具体描述
本书是笔者“深入理解Android”系列的第四本。本书将关注Android系统中至关重要的部分——Java虚拟机ART。随着Android设备的大规模普及，ART虚拟机已经成为当今使用最为广泛的JVM之一。所以，对ART虚拟机进行研究有着非同寻常的意义。本书的出现在一定程度上填补了这方面的空白。
本书核心内容：（1）.class、.dex和ELF文件格式介绍、阅读源码所需的C++11基础知识。（2）以编译原理为基础，介绍ART虚拟机编译相关的知识。（3）以ARTRuntime对象的创建为主线，介绍主要的模块及一些关键类、数据结构等知识。（4）ART虚拟机中类的解析、加载、链接、初始化等。（5）dex字节码转机器码的核心进程dex2oat以及.oat和.art文件格式。（6）ART虚拟机的解释执行、JIT和JNI等知识。（7）Java线程执行相关的知识，包括线程暂停和恢复运行、synchronized、Objectwait/notify的实现、volatile变量的读写处理等。（8）内存分配和释放相关的知识。（9）和垃圾回收有关的基础知识，相关垃圾回收器的代码实现、JavaReference的处理等
作者简介
邓凡平
资深Android技术专家，国内早期从事Android技术研究和开发的工程师之一。从底层的虚拟机，到中间的系统层和框架层，再到上层的各种应用，它对整个Android系统的源代码有非常深入的研究和理解。策划并撰写了“深入理解Android”系列图书（目前已出版8本），累计销量超过10万册，是广大Android工程师系统、深入了解Android系统源代码的首选。
目前就职于民生银行总行科技部创新技术研究院，钻研和探索物联网等新技术在金融领域中的应用。曾就职于索尼移动，担任资深软件架构师。
他本人已出版著作：
《深入理解Android：卷I》（2011年）
《深入理解Android：卷II》（2012年）
《深入理解Android：Wi-Fi、NFC和GPS卷》（2014年）
目录信息
前言
第1章 本书必读1
1.1 概述1
1.2 准备环境和工具2
1.2.1 准备源代码2
1.2.2 准备Source Insight2
1.2.3 准备模拟器和自制系统镜像5
1.2.4 小结8
1.3 本书的内容9
1.4 本书资源下载说明12
第2章 深入理解Class文件格式13
2.1 Class文件格式总览13
2.2 常量池及相关内容14
2.2.1 常量项的类型和关系14
2.2.2 信息描述规则18
2.2.3 常量池实例剖析19
2.3 field_info和method_info19
2.4 access_flags介绍21
2.5 属性介绍22
2.5.1 属性概貌22
2.5.2 Code属性23
2.5.3 LineNumberTable属性25
2.5.4 LocalVariableTable属性26
2.6 Java指令码介绍27
2.6.1 指令码和助记符27
2.6.2 如何阅读规范28
2.7 学习路线推荐30
2.8 参考资料30
第3章 深入理解Dex文件格式31
3.1 Dex文件格式总览31
3.1.1 Dex和Class文件格式的区别31
3.1.2 Dex文件格式的概貌35
3.2 认识Dex文件36
3.2.1 header_item36
3.2.2 string_id_item等37
3.2.3 class_def38
3.2.4 code_item40
3.3 Dex指令码介绍41
3.3.1 insns的组织形式41
3.3.2 指令码描述规则42
3.4 学习路线推荐44
3.5 参考资料45
第4章 深入理解ELF文件格式46
4.1 概述46
4.2 ELF文件格式介绍46
4.2.1 ELF文件头结构介绍47
4.2.2 Linking View下的ELF52
4.2.3 Execution View下的ELF61
4.2.4 实例分析：调用动态库中的函数65
4.2.5 ELF总结72
4.3 学习路线推荐73
4.4 参考资料73
第5章 认识C++1174
5.1 数据类型76
5.1.1 基本内置数据类型介绍76
5.1.2 指针、引用和void类型77
5.1.3 字符和字符串81
5.1.4 数组82
5.2 C++源码构成及编译83
5.2.1 头文件示例83
5.2.2 源文件示例85
5.2.3 编译86
5.3 Class介绍88
5.3.1 构造、赋值和析构函数89
5.3.2 类的派生和继承97
5.3.3 友元和类的前向声明103
5.3.4 explicit构造函数105
5.3.5 C++中的struct106
5.4 操作符重载106
5.4.1 操作符重载的实现方式107
5.4.2 输出和输入操作符重载108
5.4.3 ->和*操作符重载110
5.4.4 new和delete操作符重载111
5.4.5 函数调用运算符重载117
5.5 函数模板与类模板118
5.5.1 函数模板119
5.5.2 类模板122
5.6 lambda表达式125
5.7 STL介绍127
5.7.1 string类128
5.7.2 容器类129
5.7.3 算法和函数对象介绍134
5.7.4 智能指针类138
5.7.5 探讨STL的学习140
5.8 其他常用知识141
5.8.1 initializer_list141
5.8.2 带作用域的enum141
5.8.3 constexpr142
5.8.4 static_assert143
5.9 参考资料143
第6章 编译dex字节码为机器码145
6.1 编译器全貌介绍147
6.2 编译器前端介绍150
6.2.1 词法分析和lex151
6.2.2 语法分析和yacc160
6.2.3 语义分析和IR生成介绍171
6.3 优化器介绍175
6.3.1 构造CFG176
6.3.2 分析和处理CFG181
6.3.3 数据流分析与SSA191
6.3.4 IR优化204
6.4 ART中的IR—HInstruction222
6.4.1 ART中的IR222
6.4.2 IR之间的关系225
6.4.3 ART IR对象的初始化231
6.5 寄存器分配233
6.5.1 LSRA介绍235
6.5.2 LSRA相关代码介绍247
6.6 机器码生成相关代码介绍271
6.6.1 GenerateFrameEntry272
6.6.2 VisitAdd和VisitInstance-FieldGet273
6.6.3 GenerateSlowPaths275
6.7 总结277
6.8 参考资料280
第7章 虚拟机的创建283
7.1 概述284
7.1.1 JniInvocation Init函数介绍286
7.1.2 AndroidRuntime startVm函数介绍287
7.2 Runtime Create介绍288
7.2.1 Create函数介绍288
7.2.2 Init函数介绍290
7.3 MemMap与OatFileManager293
7.3.1 MemMap介绍293
7.3.2 OatFileManager介绍298
7.4 FaultManager介绍302
7.4.1 信号处理和SignalAction介绍302
7.4.2 FaultManager介绍307
7.5 Thread介绍311
7.5.1 Startup函数介绍311
7.5.2 Attach函数介绍312
7.6 Heap学习之一325
7.6.1 初识Heap中的关键类326
7.6.2 Heap构造函数第一部分337
7.7 JavaVMExt和JNIEnvExt340
7.7.1 JavaVMExt341
7.7.2 JNIEnvExt343
7.7.3 总结344
7.8 ClassLinker345
7.8.1 关键类介绍345
7.8.2 ClassLinker构造函数352
7.8.3 InitFromBootImage353
7.8.4 ClassLinker总结360
7.9 总结和阅读指导362
第8章 虚拟机的启动363
8.1 Runtime Start364
8.2 初识JNI365
8.2.1 JNI中的数据类型365
8.2.2 ScopedObjectAccess等辅助类367
8.2.3 常用JNI函数介绍369
8.3 Jit LoadCompilerLibrary373
8.4 Runtime InitNativeMethods374
8.4.1 JniConstants Init374
8.4.2 RegisterRuntimeNative Methods375
8.4.3 WellKnownClasses Init和LastInit376
8.5 Thread相关376
8.5.1 Runtime InitThreadGroups377
8.5.2 Thread FinishSetup377
8.5.3 Runtime StartDaemonThreads380
8.6 Runtime CreateSystemClassLoader381
8.7 类的加载、链接和初始化383
8.7.1 关键类介绍383
8.7.2 SetupClass392
8.7.3 LoadClass相关函数393
8.7.4 LinkClass相关函数398
8.7.5 DefineClass414
8.7.6 Verify相关函数416
8.7.7 Initialize相关函数424
8.7.8 ClassLinker中其他常用函数426
8.7.9 ClassLoader介绍437
8.8 虚拟机创建和启动关键内容梳理445
第9章 深入理解dex2oat447
9.1 概述448
9.2 ParseArgs介绍452
9.2.1 CompilerOptions类介绍453
9.2.2 ProcessOptions函数介绍454
9.2.3 InsertCompileOptions函数介绍455
9.3 OpenFile介绍456
9.4 Setup介绍458
9.4.1 Setup代码分析之一458
9.4.2 Setup代码分析之二464
9.4.3 Setup代码分析之三474
9.4.4 Setup代码分析之四484
9.5 CompileImage484
9.5.1 Compile485
9.5.2 ArtCompileDEX496
9.5.3 OptimizingCompiler JniCompile499
9.5.4 OptimizingCompiler Compile527
9.6 OAT和ART文件格式介绍544
9.6.1 OAT文件格式544
9.6.2 ART文件格式550
9.6.3 oatdump介绍554
9.7 总结561
第10章 解释执行和JIT562
10.1 基础知识564
10.1.1 LinkCode564
10.1.2 Runtime ArtMethod566
10.1.3 栈和参数传递572
10.2 解释执行580
10.2.1 art_quick_to_interpreter_bridge580
10.2.2 artQuickToInterpreter-Bridge582
10.2.3 EnterInterpreterFromEntry-Point584
10.2.4 调用栈的管理和遍历593
10.3 ART中的JIT599
10.3.1 Jit、JitCodeCache等600
10.3.2 JIT阈值控制与处理609
10.3.3 OSR的处理612
10.4 HDeoptimize的处理615
10.4.1 VisitDeoptimize相关616
10.4.2 QuickExceptionHandler相关618
10.4.3 解释执行中关于Deoptimize的处理621
10.5 Instrumentation介绍623
10.5.1 MethodEnterEvent和MethodExitEvent624
10.5.2 DexPcMovedEvent625
10.6 异常投递和处理625
10.6.1 抛异常626
10.6.2 异常处理629
10.7 总结635
第11章 ART中的JNI636
11.1 JavaVM和JNIEnv637
11.1.1 JavaVMExt相关介绍638
11.1.2 JNIEnvExt介绍642
11.2 Java native方法的调用644
11.2.1 art_jni_dlsym_lookup_stub644
11.2.2 art_quick_generic_jni_trampoline646
11.3 CallStaticVoidMethod651
11.4 JNI中引用型对象的管理653
11.4.1 关键类介绍653
11.4.2 JniMethodStart和JniMethod-End657
11.4.3 IndirectReferenceTable相关函数658
11.4.4 NewObject和jobject的含义660
11.4.5 JNI中引用对象相关662
11.4.6 PushLocalFrame和PopLocalFrame663
11.4.7 回收引用对象664
11.5 总结666
第12章 CheckPoints、线程同步及信号处理668
12.1 CheckPoints介绍669
12.1.1 设置Check Point标志位670
12.1.2 Check Points的设置672
12.1.3 执行检查点处的任务676
12.2 ThreadList和ThreadState681
12.2.1 线程ID683
12.2.2 RunCheckpoint和Dump684
12.2.3 SuspendAll和ResumeAll687
12.2.4 Thread状态切换690
12.3 线程同步相关知识691
12.3.1 关键类介绍692
12.3.2 synchronized的处理697
12.3.3 Object wait、notifyAll等705
12.4 volatile成员的读写707
12.4.1 基础知识707
12.4.2 解释执行模式下的处理711
12.4.3 机器码执行模式的处理712
12.5 信号处理714
12.5.1 zygote进程的处理714
12.5.2 非zygote进程的处理716
12.6 总结719
第13章 内存分配与释放720
13.1 Space等关键类介绍722
13.2 ZygoteSpace723
13.3 BumpPointerSpace和RegionSpace725
13.3.1 BumpPointerSpace726
13.3.2 RegionSpace733
13.4 DlMallocSpace和RosAlloc-Space740
13.4.1 DlMallocSpace741
13.4.2 RosAllocSpace745
13.4.3 rosalloc介绍748
13.5 LargeObjectMapSpace760
13.6 new-instance/array指令的处理762
13.6.1 设置内存分配器762
13.6.2 解释执行模式下的处理767
13.6.3 机器码执行模式下的处理770
13.6.4 Heap AllocObjectWith-Allocator773
13.7 细观Space779
13.7.1 Space类779
13.7.2 ContinuousSpace和Discon-tinuousSpace类781
13.7.3 MemMapSpace和Continuous MemMapAllocSpace类782
13.7.4 MallocSpace类783
13.8 Heap学习之二784
13.8.1 Heap构造函数784
13.8.2 关键类介绍792
13.8.3 ObjectVisitReferences806
13.9 总结812
第14章 ART中的GC813
14.1 GC基础知识814
14.1.1 Mark-Sweep Collection原理介绍815
14.1.2 Copying Collection原理介绍817
14.1.3 Mark-Compact Collection原理介绍818
14.1.4 其他概念819
14.2 Runtime VisitRoots819
14.2.1 关键数据结构821
14.2.2 Thread VisitRoots824
14.3 ART GC概览827
14.3.1 关键数据结构827
14.3.2 ART GC选项830
14.3.3 创建回收器和设置回收策略832
14.4 MarkSweep835
14.4.1 Heap相关成员变量取值情况835
14.4.2 MarkSweep概貌837
14.4.3 MarkingPhase840
14.4.4 PausePhase848
14.4.5 ReclaimPhase851
14.4.6 FinishPhase857
14.4.7 PartialMarkSweep857
14.4.8 StickyMarkSweep858
14.4.9 Concurrent MarkSweep864
14.4.10 Parallel GC868
14.4.11 MarkSweep小结869
14.5 ConcurrentCopying870
14.5.1 InitalizePhase871
14.5.2 FlipThreadRoots873
14.5.3 MarkingPhase881
14.5.4 ReclaimPhase883
14.5.5ConcurrentCopying小结885
14.6 MarkCompact885
14.6.1 MarkingPhase886
14.6.2 ReclaimPhase889
14.6.3 MarkCompact小结891
14.7 SemiSpace892
14.7.1 InitializePhase893
14.7.2 MarkingPhase894
14.7.3 SemiSpace小结898
14.8 Java Reference对象的处理899
14.8.1 基础知识899
14.8.2 MarkSweep中Reference对象的处理903
14.8.3ReferenceProcessor904
14.8.4 PhantomReference的处理912
14.8.5 finalize函数的调用913
14.8.6 Reference处理小结917
14.9 Heap学习之三917
14.9.1 Heap Trim917
14.9.2 CollectGarbageInternal919
14.9.3 PreZygoteFork924
14.9.4 内存碎片的解决926
14.10 总结927
14.11 参考资料928
· · · · · · (收起)
读后感
用户评价
这本书的行文风格非常引人入胜，它成功地将晦涩的系统级概念转化为可以被普通开发者理解的语言，这一点非常了不起。它没有采用那种高高在上、拒人于千里之外的学术腔调，反而像是一个资深前辈在深夜里，泡着茶，耐心地跟你分享他多年踩坑的经验和对技术的热爱。这种亲切感，让原本枯燥的源码分析变得像听一场精彩的技术演讲。比如，在讲解自定义View的绘制流程时，作者不仅描述了measure、layout和draw的调用顺序，还结合Vsync信号和Choreographer机制，解释了为什么在某些特定情况下会出现界面卡顿（Jank）。他仿佛带着你的思想，一同进入了Android的渲染管道深处，亲眼目睹图形缓冲区是如何被填充、如何被提交给SurfaceFlinger，最终呈现在屏幕上的。这种沉浸式的学习体验，极大地激发了我主动去调试和验证书中描述的每一个细节的动力。它教会我的不仅是技术，更是一种对代码质量负责到底的工匠精神。读完之后，我感觉自己不再是那个只会调用API的“调包侠”，而是真正有能力去审视和改进应用底层架构的工程师。
读完这套书，我最大的感受是，作者对细节的把控达到了令人发指的地步，这种严谨性在当前的很多技术书籍中已经非常罕见。它不是那种追求广度而牺牲深度的“入门速成”读物，而是真正致力于对核心概念进行“手术刀式”的解剖。特别是对于内存管理和性能优化这部分内容的阐述，简直是教科书级别的示范。作者清晰地梳理了Java内存模型与Android特定环境下的内存回收机制，并结合实际场景分析了OOM产生的常见诱因及规避策略。我之前总是在性能瓶颈出现后才去头疼如何优化，但这本书提供了一种前瞻性的视角——如何从设计之初就避免这些陷阱。他不仅告诉你哪些操作是“慢”的，更重要的是，他解释了为什么慢，以及系统层面是如何进行调度和管理的。阅读过程中，我经常会停下来，拿起一个以前写过的项目，对照书中的原理去反思自己的设计决策，那种醍醐灌顶的感觉无以言表。如果你只是想找一本快速实现某个功能的工具书，这本书可能显得有些“慢热”，但如果你渴望构建一个健壮、高效、可维护的Android应用，这本书就是你最好的陪练和导师。它要求你投入时间去理解每一个机制背后的权衡与取舍，但你投入的每一分钟，都会在未来的开发工作中得到百倍的回报。
坦率地说，这本书的深度已经超越了我对一本“Android开发”书籍的常规预期。它更像是为那些已经有一定项目经验，但总感觉自己停留在“框架使用者”层面的开发者准备的“进阶通行证”。最让我印象深刻的是其中关于组件间通信和数据同步策略的探讨。作者没有止步于介绍Intent的用法，而是深入分析了不同进程间数据传递的序列化开销、内存拷贝的效率问题，并对比了各种异步消息处理框架的优缺点，甚至涉及到了Google官方在不同Android版本中引入新机制背后的设计哲学和演进思路。这种历史的纵深感和对设计意图的尊重，是很多新近出版的、侧重于新框架的图书所缺乏的。阅读它，你会发现很多看似合理的“最佳实践”，在特定的系统环境下可能隐藏着性能陷阱，而作者正是提前为你标注好了这些“雷区”。我花了很长时间才消化完其中关于系统启动过程的部分，但一旦理解透彻，我再去看系统日志和应用启动耗时分析时，思路就豁然开朗了。这本书需要的不是快速翻阅，而是需要耐心咀嚼和反复回味，它是一本值得放在手边，随时取阅参考的案头书。
这本书最成功的一点是，它构建了一个完整而自洽的知识体系，将Android的方方面面——从操作系统内核的移植、到框架层的服务实现、再到应用层的最佳实践——都以一种高度关联的方式组织起来。很多技术书籍都是碎片化的，A章节讲UI，B章节讲网络，两者之间缺乏有机的联系。但《深入理解Android》却巧妙地将这些模块编织成一张巨大的网。例如，当讲解到View的测量和布局时，作者会自然地回溯到主线程的Looper机制，解释为什么布局操作必须在主线程完成；而在讲解到异步任务时，他又会联系到Handler的内存泄漏问题，将知识点前后呼应。这种结构上的精妙安排，使得学习过程不再是孤立的知识点积累，而是一种系统思维的培养。它教会你如何从一个宏观的系统角度去看待每一个具体的功能实现，明白你写的一行代码，最终是如何在Linux内核、Dalvik/ART虚拟机和各种系统服务的协同下被执行的。对于想要成为架构师或深入底层驱动的工程师来说，这本书提供的思维框架价值远超其内容本身，它重塑了我对移动开发的认知结构，是近年来我阅读过的最具启发性的技术著作之一。
这本《深入理解Android》真是一本让人欲罢不能的技术宝典！我完全沉浸在作者那如同庖丁解牛般精湛的剖析之中，尤其是关于Binder机制和四大组件生命周期的讲解，简直是化腐朽为神奇。记得我刚接触Android时，那些关于IPC通信和Activity生命周期回调的细节总是让我头疼不已，感觉像是在迷雾中摸索。但这本书不同，它不是那种干巴巴地罗列API文档的教科书。作者像是经验丰富的老船长，不仅指引了航线，更重要的是，他教会了我们如何识别海图上的暗礁和漩涡。他没有停留在“是什么”的层面，而是深入挖掘了“为什么会这样”以及“在底层是如何实现的”。举个例子，当讲到Activity的启动流程时，那种从Launcher到AMS，再到ActivityManagerService的完整链条展示，配上清晰的流程图和关键代码片段，让我感觉所有的知识点一下子串联了起来，如同打通了任督二脉。即便是那些看似枯燥的系统服务原理，也被作者用生动的比喻和实际的调试案例串联起来，读起来毫无晦涩感，反而充满了一种探索未知的兴奋感。这本书对那些想要从“会用”到“精通”的开发者来说，简直是不可多得的指路明灯，它让你真正建立起对Android操作系统坚实而深刻的理解，而不是停留在表面的框架调用上。我强烈推荐给所有对系统底层有好奇心的同行们，相信我，翻开它，你将打开一个全新的Android世界的大门。
先打个四星，邓先生对不起，我买不起正版，只好先买个盗版看看了。看完改评论。
看了两遍，才感受到作者写这本书是多么的辛苦，多么想让读者看懂，致敬！
感觉还是挺有收获的，对于虚拟机中如何表示java有了全新认识，墙裂推荐～
各种点总结的都比较到位，有些章节阅读起来比较费时间，但是市面上基本没有可以打败这本书的Android虚拟机相关书籍了
感觉还是挺有收获的，对于虚拟机中如何表示java有了全新认识，墙裂推荐～
