深入淺出 Android 系統移植與開發測試

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出版者:博碩
作者:韓超
出品人:
页数:512
译者:
出版时间:2011-5-26
价格:0
装帧:平装
isbn号码:9789862014745
丛书系列:
图书标签:
  • 驱动
  • 计算机
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  • 技术实践
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具体描述

●本書使用的程式碼以Android的開放原始碼專案為主,硬體也是比較常見的設備,確保讀者可以很容易地獲得開發環境。

●根據Android系統自身的固有特點,從Linux內核中的驅動和硬體抽象層作為切入點。

●按照Linux的開發思維,從驅動程式的角度出發,讓具有Linux開發經驗的工程師,可以更快地熟悉主要用於移動裝置開發的Android系統。

●從模擬器、高通的MSM平台、德州儀器的OMAP平台這三種硬體平台出發,全面介紹,不以偏概全,既把握共同點也突顯出差異。

●對於Android中規模和難度各不相同的子系統,抓住它們和硬體相關的共同點,採取同樣的格式和思路進行介紹,展現“從特殊到一般”的理念。

●簡要介紹各個子系統的框架,並列出程式碼路徑,對移植部分的主要呼叫部分加強提示,讓讀者更全面地掌握Android系統原理。

《Android 系统进阶:底层机制与性能优化之道》 内容梗概: 本书旨在为 Android 开发人员提供一个深入理解 Android 系统底层运行机制的视角,并在此基础上掌握高级的性能优化技巧。我们将跳出应用层开发的范畴,探索 Android 操作系统的核心架构、关键组件以及它们之间的交互方式。通过对这些底层原理的透彻分析,读者将能够更有效地解决应用性能瓶颈,设计出更稳定、更高效的 Android 应用程序。 核心内容解析: 第一部分:Android 系统架构深度剖析 Linux 内核的基石: Android 构建于 Linux 内核之上,本书将详细解析 Linux 内核在 Android 中的作用,包括进程管理、内存管理、设备驱动以及 Binder IPC 机制。理解 Linux 内核对于把握 Android 的稳定性和安全性至关重要。 Android Runtime (ART) 的演进: 深入剖析 ART 的工作原理,包括其编译模式(AOT/JIT)、垃圾回收机制、内存分配策略等。了解 ART 的内部运作能够帮助开发者优化代码执行效率,避免内存泄漏。 HAL (Hardware Abstraction Layer) 的抽象与实现: 探讨 HAL 层如何屏蔽底层硬件差异,为上层框架提供统一的接口。我们将分析常见的 HAL 模块,例如Camera HAL、Audio HAL 等,并理解如何与之进行高效交互。 Android Framework 的层次结构: 详细解析 Android Framework 的各个层次,从 Java API 层到 Native 层。理解各个组件(如 ActivityManagerService, PackageManagerService)的职责和通信机制,能够帮助开发者更好地理解系统行为,并进行更深层次的定制。 第二部分:关键系统组件的内在逻辑 Binder IPC 机制的奥秘: Binder 是 Android 中进程间通信的核心机制。本书将深入解析 Binder 的工作流程,包括 Client, Server, ServiceManager 的角色,以及数据在 Binder 驱动中的传递过程。掌握 Binder 对于理解系统服务之间的协作至关重要。 System Server 的守护: System Server 是 Android 系统中最重要的进程之一,负责启动和管理各种系统服务。我们将剖析 System Server 的启动流程,以及其如何管理和服务生命周期。 Zygote 进程的孵化: Zygote 进程是 Android 中所有 App 进程的“母体”。理解 Zygote 的预加载和进程 fork 机制,有助于我们理解 App 启动速度的根源。 WindowManagerService 的窗口管理: WindowManagerService 负责管理应用程序的窗口显示和交互。本书将解析窗口的创建、布局、动画以及触摸事件的处理流程。 第三部分:系统级性能优化与调试 内存管理与优化: 深入探讨 Android 的内存分配机制,包括堆内存、栈内存、Native 内存等。我们将学习如何使用 Android Studio 自带的内存分析工具(如 Memory Profiler, Heap Dump)定位内存泄漏,并介绍各种内存优化策略。 CPU 性能瓶颈分析: 通过 Traceview, Systrace 等工具,深入分析 CPU 使用情况,识别性能瓶颈。我们将学习如何优化算法、减少不必要的计算,以及合理利用多线程。 IO 性能优化: 分析文件读写、网络通信等 IO 操作的性能影响。我们将探讨异步 IO、缓存机制等优化手段。 图形渲染与动画性能: 深入理解 Android 的图形渲染管线,包括 View 绘制、SurfaceFlinger 的合成。学习如何优化布局、避免过度绘制,以及实现流畅的动画效果。 电池续航优化: 分析导致电池消耗过快的原因,包括后台进程、唤醒锁、网络请求等。我们将学习如何优化应用行为,最大限度地降低电池消耗。 系统级调试技巧: 介绍如何利用 adb shell, logcat, dumpsys 等工具进行系统级的调试和问题排查。掌握这些技巧能够帮助开发者快速定位和解决深层次的系统问题。 本书特色: 理论与实践相结合: 在深入讲解系统原理的同时,提供大量的代码示例和实战场景,帮助读者将理论知识转化为实际技能。 注重底层细节: 拒绝浮于表面的讲解,深入分析 Android 各个核心组件的内部实现细节。 实用的性能调优方法: 聚焦于 Android 开发中最常见和最关键的性能问题,提供行之有效的解决方案。 面向进阶开发者: 适合对 Android 系统有一定基础,并希望进一步提升自身技术深度和解决复杂问题的开发者。 通过学习本书,您将能够构建出更健壮、更高效、更具竞争力的 Android 应用程序,并具备解决 Android 系统开发中各种疑难杂症的能力。

作者简介

目录信息

01 Android 系統移植開發概述
02 Android 原始程式碼和開發環境
03 Android 系統移植的結構和方法
04 Android 的GoldFish內核和驅動
05 Android 的MSM內核和驅動
06 Android 的OMAP內核和驅動
07 顯示系統
08 使用者輸入系統
09 感測器系統
10 音訊系統
11 視訊輸出系統
12 照相機系統
13 無線區域網系統
14 藍牙系統
15 定位系統
16 電話系統
17 OpenGL 3D引擎
18 OpenMax多媒體引擎
19 多媒體系統的外掛程式
20 Copybit系統
21 警報器——即時時鐘系統
22 光系統
23 振動器系統
24 電池系統
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读后感

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用户评价

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这本书的深度和广度,让我感受到了作者在整个Android生态链条上深厚的积累。它并非局限于讲解某个特定版本的特性,而是着眼于跨版本的移植挑战和长期维护的策略。我发现,书中对一些历史遗留问题和设计决策背后的权衡考量都有深入的探讨,这使得读者不仅学会了“如何操作”,更理解了“为何如此设计”。 例如,在讨论A/B System更新机制时,作者不仅介绍了实现步骤,还追溯了早前“Seamless Updates”的演进过程,以及为何Google最终选择了当前的设计方案,这对于理解系统架构的演化至关重要。这种对“历史脉络”的梳理,让技术知识不再是孤立的点,而是被置于一个宏大的时间轴和工程决策的背景之下。阅读这本书,就像是得到了一份由资深架构师亲手整理的“行业备忘录”,它提供了一种看待和解决复杂系统问题的思维框架,而不是一套死板的SOP。它真正做到了“深入浅出”,将那些横亘在普通开发者面前的知识高墙,化为了一条条清晰可见的路径。

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我是在一个非常关键的项目节点接触到这本书的,当时团队正面临一个棘手的兼容性问题,涉及多代Android版本的底层适配。坦白说,最初我对这类“系统移植”主题的书籍抱持着一丝怀疑,觉得它们大多停留在理论的表面,对于实际的“野外生存”帮助有限。然而,这本书彻底颠覆了我的固有看法。它的叙述逻辑,简直就像一位经验丰富的老工程师在手把手地带你进行一次完整的移植流程:从Bootloader的定制、到Kernel的编译与打补丁,再到HAL层的驱动签名和SELinux策略的调整。 作者没有回避那些令人头疼的错误码和陷阱,反而将它们作为重点进行剖析,提供了多角度的调试思路。比如,在调试电源管理时,书中展示了如何通过分析PMIC寄存器状态和低功耗模式下的唤醒源追踪,来定位那些隐藏极深的耗电Bug。这种实战导向的深度剖析,远超出了我预期的理论深度,它提供的不仅仅是“做什么”的指南,更重要的是“为什么这么做”的底层原理阐述,这对于提升团队整体的系统级调试能力,起到了立竿见影的效果。

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这本书的语言风格是一种独特的混合体,它既保持了技术文档应有的严谨和准确性,又在关键的技术转折点加入了非常人性化、甚至略带幽默的“过来人”的提醒。这使得阅读体验非常流畅,丝毫没有传统技术书籍那种板着脸孔说教的感觉。作者在阐述复杂的IPC机制或内存分配策略时,会先用一个贴近生活的比喻来搭建起概念的骨架,然后再用精确的API调用和内核函数来填充血肉。 比如,讲解Binder驱动的线程池管理时,作者巧妙地将其比喻为餐厅的服务生调度,清晰地解释了为何需要Mmap和共享内存,以及如何避免死锁。这种叙事手法的切换自如,让原本晦涩难懂的Linux内核知识点,变得触手可及。我特别欣赏作者在不同技术栈切换时的过渡句,它们自然而然地引导读者从用户空间平滑地过渡到内核空间,再无缝衔接到硬件抽象层,这种连贯性极大地帮助读者构建起一个完整的Android系统运行模型。

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这本书的装帧设计着实让人眼前一亮,封面采用了一种低饱和度的深蓝与亮眼的橙色进行撞色搭配,显得既专业又不失活力。初次翻阅时,我立刻被其排版布局所吸引。章节标题使用了清晰、粗体的无衬线字体,正文部分则采用了易于长时间阅读的衬线字体,行距和字间距都经过了精心的调校,即便是像我这样对细节比较挑剔的读者,也能感受到作者在版式设计上的用心。 更值得称道的是,全书的插图和图示质量极高,并非那种随随便便拼凑的截图,而是经过了重新绘制和标注的流程图、架构图,很多复杂的系统调用关系通过三维立体的示意图展现出来,让那些抽象的技术概念瞬间变得具象化。例如,在介绍驱动层与内核交互的部分,作者提供的可视化模型,比起阅读纯文字的官方文档要高效得多。这种对视觉体验的重视,无疑极大地降低了初学者接触底层技术时的心理门槛,让人在阅读时,感觉更像是在进行一场有引导的探索,而不是枯燥的知识灌输。这本书的纸张触感也非常舒服,哑光处理,阅读时不会产生令人不适的反光。

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从测试和验证的角度来看,这本书的价值体现得尤为突出。通常,很多开发书籍只关注如何“实现”功能,而对“如何证明它稳定可靠”一笔带过。然而,这本书在每一项关键的移植工作完成后,都配套了一套详尽的回归测试方案和性能基准测试的指导。它不仅仅是告诉你编译通过了就好,而是深入讲解了如何构建一套自动化测试框架来应对碎片化的硬件环境。 书中详细介绍了如何利用Android VTS/CTS框架的原理,来构建针对特定平台定制化的合规性测试用例。更让人称赞的是,它还涉及了非功能性需求的测试,比如在极端温度下的系统稳定性测试流程,以及如何使用性能分析工具(如ftrace或Perfetto)来量化移植后的性能损耗或提升。对于任何需要交付高可靠性嵌入式产品的团队来说,这种对测试环节的重视和细致入微的指导,是这本书最宝贵的财富之一。

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