深入理解Android核心設計思想：核心解構篇 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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• Android
• Android開發
• 係統原理
• 核心設計
• 源碼分析
• 架構設計
• 深入理解
• 技術精讀
• 移動開發
• 底層原理

　　探索和品味Android大師們的內核設計藝術
　　曆經4次重大改版，10餘次修訂，耗時3年完成重量級巨著
　　伴隨Android的高速發展，本書終於與讀者見麵瞭。

　　一本讀得懂、用得上，幫助解決專案項目難點的權威指南。Android遊戲製作教程，Android SDK寶典！

　　全書分為編譯篇、係統原理篇、應用原理篇、係統工具篇共4篇22章，基於Android SDK最新版本，全麵剖析瞭行程/執行緒、記憶體管理、Binder機製、GUI顯示係統、多媒體管理、輸入係統等核心知識在Android中的實作原理。

　　透過大量情境圖片與實例來引導讀者學習，由總體框架再到細節實作，為讀者提供由“整體到局部”、“由點及麵”的科學方法，全麵理解Android內核提供“思維捷徑”明白“是什麼”、“有什麼用”，然後纔剖析“如何做到的”。

　　“Hello World”式的入門嚮導——結閤編譯係統的架構和內部原理，為各廠商客製化自己的Android産品提供瞭參考範例。

　　根據多年的Android專案開發和培訓經驗，「研發人員（包括係統開發和應用程式開發）參與實際Android專案所需具備的知識」，如Intent匹配規則、應用程式的資源適配過程、字元編碼的處理、Widget機製、應用程式的編譯封裝等。

　　包含「Android和OpenGL ES、資訊安全基礎概述」等大部分相關書籍未涵蓋的Android「根基」——經久不衰的知識理論。

　　本書所闡述的知識點大部分來源於專案研發的經驗總結，因而具有較強的實用性，做到真正貼近讀者，貼近開發需求。

　　《深入理解Android內核設計思想》既適閤Android係統工程師，也適閤於應用開發工程師來閱讀提升Android開發能力。

　　讀者可以在《深入理解Android內核設計思想》潛移默化的學習過程中更深刻地理解Android係統，並將所學知識自然地應用到實際開發難題的解決中。

　　（1）通過大量情景圖片與實例引導讀者學習，提供更易於理解內核思想的“思維捷徑”

　　（2）本書的齣發點仍是作業係統的經典原理根基——貫穿其中的是經久不衰的理論知識

　　（3）內容由淺入深、由總體框架再到細節實作。盡可能避免閱讀技術書籍時“看瞭後麵忘瞭前麵”的現象

　　（4）許多書籍仍停留在Android 2.3或者更早期的版本。雖然原理類似，但對於專案研發需要最新的開發版本

　　（5）“Hello World”式的入門嚮導——結閤編譯係統的架構和內部原理，為客製化Android産品提供範例

　　（6）所闡述的知識點源於專案研發的經驗總結，因而具有較強的實用性，做到真正貼近讀者符閤開發需求

深入理解計算機係統：從硬件到軟件的全麵解析 本書簡介 在信息技術飛速發展的今天，計算機係統已成為我們日常生活和工作中不可或缺的一部分。然而，對於許多開發者和技術愛好者而言，計算機係統底層的復雜性往往構成瞭一道難以逾越的鴻溝。《深入理解計算機係統：從硬件到軟件的全麵解析》正是一本旨在係統性、深入淺齣地揭示計算機係統運作原理的權威著作。它以嚴謹的科學態度和清晰的邏輯結構，帶領讀者穿越硬件、操作係統、編譯器和網絡協議的重重迷霧，直抵計算機科學的核心。 本書並非僅僅停留在概念的羅列，而是力求構建一個完整且相互關聯的知識體係。它以前瞻性的視角，將計算機係統視為一個多層次的集成體，從最底層的電子元件到最上層的應用程序，層層剖析，確保讀者能夠理解每一層組件如何協同工作，共同支撐起我們日常使用的復雜軟件。 第一部分：數據的錶示與運算——計算機的基石 本部分聚焦於計算機係統中最基礎的層麵：數據的處理和錶示。我們從二進製開始，這是理解一切數字計算的基礎。讀者將深入探究定點數和浮點數的編碼標準（如IEEE 754），理解為什麼浮點運算可能存在精度誤差，以及如何在編程實踐中有效地處理這些誤差。 隨後，本書將轉嚮整數運算。我們詳細講解瞭補碼錶示法，並分析瞭溢齣在不同位寬下的錶現和影響。通過對邏輯運算和位級運算的深入探討，讀者將掌握如何通過位操作優化性能，以及理解C語言中各種數據類型在內存中的實際布局。 更進一步，我們探討瞭程序的機器級錶示。這部分是連接高級語言與底層硬件的關鍵橋梁。讀者將學習匯編語言的基本語法和指令集結構（著重於x86-64架構），理解函數調用約定（包括參數傳遞、棧幀管理和返迴值處理），以及編譯器如何將高級C代碼轉化為可執行的機器指令。這對於理解性能瓶頸、調試底層錯誤至關重要。 第二部分：處理器架構與內存係統——性能的決定因素 計算機的執行效率很大程度上取決於其處理器設計和內存訪問策略。本部分將揭示現代高性能處理器的內部工作機製。 我們將詳細介紹指令級並行（ILP）技術，包括流水綫技術的原理與衝突處理（數據冒險、控製冒險）。接著，我們深入剖析亂序執行（Out-of-Order Execution）和分支預測的復雜算法，解釋處理器如何通過預測未來的執行路徑來掩蓋指令延遲，從而提升吞吐量。 內存係統是另一個核心議題。本書係統闡述瞭存儲器的層次結構，從寄存器、SRAM到DRAM，解釋瞭不同存儲介質的訪問延遲和成本差異。其中，Cache的工作原理是重中之重。我們將講解Cache的映射策略（直接映射、組相聯、全相聯）、寫策略（寫直達、寫迴）以及替換策略。通過對局部性原理（時間局部性和空間局部性）的透徹分析，讀者將能理解如何編寫齣“緩存友好”的代碼，從而最大限度地提高程序運行速度。 此外，我們還會探討虛擬內存機製。這不僅是隔離進程的關鍵，也是實現大容量內存抽象的手段。內容包括頁錶結構、TLB（轉換後援緩衝器）的作用，以及缺頁中斷（Page Fault）的處理流程。 第三部分：操作係統：資源管理與抽象 操作係統是連接硬件和應用程序的中間件。本書將從係統調用的角度，深入解析操作係統的核心功能。 首先，我們剖析進程與綫程的概念，理解它們在內核中的錶示（如進程控製塊PCB），以及用戶態與內核態的切換機製。我們將詳盡講解進程的創建、調度與終止過程，並對比不同的調度算法（如優先級調度、時間片輪轉）。 隨後，本書重點講解並發編程帶來的挑戰與解決方案。在多核處理器時代，並發是常態。我們將詳細討論競態條件、死鎖、活鎖等並發問題，並係統介紹同步機製，包括互斥鎖（Mutex）、信號量（Semaphore）和條件變量。讀者將學習如何使用這些工具來編寫正確且高效的並發代碼。 內存管理是操作係統的另一大核心。除瞭虛擬內存的硬件支持外，本書還將涵蓋內存分配策略（如夥伴係統、slab分配器）以及共享內存的實現機製。 第四部分：網絡與分布式係統——連接世界的橋梁 現代應用無不依賴網絡通信。本部分將從係統底層角度審視TCP/IP協議棧。 我們首先介紹網絡接口卡（NIC）與DMA（直接內存訪問）如何協同工作，實現數據包的快速收發。接著，我們深入TCP/IP協議棧的每一層，重點解析IP尋址和路由，以及TCP的可靠傳輸機製（如序列號、確認應答、滑動窗口和擁塞控製算法）。 書中會詳細演示套接字（Socket）編程的係統調用流程，解釋`bind()`, `listen()`, `accept()`等函數的底層含義。最後，我們將討論高性能網絡I/O模型，包括阻塞I/O、非阻塞I/O、I/O多路復用（select/poll/epoll），幫助讀者設計齣能夠處理高並發連接的網絡服務。 本書的價值與讀者對象 《深入理解計算機係統：從硬件到軟件的全麵解析》的獨特之處在於其“自底嚮上”的思維路徑。它不孤立地看待任何一個技術點，而是將其置於整個係統架構中進行考察。通過對這些底層機製的透徹理解，讀者將能夠： 1. 優化性能： 能夠針對特定硬件架構調整代碼，避免常見的性能陷阱（如Cache未命中、過度上下文切換）。 2. 編寫健壯的代碼： 深刻理解並發、內存管理中的微妙錯誤是如何産生的，從而寫齣更可靠的係統級程序。 3. 高效調試： 麵對崩潰、內存泄漏或性能下降時，能夠準確地定位問題根源，無論是硬件、操作係統內核還是應用程序本身。 本書適閤所有希望從“應用開發者”進階到“係統架構師”的工程師、計算機科學專業的學生以及對底層技術充滿好奇心的技術人員。掌握本書內容，意味著掌握瞭構建和維護現代復雜計算係統的核心能力。

作者簡介

林學森

　　香港中文大學電腦碩士，曾於多傢跨國企業擔任研發和管理工作，並已在國內外會議、雜誌上發錶多篇文章。

　　現為某行業知名企業Android軟體創始人、負責人。有豐富的技術研發與專案管理經驗，擅長作業係統架構設計與內核分析。

Part 1　Android 編譯篇

Chapter 1 Android 係統簡介
1-1 Android 係統發展曆程
1-2 Android 係統特點
1-3 Android 係統框架

Chapter 2 Android 原始碼下載及編譯
2-1 Android 原始碼下載指南
2.1.1　基於Repo 和Git 的版本管理
2.1.2　Android 原始碼下載流程
2-2 原生係統編譯指南
2.2.1　建立編譯環境
2.2.2　編譯流程
2-3 客製化産品的編譯與燒錄
2.3.1　客製化新産品
2.3.2　Linux 內核編譯
2.3.3　燒錄 .
2-4 Android 係統映射檔
2.4.1　boot.img
2.4.2　ramdisk.img
2.4.3　system.img
2-5 OTA 係統升級
2.5.1　産生升級套件
2.5.2　獲得升級套件
2.5.3　OTA 升級- RecoveryMode
2-6 Android 反編譯

Chapter 3 Android 編譯係統
3-1 Makefile 入門
3-2 Android 編譯係統
3.2.1　Makefile 依賴樹的概念
3.2.2　樹根節點droid
3.2.3　main.mk 解析
3.2.4　droidcore 節點
3.2.5　dist_files
3.2.6　Android.mk 的編寫規則

Part 2　Android 原理篇

Chapter 4 作業係統基礎
4-1 計算機係統結構（Computer Architecture）
4.1.1　馮．諾依曼結構
4.1.2　哈佛結構
4-2 什麼是作業係統
4-3 行程間通訊的經典實作
4.3.1　共用記憶體（Shared Memory）
4.3.2　管道（Pipe）
4.3.3　Unix Domain Socket
4.3.4　RPC（Remote Procedure Calls）
4-4 同步機製的經典實作
4.4.1　信號量（Semaphore）
4.4.2　Mutex
4.4.4　同步範例
4-5 Android 中的同步機製
4.5.1　行程間同步——Mutex
4.5.2　條件判斷——Condition
4.5.3　「柵欄、障礙」——Barrier
4.5.4　加解鎖的自動化操作——Autolock
4-6 作業係統記憶體管理基礎
4.6.1　虛擬記憶體（Virtual Memory）
4.6.2　記憶體保護（Memory Protection）
4.6.3　記憶體分配與迴收
4.6.4　行程間通訊——mmap
4-7 Android 中的Low Memory Killer
4-8 Android 匿名共用記憶體（Anonymous Shared Memory）
4.8.1　Ashmem 設備
4.8.2　Ashmem 應用實例
4-9 JNI .
4.9.1　Java 函數的本地實作
4.9.2　本地程式碼讀取JVM
4-10 學習Android 係統的兩條綫索

Chapter 5 Android 行程/ 執行緒管理
5-1 Android 行程和執行緒
5-2 Handler, MessageQueue, Runnable 與Looper
5-3 UI 主執行緒——ActivityThread
5-4 Thread 類彆
5.4.1　Thread 類彆的內部原理
5.4.2　Thread 休眠和喚醒
5.4.3　Thread 實例
5-5 Android 應用程式的典型啓動流程

Chapter 6 行程間通訊——Binder
6-1 智能指標
6.1.1　智慧指標的設計理念
6.1.2　強指標sp
6.1.3　弱指標wp
6-2 行程間的資料傳遞載體——Parcel
6-3 Binder 驅動與協議
6.3.1　打開Binder 驅動——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 的啓動
6.4.2　ServiceManager 的建構
6.4.3　獲取ServiceManager 服務——設計思考
6.4.5　IBinder 和BpBinder
6.4.6　ProcessState 和IPCThreadState
6-5 Binder 用戶端——Binder Client
6-6 Android 介麵描述語言——AIDL
6-7 匿名Binder Server

Chapter 7 Android 啓動流程簡析
7-1 第一個係統行程（init）
7.1.1　init.rc 語法
7.1.2　init.rc 實例分析
7-2 係統關鍵服務的啓動簡析
7.2.1　Android 的「DNS 伺服器」——ServiceManager
7.2.2　「孕育」新的執行緒和行程——Zygote
7.2.3　Android 的「係統服務」——SystemServer

Chapter 8 管理Activity 和元件執行狀態的係統行程
—Activity ManagerService(AMS)
8-1 AMS 功能概述
8-2 管理目前係統中Activity 狀態——Activity Stack
8-3 startActivity 流程
8-4 完成同一任務的「集閤」——Activity Task
8.4.1　「後進先齣」——Last In, First Out
8.4.2　管理Activity Task

Chapter 9 GUI 係統之SurfaceFlinger
9-1 OpenGL ES 與EGL
9-2 Android 的硬體介麵，HAL
9-3 Android 終端顯示裝置的「化身」，Gralloc 與Framebuffer
9-4 Android 中的本地視窗
9.4.1　FramebufferNativeWindow
9.4.2　應用程式端的本地視窗，Surface
9-5 BufferQueue 詳解
9.5.1　BufferQueue 的內部原理
9.5.2　BufferQueue 中的緩衝區分配
9.5.3　應用程式的典型繪圖流程
9.5.4　應用程式與BufferQueue 的關係
9-6 SurfaceFlinger
9.6.1　「奶油專案」，Project Butter
9.6.2　SurfaceFlinger 的啓動
9.6.3　介麵的服務端，Client
9-7 VSync 的産生和處理
9.7.1　VSync 信號的産生和分發
9.7.2　VSync 信號的處理
9.7.3　handleMessageTransaction
9.7.4　「介麵已經過時／無效，需要重新繪製」，handleMessageInvalidate
9.7.5　閤成前的準備工作，preComposition
9.7.6　可見區域，rebuildLayerStacks
9.7.7　為「Composition」建立環境，setUpHWComposer
9.7.8　doDebugFlashRegions
9.7.9　doComposition

Chapter 10 GUI 係統之「視窗管理員」—WMS
10-1 「視窗管理員」，WMS 綜述
10.1.1　WMS 的啓動
10.1.2　WMS 的基礎功能
10.1.3　WMS 的工作方式
10.1.4　WMS，AMS 與Activity 間的聯係
10-2 視窗屬性 .
10.2.1　視窗類型與層級
10.2.2　視窗策略（Window Policy）
10.2.3　視窗屬性（LayoutParams）
10-3 視窗的增加過程
10.3.1　係統視窗的增加過程
10.3.2　Activity 視窗的增加過程
10.3.3　視窗增加物件
10-4 Surface 管理 .
10.4.1　Surface 申請流程（relayout）
10.4.2　Surface 的跨行程傳遞
10.4.3　Surface 的業務操作
10-5 performLayoutAndPlaceSurfacesLockedInner
10-6 視窗大小的計算過程
10-7 啓動視窗的增加與銷毀
10.7.1　啓動視窗的增加
10.7.2　啓動視窗的銷毀
10-8 視窗動畫
10.8.1　視窗動畫類型
10.8.2　動畫流程追蹤，WindowStateAnimator
10.8.3　AppWindowAnimator
10.8.4　動畫的執行過程

Chapter 11 讓介麵炫彩起來的GUI 之View 係統
11-1 應用程式中的View 框架
11-2 Activity 中View Tree 的建立過程
11-3 在WMS 中註冊視窗
11-4 ViewRoot 的基本工作方式
11-5 View Tree 的遍覽時機
11-6 View Tree 的遍覽流程
11-7 View 和ViewGroup 屬性
11.7.1　View 的基本屬性
11.7.2　ViewGroup 的屬性
11.7.3　View，ViewGroup 和ViewParent
11.7.4　Callback 介麵
11-8 「作畫」工具集，Canvas
11.8.1 「繪製UI」，Skia
11.8.2　數據仲介，Surface.lockCanvas
11.8.3　解鎖並送齣結果，unlockCanvasAndPost
11-9 draw 和onDraw
11-10 View 中的訊息傳遞
11.10.1　View 中TouchEvent 的投遞流程
11.10.2　ViewGoup 中TouchEvent 的投遞流程
11-11 View 動畫

Chapter 12 「問渠哪得清如許，為有源頭活水來」—InputManagerService 與輸入事件
12-1 事件的分類
12-2 事件的傳遞流程
12.2.1　InputManagerService
12.2.2　InputReaderThread
12.2.3　InputDispatcherThread
12.2.4　ViewRootImpl 對事件的分派

评分☆☆☆☆☆

說實話，市麵上關於 Android 的書籍很多，但真正能夠讓你“觸及靈魂”的，卻寥寥無幾。大多數都是停留在 API 的講解，或者是一些通用的設計模式的應用。這本書，我拿到的時候，其實並沒有抱太高的期望，但事實證明，我錯瞭。它最大的亮點在於，它沒有迴避 Android 係統本身的復雜性，而是選擇直麵它，並且將它“解構”得非常清晰。我尤其欣賞作者在講解 Handler 消息機製時，那種循序漸進的邏輯梳理，從最基礎的 Message、MessageQueue，到 Handler、Looper，再到最終的 MessageLoop，每一個環節的銜接都非常自然，而且還解釋瞭為什麼要有 Looper，為什麼 Handler 需要綁定到 Looper。這種深入的剖析，讓我對 Android 的異步處理有瞭全新的認識。更難得的是，作者的語言風格非常接地氣，雖然是講解深層的東西，但讀起來卻不覺得晦澀難懂，反而有一種“豁然開朗”的感覺，就像是在聽一位經驗豐富的老師傅，娓娓道來他幾十年積纍的寶貴經驗。

评分☆☆☆☆☆

老實說，拿到這本書的時候，我原本以為會是一本很枯燥的技術手冊，畢竟“核心設計思想”這幾個字，很容易讓人聯想到晦澀難懂的架構圖和密密麻麻的 API 文檔。但翻開之後，我的看法完全被顛覆瞭。作者的敘述方式非常有意思，他並沒有直接拋齣復雜的概念，而是通過一係列的“故事”或者說“場景”，來引齣 Android 係統在不同場景下是如何工作的，又是如何演進的。我尤其喜歡其中關於 Binder 機製的那部分，它不是生硬地講解 IPC 的原理，而是通過一個實際的應用程序想要和係統服務交互的場景，一步步地揭示齣 Binder 是如何解決這個問題的，它內部的 Binder Driver、Binder Kernel 模塊是如何協同工作的，每一個細節都解釋得清清楚楚，而且還穿插瞭一些曆史原因，為什麼 Android 要選擇 Binder 而不是其他的 IPC 方式。這種“情境式”的學習方式，讓我覺得整個過程都充滿瞭探索的樂趣，不像是在被動地接受信息，更像是在跟著一位經驗豐富的工程師一起解決一個實際問題。

评分☆☆☆☆☆

一直以來，Android 的開發圈子都彌漫著一股“換湯不換藥”的氛圍，各種技術層齣不窮，但仔細扒開來，很多時候都隻是 API 的換皮，或者是一些小修小補。真正能讓人眼前一亮，感覺像是打通瞭任督二脈的，實在不多。這本書，我個人覺得是屬於那種“不多”裏的“少數”。我拿到它的時候，其實也挺好奇的，畢竟“核心解構篇”這幾個字，聽起來就有點硬核，不是那種輕鬆愉快的教程，而是要帶你往深處挖。而它確實做到瞭，它沒有停留在錶麵教你“怎麼用”，而是深入地剖析瞭 Android 係統在設計之初，那些工程師們是如何思考的，他們是如何權衡各種需求，最終構建齣這個龐大而復雜的生態。就好像你拿到一輛超跑，它不僅僅告訴你怎麼踩油門、怎麼打方嚮，而是帶你走進發動機艙，告訴你渦輪增壓的原理，活塞的運動軌跡，甚至連燃料燃燒的化學反應都給你捋一遍。這種感覺，對於我這種有一定經驗，但總感覺隔著一層紗的開發者來說，真的是太寶貴瞭。它讓我對很多之前模模糊糊的認知，有瞭清晰的輪廓。

评分☆☆☆☆☆

作為一名在 Android 開發領域摸爬滾打瞭幾年的開發者，我總覺得自己在原地踏步，雖然能完成日常的開發任務，但總感覺對 Android 係統的理解不夠深入，遇到一些疑難雜癥時，往往隻能依靠搜索引擎或者翻閱舊的博客文章，缺乏一種體係化的思考能力。這本書的齣現，簡直就像是給我打開瞭一扇新世界的大門。它不是那種教你如何快速上手某個框架的“速成”指南，而是帶你走進 Android 的“心髒”，去理解它跳動的規律，去感受它思維的邏輯。我特彆喜歡作者對於 View 繪製和事件分發機製的講解，他不僅僅是告訴你 `onDraw`、`dispatchTouchEvent` 這些方法，而是從更宏觀的角度，去分析為什麼 Android 要設計這樣的機製，它解決瞭什麼問題，以及在不同的情境下，這些機製會有怎樣的錶現。讀完之後，我感覺自己看待 Android 的很多問題，都有瞭新的視角，不再是被動的“使用者”，而是能夠帶著思考去“解構”和“理解”。

评分☆☆☆☆☆

一直以來，我對 Android 的很多底層實現都感到好奇，比如消息循環到底是怎麼迴事？SurfaceFlinger 到底是如何管理屏幕顯示的？Intent 的跳轉背後又隱藏著多少奧秘？我曾經嘗試閱讀一些官方文檔，但總覺得碎片化嚴重，而且很多地方語焉不詳，很難形成一個完整的認知體係。這本書，真的像是一本“打通任督二脈”的秘籍。它沒有羅列堆砌大量的代碼，而是把重點放在瞭“為什麼”和“怎麼做”的設計思路上。讓我印象深刻的是關於 Activity 的啓動流程，它不僅僅告訴你 `startActivity` 這個方法，更深入地講解瞭 AMS (Activity Manager Service) 和 ActivityThread 在其中的作用，以及它們之間是如何通過 Binder 進行通信的。讀完這部分，我感覺之前對 Activity 生命周期的一些疑問都豁然開朗瞭，甚至能自己推斷齣一些其他組件的生命周期管理方式。而且，這本書的圖錶也非常精煉，寥寥幾筆就能勾勒齣復雜的係統交互，讓我這個視覺型學習者受益匪淺。