深入理解Android核心设计思想：核心解构篇 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　　探索和品味Android大师们的内核设计艺术
　　历经4次重大改版，10余次修订，耗时3年完成重量级巨着
　　伴随Android的高速发展，本书终于与读者见面了。

　　一本读得懂、用得上，帮助解决专案项目难点的权威指南。Android游戏制作教程，Android SDK宝典！

　　全书分为编译篇、系统原理篇、应用原理篇、系统工具篇共4篇22章，基于Android SDK最新版本，全面剖析了行程/执行绪、记忆体管理、Binder机制、GUI显示系统、多媒体管理、输入系统等核心知识在Android中的实作原理。

　　透过大量情境图片与实例来引导读者学习，由总体框架再到细节实作，为读者提供由“整体到局部”、“由点及面”的科学方法，全面理解Android内核提供“思维捷径”明白“是什么”、“有什么用”，然后才剖析“如何做到的”。

　　“Hello World”式的入门向导——结合编译系统的架构和内部原理，为各厂商客制化自己的Android产品提供了参考范例。

　　根据多年的Android专案开发和培训经验，「研发人员（包括系统开发和应用程式开发）参与实际Android专案所需具备的知识」，如Intent匹配规则、应用程式的资源适配过程、字元编码的处理、Widget机制、应用程式的编译封装等。

　　包含「Android和OpenGL ES、资讯安全基础概述」等大部分相关书籍未涵盖的Android「根基」——经久不衰的知识理论。

　　本书所阐述的知识点大部分来源于专案研发的经验总结，因而具有较强的实用性，做到真正贴近读者，贴近开发需求。

　　《深入理解Android内核设计思想》既适合Android系统工程师，也适合于应用开发工程师来阅读提升Android开发能力。

　　读者可以在《深入理解Android内核设计思想》潜移默化的学习过程中更深刻地理解Android系统，并将所学知识自然地应用到实际开发难题的解决中。

　　（1）通过大量情景图片与实例引导读者学习，提供更易于理解内核思想的“思维捷径”

　　（2）本书的出发点仍是作业系统的经典原理根基——贯穿其中的是经久不衰的理论知识

　　（3）内容由浅入深、由总体框架再到细节实作。尽可能避免阅读技术书籍时“看了后面忘了前面”的现象

　　（4）许多书籍仍停留在Android 2.3或者更早期的版本。虽然原理类似，但对于专案研发需要最新的开发版本

　　（5）“Hello World”式的入门向导——结合编译系统的架构和内部原理，为客制化Android产品提供范例

　　（6）所阐述的知识点源于专案研发的经验总结，因而具有较强的实用性，做到真正贴近读者符合开发需求

深入理解计算机系统：从硬件到软件的全面解析 本书简介 在信息技术飞速发展的今天，计算机系统已成为我们日常生活和工作中不可或缺的一部分。然而，对于许多开发者和技术爱好者而言，计算机系统底层的复杂性往往构成了一道难以逾越的鸿沟。《深入理解计算机系统：从硬件到软件的全面解析》正是一本旨在系统性、深入浅出地揭示计算机系统运作原理的权威著作。它以严谨的科学态度和清晰的逻辑结构，带领读者穿越硬件、操作系统、编译器和网络协议的重重迷雾，直抵计算机科学的核心。 本书并非仅仅停留在概念的罗列，而是力求构建一个完整且相互关联的知识体系。它以前瞻性的视角，将计算机系统视为一个多层次的集成体，从最底层的电子元件到最上层的应用程序，层层剖析，确保读者能够理解每一层组件如何协同工作，共同支撑起我们日常使用的复杂软件。 第一部分：数据的表示与运算——计算机的基石 本部分聚焦于计算机系统中最基础的层面：数据的处理和表示。我们从二进制开始，这是理解一切数字计算的基础。读者将深入探究定点数和浮点数的编码标准（如IEEE 754），理解为什么浮点运算可能存在精度误差，以及如何在编程实践中有效地处理这些误差。 随后，本书将转向整数运算。我们详细讲解了补码表示法，并分析了溢出在不同位宽下的表现和影响。通过对逻辑运算和位级运算的深入探讨，读者将掌握如何通过位操作优化性能，以及理解C语言中各种数据类型在内存中的实际布局。 更进一步，我们探讨了程序的机器级表示。这部分是连接高级语言与底层硬件的关键桥梁。读者将学习汇编语言的基本语法和指令集结构（着重于x86-64架构），理解函数调用约定（包括参数传递、栈帧管理和返回值处理），以及编译器如何将高级C代码转化为可执行的机器指令。这对于理解性能瓶颈、调试底层错误至关重要。 第二部分：处理器架构与内存系统——性能的决定因素 计算机的执行效率很大程度上取决于其处理器设计和内存访问策略。本部分将揭示现代高性能处理器的内部工作机制。 我们将详细介绍指令级并行（ILP）技术，包括流水线技术的原理与冲突处理（数据冒险、控制冒险）。接着，我们深入剖析乱序执行（Out-of-Order Execution）和分支预测的复杂算法，解释处理器如何通过预测未来的执行路径来掩盖指令延迟，从而提升吞吐量。 内存系统是另一个核心议题。本书系统阐述了存储器的层次结构，从寄存器、SRAM到DRAM，解释了不同存储介质的访问延迟和成本差异。其中，Cache的工作原理是重中之重。我们将讲解Cache的映射策略（直接映射、组相联、全相联）、写策略（写直达、写回）以及替换策略。通过对局部性原理（时间局部性和空间局部性）的透彻分析，读者将能理解如何编写出“缓存友好”的代码，从而最大限度地提高程序运行速度。 此外，我们还会探讨虚拟内存机制。这不仅是隔离进程的关键，也是实现大容量内存抽象的手段。内容包括页表结构、TLB（转换后援缓冲器）的作用，以及缺页中断（Page Fault）的处理流程。 第三部分：操作系统：资源管理与抽象 操作系统是连接硬件和应用程序的中间件。本书将从系统调用的角度，深入解析操作系统的核心功能。 首先，我们剖析进程与线程的概念，理解它们在内核中的表示（如进程控制块PCB），以及用户态与内核态的切换机制。我们将详尽讲解进程的创建、调度与终止过程，并对比不同的调度算法（如优先级调度、时间片轮转）。 随后，本书重点讲解并发编程带来的挑战与解决方案。在多核处理器时代，并发是常态。我们将详细讨论竞态条件、死锁、活锁等并发问题，并系统介绍同步机制，包括互斥锁（Mutex）、信号量（Semaphore）和条件变量。读者将学习如何使用这些工具来编写正确且高效的并发代码。 内存管理是操作系统的另一大核心。除了虚拟内存的硬件支持外，本书还将涵盖内存分配策略（如伙伴系统、slab分配器）以及共享内存的实现机制。 第四部分：网络与分布式系统——连接世界的桥梁 现代应用无不依赖网络通信。本部分将从系统底层角度审视TCP/IP协议栈。 我们首先介绍网络接口卡（NIC）与DMA（直接内存访问）如何协同工作，实现数据包的快速收发。接着，我们深入TCP/IP协议栈的每一层，重点解析IP寻址和路由，以及TCP的可靠传输机制（如序列号、确认应答、滑动窗口和拥塞控制算法）。 书中会详细演示套接字（Socket）编程的系统调用流程，解释`bind()`, `listen()`, `accept()`等函数的底层含义。最后，我们将讨论高性能网络I/O模型，包括阻塞I/O、非阻塞I/O、I/O多路复用（select/poll/epoll），帮助读者设计出能够处理高并发连接的网络服务。 本书的价值与读者对象 《深入理解计算机系统：从硬件到软件的全面解析》的独特之处在于其“自底向上”的思维路径。它不孤立地看待任何一个技术点，而是将其置于整个系统架构中进行考察。通过对这些底层机制的透彻理解，读者将能够： 1. 优化性能： 能够针对特定硬件架构调整代码，避免常见的性能陷阱（如Cache未命中、过度上下文切换）。 2. 编写健壮的代码： 深刻理解并发、内存管理中的微妙错误是如何产生的，从而写出更可靠的系统级程序。 3. 高效调试： 面对崩溃、内存泄漏或性能下降时，能够准确地定位问题根源，无论是硬件、操作系统内核还是应用程序本身。 本书适合所有希望从“应用开发者”进阶到“系统架构师”的工程师、计算机科学专业的学生以及对底层技术充满好奇心的技术人员。掌握本书内容，意味着掌握了构建和维护现代复杂计算系统的核心能力。

作者简介

林学森

　　香港中文大学电脑硕士，曾于多家跨国企业担任研发和管理工作，并已在国内外会议、杂志上发表多篇文章。

　　现为某行业知名企业Android软体创始人、负责人。有丰富的技术研发与专案管理经验，擅长作业系统架构设计与内核分析。

Part 1　Android 编译篇

Chapter 1 Android 系统简介
1-1 Android 系统发展历程
1-2 Android 系统特点
1-3 Android 系统框架

Chapter 2 Android 原始码下载及编译
2-1 Android 原始码下载指南
2.1.1　基于Repo 和Git 的版本管理
2.1.2　Android 原始码下载流程
2-2 原生系统编译指南
2.2.1　建立编译环境
2.2.2　编译流程
2-3 客制化产品的编译与烧录
2.3.1　客制化新产品
2.3.2　Linux 内核编译
2.3.3　烧录 .
2-4 Android 系统映射档
2.4.1　boot.img
2.4.2　ramdisk.img
2.4.3　system.img
2-5 OTA 系统升级
2.5.1　产生升级套件
2.5.2　获得升级套件
2.5.3　OTA 升级- RecoveryMode
2-6 Android 反编译

Chapter 3 Android 编译系统
3-1 Makefile 入门
3-2 Android 编译系统
3.2.1　Makefile 依赖树的概念
3.2.2　树根节点droid
3.2.3　main.mk 解析
3.2.4　droidcore 节点
3.2.5　dist_files
3.2.6　Android.mk 的编写规则

Part 2　Android 原理篇

Chapter 4 作业系统基础
4-1 计算机系统结构（Computer Architecture）
4.1.1　冯．诺依曼结构
4.1.2　哈佛结构
4-2 什么是作业系统
4-3 行程间通讯的经典实作
4.3.1　共用记忆体（Shared Memory）
4.3.2　管道（Pipe）
4.3.3　Unix Domain Socket
4.3.4　RPC（Remote Procedure Calls）
4-4 同步机制的经典实作
4.4.1　信号量（Semaphore）
4.4.2　Mutex
4.4.4　同步范例
4-5 Android 中的同步机制
4.5.1　行程间同步——Mutex
4.5.2　条件判断——Condition
4.5.3　「栅栏、障碍」——Barrier
4.5.4　加解锁的自动化操作——Autolock
4-6 作业系统记忆体管理基础
4.6.1　虚拟记忆体（Virtual Memory）
4.6.2　记忆体保护（Memory Protection）
4.6.3　记忆体分配与回收
4.6.4　行程间通讯——mmap
4-7 Android 中的Low Memory Killer
4-8 Android 匿名共用记忆体（Anonymous Shared Memory）
4.8.1　Ashmem 设备
4.8.2　Ashmem 应用实例
4-9 JNI .
4.9.1　Java 函数的本地实作
4.9.2　本地程式码读取JVM
4-10 学习Android 系统的两条线索

Chapter 5 Android 行程/ 执行绪管理
5-1 Android 行程和执行绪
5-2 Handler, MessageQueue, Runnable 与Looper
5-3 UI 主执行绪——ActivityThread
5-4 Thread 类别
5.4.1　Thread 类别的内部原理
5.4.2　Thread 休眠和唤醒
5.4.3　Thread 实例
5-5 Android 应用程式的典型启动流程

Chapter 6 行程间通讯——Binder
6-1 智能指标
6.1.1　智慧指标的设计理念
6.1.2　强指标sp
6.1.3　弱指标wp
6-2 行程间的资料传递载体——Parcel
6-3 Binder 驱动与协议
6.3.1　打开Binder 驱动——binder_open
6.3.2　binder_mmap
6.3.3　binder_ioctl
6-4 「DNS」伺服器——ServiceManager(Binder Server)
6.4.1　ServiceManager 的启动
6.4.2　ServiceManager 的建构
6.4.3　获取ServiceManager 服务——设计思考
6.4.5　IBinder 和BpBinder
6.4.6　ProcessState 和IPCThreadState
6-5 Binder 用户端——Binder Client
6-6 Android 介面描述语言——AIDL
6-7 匿名Binder Server

Chapter 7 Android 启动流程简析
7-1 第一个系统行程（init）
7.1.1　init.rc 语法
7.1.2　init.rc 实例分析
7-2 系统关键服务的启动简析
7.2.1　Android 的「DNS 伺服器」——ServiceManager
7.2.2　「孕育」新的执行绪和行程——Zygote
7.2.3　Android 的「系统服务」——SystemServer

Chapter 8 管理Activity 和元件执行状态的系统行程
—Activity ManagerService(AMS)
8-1 AMS 功能概述
8-2 管理目前系统中Activity 状态——Activity Stack
8-3 startActivity 流程
8-4 完成同一任务的「集合」——Activity Task
8.4.1　「后进先出」——Last In, First Out
8.4.2　管理Activity Task

Chapter 9 GUI 系统之SurfaceFlinger
9-1 OpenGL ES 与EGL
9-2 Android 的硬体介面，HAL
9-3 Android 终端显示装置的「化身」，Gralloc 与Framebuffer
9-4 Android 中的本地视窗
9.4.1　FramebufferNativeWindow
9.4.2　应用程式端的本地视窗，Surface
9-5 BufferQueue 详解
9.5.1　BufferQueue 的内部原理
9.5.2　BufferQueue 中的缓冲区分配
9.5.3　应用程式的典型绘图流程
9.5.4　应用程式与BufferQueue 的关系
9-6 SurfaceFlinger
9.6.1　「奶油专案」，Project Butter
9.6.2　SurfaceFlinger 的启动
9.6.3　介面的服务端，Client
9-7 VSync 的产生和处理
9.7.1　VSync 信号的产生和分发
9.7.2　VSync 信号的处理
9.7.3　handleMessageTransaction
9.7.4　「介面已经过时／无效，需要重新绘制」，handleMessageInvalidate
9.7.5　合成前的准备工作，preComposition
9.7.6　可见区域，rebuildLayerStacks
9.7.7　为「Composition」建立环境，setUpHWComposer
9.7.8　doDebugFlashRegions
9.7.9　doComposition

Chapter 10 GUI 系统之「视窗管理员」—WMS
10-1 「视窗管理员」，WMS 综述
10.1.1　WMS 的启动
10.1.2　WMS 的基础功能
10.1.3　WMS 的工作方式
10.1.4　WMS，AMS 与Activity 间的联系
10-2 视窗属性 .
10.2.1　视窗类型与层级
10.2.2　视窗策略（Window Policy）
10.2.3　视窗属性（LayoutParams）
10-3 视窗的增加过程
10.3.1　系统视窗的增加过程
10.3.2　Activity 视窗的增加过程
10.3.3　视窗增加物件
10-4 Surface 管理 .
10.4.1　Surface 申请流程（relayout）
10.4.2　Surface 的跨行程传递
10.4.3　Surface 的业务操作
10-5 performLayoutAndPlaceSurfacesLockedInner
10-6 视窗大小的计算过程
10-7 启动视窗的增加与销毁
10.7.1　启动视窗的增加
10.7.2　启动视窗的销毁
10-8 视窗动画
10.8.1　视窗动画类型
10.8.2　动画流程追踪，WindowStateAnimator
10.8.3　AppWindowAnimator
10.8.4　动画的执行过程

Chapter 11 让介面炫彩起来的GUI 之View 系统
11-1 应用程式中的View 框架
11-2 Activity 中View Tree 的建立过程
11-3 在WMS 中註册视窗
11-4 ViewRoot 的基本工作方式
11-5 View Tree 的遍览时机
11-6 View Tree 的遍览流程
11-7 View 和ViewGroup 属性
11.7.1　View 的基本属性
11.7.2　ViewGroup 的属性
11.7.3　View，ViewGroup 和ViewParent
11.7.4　Callback 介面
11-8 「作画」工具集，Canvas
11.8.1 「绘制UI」，Skia
11.8.2　数据仲介，Surface.lockCanvas
11.8.3　解锁并送出结果，unlockCanvasAndPost
11-9 draw 和onDraw
11-10 View 中的讯息传递
11.10.1　View 中TouchEvent 的投递流程
11.10.2　ViewGoup 中TouchEvent 的投递流程
11-11 View 动画

Chapter 12 「问渠哪得清如许，为有源头活水来」—InputManagerService 与输入事件
12-1 事件的分类
12-2 事件的传递流程
12.2.1　InputManagerService
12.2.2　InputReaderThread
12.2.3　InputDispatcherThread
12.2.4　ViewRootImpl 对事件的分派

评分☆☆☆☆☆

说实话，市面上关于 Android 的书籍很多，但真正能够让你“触及灵魂”的，却寥寥无几。大多数都是停留在 API 的讲解，或者是一些通用的设计模式的应用。这本书，我拿到的时候，其实并没有抱太高的期望，但事实证明，我错了。它最大的亮点在于，它没有回避 Android 系统本身的复杂性，而是选择直面它，并且将它“解构”得非常清晰。我尤其欣赏作者在讲解 Handler 消息机制时，那种循序渐进的逻辑梳理，从最基础的 Message、MessageQueue，到 Handler、Looper，再到最终的 MessageLoop，每一个环节的衔接都非常自然，而且还解释了为什么要有 Looper，为什么 Handler 需要绑定到 Looper。这种深入的剖析，让我对 Android 的异步处理有了全新的认识。更难得的是，作者的语言风格非常接地气，虽然是讲解深层的东西，但读起来却不觉得晦涩难懂，反而有一种“豁然开朗”的感觉，就像是在听一位经验丰富的老师傅，娓娓道来他几十年积累的宝贵经验。

评分☆☆☆☆☆

一直以来，Android 的开发圈子都弥漫着一股“换汤不换药”的氛围，各种技术层出不穷，但仔细扒开来，很多时候都只是 API 的换皮，或者是一些小修小补。真正能让人眼前一亮，感觉像是打通了任督二脉的，实在不多。这本书，我个人觉得是属于那种“不多”里的“少数”。我拿到它的时候，其实也挺好奇的，毕竟“核心解构篇”这几个字，听起来就有点硬核，不是那种轻松愉快的教程，而是要带你往深处挖。而它确实做到了，它没有停留在表面教你“怎么用”，而是深入地剖析了 Android 系统在设计之初，那些工程师们是如何思考的，他们是如何权衡各种需求，最终构建出这个庞大而复杂的生态。就好像你拿到一辆超跑，它不仅仅告诉你怎么踩油门、怎么打方向，而是带你走进发动机舱，告诉你涡轮增压的原理，活塞的运动轨迹，甚至连燃料燃烧的化学反应都给你捋一遍。这种感觉，对于我这种有一定经验，但总感觉隔着一层纱的开发者来说，真的是太宝贵了。它让我对很多之前模模糊糊的认知，有了清晰的轮廓。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在 Android 开发领域摸爬滚打了几年的开发者，我总觉得自己在原地踏步，虽然能完成日常的开发任务，但总感觉对 Android 系统的理解不够深入，遇到一些疑难杂症时，往往只能依靠搜索引擎或者翻阅旧的博客文章，缺乏一种体系化的思考能力。这本书的出现，简直就像是给我打开了一扇新世界的大门。它不是那种教你如何快速上手某个框架的“速成”指南，而是带你走进 Android 的“心脏”，去理解它跳动的规律，去感受它思维的逻辑。我特别喜欢作者对于 View 绘制和事件分发机制的讲解，他不仅仅是告诉你 `onDraw`、`dispatchTouchEvent` 这些方法，而是从更宏观的角度，去分析为什么 Android 要设计这样的机制，它解决了什么问题，以及在不同的情境下，这些机制会有怎样的表现。读完之后，我感觉自己看待 Android 的很多问题，都有了新的视角，不再是被动的“使用者”，而是能够带着思考去“解构”和“理解”。

评分☆☆☆☆☆

老实说，拿到这本书的时候，我原本以为会是一本很枯燥的技术手册，毕竟“核心设计思想”这几个字，很容易让人联想到晦涩难懂的架构图和密密麻麻的 API 文档。但翻开之后，我的看法完全被颠覆了。作者的叙述方式非常有意思，他并没有直接抛出复杂的概念，而是通过一系列的“故事”或者说“场景”，来引出 Android 系统在不同场景下是如何工作的，又是如何演进的。我尤其喜欢其中关于 Binder 机制的那部分，它不是生硬地讲解 IPC 的原理，而是通过一个实际的应用程序想要和系统服务交互的场景，一步步地揭示出 Binder 是如何解决这个问题的，它内部的 Binder Driver、Binder Kernel 模块是如何协同工作的，每一个细节都解释得清清楚楚，而且还穿插了一些历史原因，为什么 Android 要选择 Binder 而不是其他的 IPC 方式。这种“情境式”的学习方式，让我觉得整个过程都充满了探索的乐趣，不像是在被动地接受信息，更像是在跟着一位经验丰富的工程师一起解决一个实际问题。

评分☆☆☆☆☆

一直以来，我对 Android 的很多底层实现都感到好奇，比如消息循环到底是怎么回事？SurfaceFlinger 到底是如何管理屏幕显示的？Intent 的跳转背后又隐藏着多少奥秘？我曾经尝试阅读一些官方文档，但总觉得碎片化严重，而且很多地方语焉不详，很难形成一个完整的认知体系。这本书，真的像是一本“打通任督二脉”的秘籍。它没有罗列堆砌大量的代码，而是把重点放在了“为什么”和“怎么做”的设计思路上。让我印象深刻的是关于 Activity 的启动流程，它不仅仅告诉你 `startActivity` 这个方法，更深入地讲解了 AMS (Activity Manager Service) 和 ActivityThread 在其中的作用，以及它们之间是如何通过 Binder 进行通信的。读完这部分，我感觉之前对 Activity 生命周期的一些疑问都豁然开朗了，甚至能自己推断出一些其他组件的生命周期管理方式。而且，这本书的图表也非常精炼，寥寥几笔就能勾勒出复杂的系统交互，让我这个视觉型学习者受益匪浅。