framework学习路线和方法

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前言

之前分享过我转framework的经历,可以看这里《我是如何从Android开发转framework开发的》,今天根据自己实际工作感受整理出一份framework的学习路线和方法,仅供参考,如有不足,还望指正。

Android架构

做framework开发,首先必须清楚Android系统架构

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这里概括一下,Android架构共分五层,分别是:

  • 应用层(Application)

    各种上层运行的的app,包括系统内置app和第三方app,例如Launcher、Settings等

  • 框架层(Java Framework)

    提供给应用层使用的Java库,例如WMS,AMS,PMS,各种View等

  • Native层/Android运行环境

    提供给Java Framework层使用的C/C++库,例如OpenGL

  • HAL层(硬件抽象层)

    为Java Framework层提供硬件功能,例如相机、蓝牙、各种传感器等

  • 内核层

    支撑Android系统运行的Linux内核

具体说明可到Google官网查看官方对评价平台架构的说明developer.android.google.cn/guide/platf…

而我们常说的framework开发其实大多数指的是中间三层的开发,即框架层、Native层、HAL层,可想而知,framework开发的内容是非常多的,那么什么场景下需要framework开发呢,或者说framework开发能做些什么呢

开发内容

简单来说,如果需要修改Android源码,都需要framework开发支持,具体场景包括:

  • 系统定制,比如MIUI、Flyme、ColorOS、OriginOS Ocean
  • 硬件接入,常见的如车载系统的温度、车速传感器等,不同厂商的硬件标准也可能不同
  • 系统裁剪,其实也可以说是系统定制的一种,把Android中不需要的一些模块裁掉以提升系统的流畅性

学习路线

语言基本功

语言基本功对于阅读Android源码是最基础的,framework开发写代码可能不是很多,但阅读源码是家常便饭的工作,所以需要有扎实的语言功底,其中包括:

  • Java

    Java Framework作为framework开发的入口,核心功能都是用Java写的,如果你是从app开发转framework开发,这一点肯定不是问题。

  • C/C++

    因为native层和hal层都是c/c++写的。如果没有c/c++基础,也可以先从java framework做起,慢慢过渡到native层,期间需要大量补习c/c++基础。

重要技能
  • 常用的Linux命令和adb命令

    首先,Android本身是基于Linux的,其次framework开发工作都是在Linux系统中完成的,包括编译和调试,如果深入学习Linux系统,那绝对是有很大帮助的。

  • Android源码目录结构

    搞清楚每个目录下都有些什么模块,整体感受Android架构

  • Android源码下载、编译、烧录

    framework开发无非就是下载源码、阅读源码、修改源码、编译源码、烧写lib/镜像

  • 熟练掌握Android中的重要模块

    Android是一个很庞大的系统,包括很多的模块,彻底理解所有模块是十分困难的,但一些常用的模块必须需要掌握的,比如

    • Android启动流程:核心进程(init、logd、adbd、servicemanager、zygote)以及进程之间的父子关系
    • 重要服务:servicemanager、PackageManagerService等
    • App启动流程
    • SystemProperties,系统属性

    其他的根据实际工作中接触到的模块来深入学习,比如

    • WiFi
    • Bluetooth,蓝牙
    • Telephony,通话
    • Settings,系统设置
    • Launcher,桌面
    • Media,包括Camera,Video,Audio
    • Display,图像显示Surface相关
    • Storage,存储
    • Sensor,传感器
  • JNI

    java与C/C++相互调用

  • IPC(Inter-Process Communication)

    进程间通信,主要了解binder(AIDL、HIDL)

  • logcat日志抓取和分析

    通常处理一个系统bug时,首先会根据系统logcat日志来定位原因

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学习方法

网上有很多framework相关的资料,但我看了一下,大多都不系统,并且恰饭居多,根据我个人的经验总结出以下一些学习方法以及学习小技巧。

首先有条件的话最好买一本framework相关的书籍,一个是因为书籍会比较系统性,不会存在有头无尾的情况,二是书籍稍微权威一点,错误率会相对较低,如果一开始你就接受一个错误的观点,后面会很难更正过来。个人推荐《深入理解Android内核设计思想》这本书,我个人也看过这本书,感觉写得非常好,需要注意的是,这本书是以Android N的源码来展开的,所以下载源码的时候建议也下载Android N的源码。

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然后根据作者的思路和实际你download下来的源码进行学习,阅读源码的时候不用纠结每一行代码的意思,只需要找到主线即可,因为一个类或者一个方法可能涉及到多个模块的功能,你只需要找到你研究的那个模块的代码即可。如果你是从app开发转到framework,那么建议先从app的启动入口开始看起,一路追踪到Activity的创建以及onCreate()方法的执行,阅读过程中可能会比较晦涩难懂,但不用纠结,主要是感受一些framework层如何过渡到app层,这样让framework和Application衔接到一起,更容易感受到framework的轮廓和边界。

在系统性学习的过程中遇到一些边边角角知识点不懂的,可以网上查阅相关资料,扩展自己对framework的知识面。

很重要的一点,每学习完一个模块都需要对当前学习内容进行总结,最好是能绘出模块的架构图和流程图,总结能加深你对源码的理解。这里推荐使用Android Studio的plantUML插件来完成,插件官网有使用教程。

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总结

学习framework是一件非常枯燥的事情,原因在于相比于app开发的coding,framework更侧重于对源码的reading,但学习它能让我们更深入的了解Android系统,增加自身的知识储备,降低自己在行业中的可替代性,延长自己的职业生涯,提高自身身价。如果你有想法学习framework,或许我们可以一起成长。

分类:
Android
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