如何阅读 Android 系统源码 —— Java 篇

1. 工具篇 —— AIDEGen + Android Studio

AIDEGen，我叫它 “爱得跟”，大概是 Android10 中，google 推出的一个工具，用于方便开发者使用 IDE 来查看和修改系统源码。AIDEGen + Android Studio 非常适合用于阅读与修改 Android 系统 Java 代码。

使用 “爱得跟” 之前我们需要做一些准备工作，编译 sdk：

source build/envsetup.sh
lunch sdk-eng
# or
#lunch sdk-userdebug
# or
#lunch sdk-user
make sdk

接着我们需要去 google 官方下载 Android Studio，并将其放到 /opt 目录下。这推荐使用 3.6.3 版本，与我们的 Android10_r41 更为匹配。

接下来，选择我们的目标 Product：

source build/envsetup.sh
lunch aosp_x86_64-eng  #也可以是其他 product

做好以上准备工作后，我们就可以打开系统模块了，：

# Settings 是系统应用 设置
aidegen Settings -i s  # -i 表示使用ide，s 表示 Android Studio

# 也可以打开一个路径，确保这个路径下有 Android.bp 或者 Android.mk 即可
aidegen frameworks/base/services -i s

稍作等待，Android Studio 就打开了，不过现在还不能直接使用，我们还需要做一些基本的配置:

Android Studio 打开后，右下角会出现一个提示框（如果没有出现，点击 file -> Invalidate Caches -> Invalidate and Restart）：

点击 Configure，出现以下界面：

点击 ok 即可。

接着配置 jdk 和 sdk，点击 file -> Project Structure：

接着点击 + 号：

点击 Add JDK：

选择源码下的 prebuilts/jdk/jdk9/linux-x86,然后点击 ok:

接着将 name 修改为 aosp10-jdk9，然后点击右下角 apply:

接着点击 + 号，添加 Android SDK：

选择系统源码目录下的 out/host/linux-x86/sdk/sdk/android-sdk_eng.zzh0838_linux-x86 (最后一个文件夹的名字和你的用户名相关，你的和我的可能不一样)，然后点击 ok：

接着 Java SDK 选择刚刚添加的 aosp10-jdk9，点击 ok：

接着，修改 skd 的名字为 aosp10-android-sdk29:

点击 ok 即可。

接着我们需要配置项目的 sdk，点击 file -> Project Structure，点击左侧 Project，右侧 SDK 选项选择 aosp10-android-sdk：

点击左侧 Modules，中间选择 Settings，右侧 Module SDK 选择 Project SDK：

接着，中间选择 dependencies-Settings，右侧 Module SDK 选择 Project SDK：

最后点击 apply，项目开始重新索引，项目内绝大部分类方法变量均可正确跳转。

至此，配置完成。

2. 手段篇 —— Java 源码的阅读

Java 源码我们一般通过以下两种方法阅读：

Log + 打印调用栈
AIDEGen + Android Studio + 断点调试

针对启动相关的源码，一般是使用第一种方法阅读，接下来我们来看看如何阅读系统启动过程中的重要进程 SystemServer：

首先找到 SystemServer：

#源码根目录下
cd frameworks

find . -name "SystemServer*"
./base/cmds/svc/src/com/android/commands/svc/SystemServerCommand.java
./base/services/java/com/android/server/SystemServer.java
./base/services/core/java/com/android/server/SystemServerInitThreadPool.java

# aidengen 打开
aidegen frameworks/base/services

在 Android Studio 中我们打开 SystemServer.java，找到 main 方法，并添加下面的代码：

public static void main(String[] args) {

    //通过打印 log 了解程序的运行状况
    Log.d("yuandaima", "SystemServer is starting");
    //通过打印堆栈了解方法的调用路径
    printStackTrace(Thread.currentThread());
        
    new SystemServer().run();
}

 

//打印调用堆栈的方法
public static void printStackTrace(Thread thread) {
        for (StackTraceElement e : thread.getStackTrace()) {
            Log.d("yuandaima", e.toString());
        }
}

接着我们编译系统，开启模拟器，然后获取日志信息：

rice14:/ # logcat | grep "yuandaima"
05-10 21:37:04.719  1641  1641 D yuandaima: SystemServer is starting
05-10 21:37:04.720  1641  1641 D yuandaima: dalvik.system.VMStack.getThreadStackTrace(Native Method)
05-10 21:37:04.721  1641  1641 D yuandaima: java.lang.Thread.getStackTrace(Thread.java:1720)
05-10 21:37:04.721  1641  1641 D yuandaima: com.android.server.SystemServer.printStackTrace(SystemServer.java:350)
05-10 21:37:04.721  1641  1641 D yuandaima: com.android.server.SystemServer.main(SystemServer.java:362)
05-10 21:37:04.721  1641  1641 D yuandaima: java.lang.reflect.Method.invoke(Native Method)
05-10 21:37:04.721  1641  1641 D yuandaima: com.android.internal.os.RuntimeInit$MethodAndArgsCaller.run(RuntimeInit.java:492)
05-10 21:37:04.721  1641  1641 D yuandaima: com.android.internal.os.ZygoteInit.main(ZygoteInit.java:908)

通过打日志我们可以了解系统程序的运行状况以及一些关键参数，通过调用堆栈我们可以了解程序运行过程中方法的一个调用流程。

非启动相关的源码，通常结合两种方法来阅读。接下来我们看看如何断点调试系统 App：

首先，我们开一个新的终端，打开模拟器：

source build/envsetup.sh
lunch aosp_x86_64-eng
emulator

接着我们在 Settings/AndroidManifest.xml 查找到 Settings App 的首 Activity 为 SettingsHomepageActivity，我们在其 onCreate 出打一个断点：

接着在 Android 模拟器中打开 Settings 应用。

接着点击 android studio 的 debug 按钮：

在弹出的窗口中，依次选择 Settings 和 com.android.settings,然后点击 ok：

在模拟器中，点击返回键，再次进入 Settings 应用，即可进入调试界面：

接着我们就可以顺利的进行调试了。

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