client通信。

(四)AIDL

AIDL是Binder的延伸。一定要先看懂我前面介绍的Binder,再来看AIDL。要按顺序阅读。

Android系统中很多系统服务都是aidl,比如说剪切板。举这个例子,是为了让App开发人员知道AIDL无处不在,和我们距离非常近。

AIDL中需要知道下面几个类:

  • IBinder
  • IInterface
  • Binder
  • Proxy
  • Stub

当我们自定义一个aidl文件时(比如MyAidl.aidl,里面有一个sum方法),Android Studio会帮我们生成一个类文件MyAidl.java,如下图所示:

MyAidl.java这个生成文件中,包括MyAidl接口,以及Stub和Proxy两个实现了MyAidl接口的类,其中Stub是定义在MyAidl接口中的,而Proxy则定义在Stub类中。

我曾经很不理解,为什么不是生成3个文件,一个接口,两个类,清晰明了。都放在一个文件中,这是导致很多人看不懂AIDL的一个门槛。其实Android这么设计是有道理的。当有多个AIDL类的时候,Stub和Proxy类就会重名,把它们放在各自的AIDL接口中,就必须MyAidl.Stub这样去使用,就区分开了。

对照这张图,我们继续来分析,Stub的sum方法是怎么调用到Proxy的sum方法?然后又调用另一个进程的sum方法的?

起决定意义的是Stub的asInterface方法和onTransact方法。其实这个图没有画全,把完整的Binder Server也画上,就应该是这样:

1)先从Client看起,对于AIDL的使用者,我们这么写程序:

MyAidl.Stub.asInterface(某IBinder对象).sum(1, 2); //最好在执行sum方法前判空。

asInterface方法的作用是判断参数——也就是IBinder对象,和自己是否在同一个进程:

  • 是,则直接转换、直接使用,接下来就跟Binder跨进程通信无关啦;
  • 否,则把这个IBinder参数包装成一个Proxy对象,这时调用Stub的sum方法,间接调用Proxy的sum方法。

return new MyAidl.Stub.Proxy(obj);

2)Proxy在自己的sum方法中,会使用Parcelable来准备数据,把函数名称、函数参数都写入_data,让_reply接收函数返回值。最后使用IBinder的transact方法,把数据就传给Binder的Server端了。

mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_addBook, _data, _reply, 0); //这里的mRemote就是asInterface方法传过来的obj参数

———————我是Binder分界线—————-

3)Server则是通过onTransact方法接收Client进程传过来的数据,包括函数名称、函数参数,找到对应的函数,这里是sum,把参数喂进去,得到结果,返回。

    所以onTransact函数经历了读数据-->执行要调用的函数-->把执行结果再写数据的过程。

      下一篇文章要介绍的四大组件的原理,我们都可以对照着AIDL的这张图来看,比如说,四大组件的启动和后续流程,都是在和ActivityManagerService(简称AMS)来来回回的通信,四大组件给AMS发消息,四大组件就是Binder Client,而AMS就是Binder Server;AMS发消息通知四大组件,那么角色就互换。

      那么四大组件中,比如说Activity,又是哪个类扮演了Stub的角色,哪个类扮演了Proxy的角色呢?这也是我下一篇文章要介绍的,包括AMS、四大组件各自的运行原理。

      好戏即将开始。


http://chatgpt.dhexx.cn/article/Xq1L99XQ.shtml

相关文章

读懂底层,才是安卓真正开始的时候

对于android开发,我们大部分工作都是在应用层,但为了体现"技术含量",以及"知其所以然",以便在遇到具体问题时不至于束手无策,因此有必要了解底层的工作机制。 比如Android NDK 开发可能在平时的项…

Android 开发之 ---- 底层驱动开发

说到 android 驱动是离不开Linux驱动的。Android内核采用的是Linux2.6内核(最近Linux 3.3已经包含了一些Android代码)。但Android并没有完全照搬Linux系统内核,除了对Linux进行部分修正,还增加了不少内容。android 驱动主要分两种…

Android 开发之 ---- 底层驱动开发(一)

驱动概述 说到 android 驱动是离不开 Linux 驱动的。Android 内核采用的是 Linux2.6 内核 (最近Linux 3.3 已经包含了一些 Android 代码)。但 Android 并没有完全照搬 Linux 系统内核,除了对Linux 进行部分修正,还增加了不少内容。…

Android底层开发

学习书籍:Android底层开发实践 使用代码:AOSP源码 带的行表示关键点; 橙色背景的文字表示:整编log分析的关键字 绿色“待补充”文字表示:有待补充内容 -----第三章 Android系统开发环境搭建 3.1 Android上的开…

ELK日志分析系统(二)之ELK搭建部署

文章目录 引言一、Elasticsearch 集群部署(在Node1上操作)1、准备环境2、部署安装Elasticsearch软件3、配置Elasticsearch主配置文件4、创建数据存放路径并授权5、查看node1节点信息 二、Elasticsearch 集群部署(在Node2上操作)1、…

ELK日志分析系统之ELK搭建部署

文章目录 配置ELK日志分析系统1.配置elasticsearch环境2.部署elasticsearch软件2.1 安装Elasticsearch软件2.2 加载系统服务2.3 修改elasticsearch主配置文件2.4 创建数据存放文件路径并授权2.5 启动elasticsearch2.6 查看node1节点信息2.7 查看集群状态信息Elasticsearch 集群…

运维必备——ELK日志分析系统

目录 一、ELK日志分析系统概述(1)传统日志服务器的优点与缺点和为什么要使用ELK日志分析系统(2)ELK日志分析系统日志的分类(3)ELK日志分析系统的分类——Elasticsearch:——Logstash&#xff1a…

ELK 日志分析系统

目录 引言一、ELK 日志分析系统简介1. 日志服务器2. ELK 是什么3. Logstash 四种工具4. 日志处理步骤 二、Elasticsearch 的基础核心概念1. 概述2. 关系型数据库与 Elasticsearch 对应的关系3. 核心概念 三、Logstash 介绍1. logStash 的主要组件2. LogStash 主机分类 四、Kiba…

ELk日志分析系统搭建

一、什么是ELK ​ ELK是Elasticsearch Logstash Kibana 这种架构的简写. 二、ELK常见的架构 Elasticsearch Logstash Kibana 这是一种最简单的架构。这种架构,通过logstash收集日志,Elasticsearch分析日志,然后在Kibana(web界面)中展示。…

Linux 基础命令入门 创建文件

Linux 基础命令入门 创建文件 实操 从当前目录下切换到根目录下 su 或者 su root创建yibodong命名的文件夹 创建文件夹并查看列表 mkdir yibodong显示当前路径 pwd在yibodong命名的文件夹下创建一个文件YBD mkdir -p yibodong/YBD创建该文件的软连接 ln -s yibodong/YBD…

Linux之shell命令

1、shell入门 在计算机科学中,shell就是一个命令解释器。 shell是位于操作系统和应用程序之间,是他们二者最主要的接口。 shell负责把应用程序的输入命令信息解释给操作系统,将操作系统指令处理后的结果解释给应用程序。 一句话,shell就是在操作系统和应用程序之间的一个命…

Linux 基础命令入门 man

Linux 基础命令入门 man 1、使用man命令查看find命令的用法 输入Man,系统会提示您需要什么册页? man输入Man find (下图只是一部分) man find按下CtrlZ退出 2、创建以2017开头的多个文件 touch 20179999.txt 20171111.txt 2…

Linux之ping命令

【Linux常用命令速查手册】关注【入门小站】,后台回复 「1001」 自取。 ping命令是用于排除故障,测试和诊断网络连接问题的最常用的命令之一。 Ping通过将一个或多个ICMP(Internet控制消息协议)Echo请求包发送到指定目标IP并等待回…

Linux命令学习教程【建议收藏】

大家好,我是辣条。 目录 一、操作系统 二、虚拟机软件 三、Ubuntu操作系统 四、Linux内核及发行版 五、查看目录命令 六、切换目录命令 七、绝对路径和相对路径 八、创建、删除文件及目录命令 九、复制、移动文件及目录命令 十、终端命令格式的组成 十…

Linux 命令完全手册

这本《Linux 命令完全手册》将涵盖你作为开发者需要用到的 60 个核心 Bash 命令。每个命令都附有代码示例和用法提示。 这本手册遵循二八定律:你花两成的时间学习一个主题,便可获得其中八成的知识。 我觉得这种方式能给你一个全面的概述。 这本手册并…

Linux新手入门教程

下面给你讲解新手第一次接触Linux操作系统 一、学习Linux:1、Linux系统、Linux命令、ssh、websever(apache)、MySQL、缓存、PHP、Python、java、必备服务 2、Linux能做什么:企业服务器、嵌入式开发 3、Linux的学习方法(强迫自己一个学习环境)&#xff…

linux怎样打开终端命令,Linux命令-初学者入门之打开终端

打开终端 在Ubuntu 18.04系统上,您可以通过单击屏幕左上方的“ 活动”项,然后键入“terminal”, “command”, “prompt” or “shell”的前几个字母来找到终端的启动器。是的,开发人员已经为启动器设置了所有最常见的同义词,因此您应该不会有任何问题。 其他版本的Linux或…

阿里云送你Hands-on Labs X linux联名T恤——阿里云高校计划《Linux命令入门》训练营

阿里云送你Hands-on Labs X linux联名T恤——阿里云高校计划《Linux命令入门》训练营 准备工作进行实验进入考试领取T恤附:考题附:T恤网图阿里云高校计划《Linux命令入门》训练营,学习Linux命令,搭建云上博客,学完领阿里云爆款T恤。每天零点发布T恤500件,6月20前有效。活…

linux常用命令大全,入门基础版

目录 一、常用的基本命令 1.目录管理 2.进程管理 3.修改文件属性 4.文件内容查看 5.安装软件 6.Vim编辑器 7.基本属性 8.账号管理 9.用户组管理 10.磁盘管理 二、Linux 目录结构 一、常用的基本命令 1.目录管理 ls: #列出目录-a: #参数: all ,查看全部的文件,包…

Linux基本命令

目录 1、Linux的目录结构 Linux路径的描述方式 2、Linux命令入门 Linux命令基础格式 ls命令 隐藏文件、文件夹: pwd命令 cd命令 HOME目录 相对路径、绝对路径 特殊路径符 mkdir命令(常见文件) touch命令(创建文件夹&am…