Android源代碼分析方法組件詳解
- 1. 類方法
- 2. 組件
- 2.1 AMS、WMS、Window
- 2.2 DVM、ART、JVM
- 2.2.1 Dalvik虛擬機（ Dalvik Virtual Machine，DVM）
- 2.2.2 Android虛擬機（Android Runtime，ART）
- 2.2.3 Java虛擬機（Java Virtual Machine，JVM）
- 2.2.4 DVM與JVM的區別
- 2.2.5 ART與DVM的區別
- 2.3 Content Providers
- 2.4 TLS（Transport Layer Security）
- 2.5 應用程序二進制接口（Application binary interface，ABI）
- 2.6 BOOT_COMPLETED廣播-自啓動
- 3. 另附兩篇Application源碼分析過程中的文章
- 4. 參考文章
1. 類方法
1.1 Handler方法
子線程與主線程的消息傳送的方法，用於向消息隊列中插入消息。在子線程中刷新UI，會造成UI更新衝突，線程不安全。
| 序號 | 方法描述 |
|---|---|
| 1 | public final boolean sendMessage (Message msg)。發送消息，返回是否發送成功 |
| 2 | public void handleMessage(Message msg)。接收消息，用於更新UI |
1.2 Looper方法
無限循環方法，用於封裝消息循環和消息隊列的類，用於在線程中進行消息處理。
| 序號 | 方法描述 |
|---|---|
| 1 | private static void prepare(boolean quitAllowed)。創建一個消息循環 |
| 2 | public static void loop()。開始循環 |
1.3 Binder
Android進程間的通信機制，與傳統的進程間通信機制相比，Binder進程間通信機制在進程間傳輸數據時，只需要執行一次拷貝操作，不僅提高了效率，而且節省了內容空間。
| 序號 | 方法描述 |
|---|---|
| 1 | public static final int getCallingPid()。獲取遠程Binder調用端的pid |
| 2 | public static final native long clearCallingIdentity()。清除遠程Binder調用端uid和pid信息，返回origId變量 |
| 3 | public static final int getCallingPid()。獲取遠程Binder調用端的uid |
| 4 | public static final native void restoreCallingIdentity(long token)。通過origId變量，還原遠程Binder調用端的uid和pid信息 |
1.4 Instrumentation
具有跟蹤application及activity生命週期的功能，用於android 應用測試框架中，被做爲基類使用。
Instrumentation可以把測試包和目標測試應用加載到同一個進程中運行。既然各個控件和測試代碼都運行在同一個進程中了，測試代碼當然就可以調用這些控件的方法了，同時修改和驗證這些控件的一些數據。
Android instrumentation是Android系統裏面的一套控制方法或者“鉤子”。這些鉤子可以在正常的生命週期（正常是由操作系統控制的)之外控制Android控件的運行。
| 序號 | 方法描述 |
|---|---|
| 1 | public void callActivityOnCreate(Activity activity, Bundle icicle)。鉤住了本應該系統調用的onCreate方法，然後由用戶自己來控制勾住的這個方法什麼時候執行 |
| 2 | public void callActivityOnDestroy(Activity activity)。鉤住了本應該系統調用的onDestroy方法 |
| 3 | public void callActivityOnStart(Activity activity)。鉤住了本應該系統調用的onStart方法 |
2. 組件
2.1 AMS、WMS、Window
Android的framework層主要是由AMS、 WMS和View構成，其中AMS和WMS屬於Android中的系統服務。
2.1.1 AMS作用
- 統一調度所有應用程序的Activity的生命週期；
- 啓動或殺死應用程序的進程；
- 啓動並調度Service的生命週期；
- 註冊BroadcastReceiver，並接收和分發Broadcast；
- 啓動併發布ContentProvider；
- 調度task；
- 處理應用程序的Crash；
- 查詢系統當前運行狀態。
2.1.2 WMS作用
- 爲所有窗口分配Surface。客戶端向WMS添加一個窗口的過程，其實就是WMS爲其分配一塊Surface的過程，一塊塊Surface在WMS的管理下有序的排布在屏幕上。Window的本質就是Surface。
- 管理Surface的顯示順序、尺寸、位置；
- 管理窗口動畫；
- 輸入系統相關：WMS是派發系統按鍵和觸摸消息的最佳人選，當接收到一個觸摸事件，它需要尋找一個最合適的窗口來處理消息，而WMS是窗口的管理者，系統中所有的窗口狀態和信息都在其掌握之中。
2.1.3 Window作用
與窗口相關，窗口是一個抽象的概念，從用戶的角度來講，它是一個界面；從SurfaceFlinger的角度來看，它是一個Layer，承載着和界面有關的數據和屬性；從WMS角度來看，它是一個WindowState，用於管理和界面有關的狀態。
2.1.4 Activity與Window
- Activity只負責生命週期和事件處理；
- Window只控制視圖；
- 一個Activity包含一個Window，如果Activity沒有Window，那就相當於Service。
2.1.5 AMS與WMS
- AMS統一調度所有應用程序的Activity；
- WMS控制所有Window的顯示與隱藏以及要顯示的位置。
2.2 DVM、ART、JVM
2.2.1 Dalvik虛擬機（ Dalvik Virtual Machine，DVM）
DVM是Google專門爲Android平臺開發的虛擬機，它運行在Android運行時庫中。DVM並不是一個Java虛擬機（以下簡稱JVM）。
2.2.2 Android虛擬機（Android Runtime，ART）
Android 4.4發佈，用來替換Dalvik虛擬技，Android 4.4默認採用的還是DVM，系統會提供一個選項來開啓ART。在Android 5.0時，默認採用ART，DVM從此退出歷史舞臺。
2.2.3 Java虛擬機（Java Virtual Machine，JVM）
Java語言使用Java虛擬機屏蔽了與具體平臺相關的信息，使得Java語言編譯程序只需生成在Java虛擬機上運行的目標代碼（字節碼），就可以在多種平臺上不加修改地運行。
2.2.4 DVM與JVM的區別
- JVM基於棧則意味着需要去棧中讀寫數據，所需的指令會更多，這樣會導致速度慢，對於性能有限的移動設備，顯然不是很適合。DVM是基於寄存器的，它沒有基於棧的虛擬機在拷貝數據而使用的大量的出入棧指令，同時指令更緊湊更簡潔。但是由於顯示指定了操作數，所以基於寄存器的指令會比基於棧的指令要大，但是由於指令數量的減少，總的代碼數不會增加多少；
- 在Java SE程序中，Java類會被編譯成一個或多個.class文件，打包成jar文件，而後JVM會通過相應的.class文件和jar文件獲取相應的字節碼。執行順序爲： .java文件 -> .class文件 -> .jar文件而DVM會用dx工具將所有的.class文件轉換爲一個.dex文件，然後DVM會從該.dex文件讀取指令和數據。執行順序爲：.java文件 –>.class文件-> .dex文件。
2.2.5 ART與DVM的區別
- DVM中的應用每次運行時，字節碼都需要通過即時編譯器（JIT，just in time）轉換爲機器碼，這會使得應用的運行效率降低。而在ART中，系統在安裝應用時會進行一次預編譯（AOT，ahead of time）,將字節碼預先編譯成機器碼並存儲在本地，這樣應用每次運行時就不需要執行編譯了，運行效率也大大提升；
- 與DVM的GC不同的是，ART的GC類型有多種，主要分爲Mark-Sweep GC和Compacting GC。ART的運行時堆的空間根據不同的GC類型也有着不同的劃分，如果採用的是Mark-Sweep GC，運行時堆主要是由四個Space和多個輔助數據結構組成。
2.3 Content Providers
用於在不同的應用程序之間進行數據共享， Content Providers組件是運行在一個獨立的應用程序中，即 它本身也是一個Android應用程序。組件一次傳遞給業務層中的Android應用程序的數據的量可能會非常大的，結合Binder進程間通信機制以及匿名共享內存機制，Content Providers組件就可以高效的將它裏面的數據傳遞給業務層中的Android應用程序訪問了。
2.4 TLS（Transport Layer Security）
HTTPS依賴一種實現方式，目前通用的是SSL，數字證書是支持這種安全通信的文件。另外有SSL衍生出TLS和WTLS，前者是IEFT將SSL標準化之後產生的（TLS1.0），與SSL差別很小，後者是用於無線環境下的TSL。
Android5.0開始默認啓用了TLSv1.1和TLSv1.2，但是從Android4.1開始TLSv1.1和TLSv1.2其實就被支持了，只是默認沒有啓用。
Android P的應用程序要求默認使用加密連接，將禁止 App 使用所有未加密的連接，無論是接收或者發送流量，未來都不能明碼傳輸，需要使用下一代(Transport Layer Security)傳輸層安全協議，而 Android Nougat 和 Oreo 則不受影響。
2.5 應用程序二進制接口（Application binary interface，ABI）
ABI定義了一套規則,允許編譯好的二進制目標代碼能在所有兼容該ABI的操作系統中無需改動就能運行。不同的Android手機使用不同的CPU,因此需要提供對應的二進制接口交互規則(即對應的ABI文件)才能進行交互。部分CPU是能支持多種交互規則，但這是在犧牲性能的前提下所做的兼容。主流的ABI架構：
- armeabiv-v7a: 第7代及以上的 ARM 處理器。2011年以後的生產的大部分Android設備都使用它；
- arm64-v8a: 第8代、64位ARM處理器，很少設備，三星 Galaxy S6是其中之一；
- armeabi: 第5代、第6代的ARM處理器，早期的手機用的比較多；
- x86: 平板、模擬器用得比較多；
- x86_64: 64位的平板。
2.6 BOOT_COMPLETED廣播-自啓動
- 在ActivityManagerService中由系統發送；
- 應用可以監聽該廣播，成爲自啓動權限，但是這樣會有很多缺點，最大的缺點就是拖慢開機進度，影響用戶體驗；
- 開機狀態會sys.boot_completed，可以通過該屬性狀態得到開機狀態。
3. 另附兩篇Application源碼分析過程中的文章
- Android Applicaion組件創建的源代碼分析.https://blog.csdn.net/qq_26906345/article/details/103693846。
- 部分源代碼詳解.
https://blog.csdn.net/qq_26906345/article/details/103695560。
4. 參考文章
[1]: Android的Handler的簡單理解和使用. https://blog.csdn.net/weixin_43548748/article/details/91128791.
[2]: Android消息處理機制:Handler中sendMessage()方法的幾種重載方法. https://blog.csdn.net/fansl410k/article/details/79425765.
[3]: Android系統服務 —— WMS與AMS. https://www.jianshu.com/p/47eca41428d6.
[4]: Android源碼的Binder權限控制. https://blog.csdn.net/bbmcdull/article/details/52046690.
[5]: Binder進程間通信系統. Android系統源代碼情景分析.
[6]: Android進階（三）：Application啓動過程(最詳細&最簡單). https://www.jianshu.com/p/4a8f44b6eecb.
[7]: Application初始化過程，基於android10. https://juejin.im/post/5ddb6b0de51d4523307fca86.
[8]: Android內存優化:DVM和ART原理初探. https://blog.csdn.net/weixin_42336002/article/details/80610555.
[9]: Content Provider組件的實現原理. Android系統源代碼情景分析.
[10]: Android HTTPS、TLS版本支持相關解決方案. https://blog.csdn.net/devrecord/article/details/88580235.
[11]: 不同版本的TLS在Android中的支持情況. https://blog.csdn.net/yanzhenjie1003/article/details/80202476.
[12]: 加密傳輸纔是王道！谷歌在 Android P 上默認啓用 TLS. https://www.oschina.net/news/95202/dns-over-tls-support-in-android-p.
[13]: Android instrumentation原理. https://blog.csdn.net/a19891024/article/details/54342799.
[14]: Instrumentation的理解. https://www.jianshu.com/p/5a7768f22b36.
[15]: Android ABI的淺析. https://www.jianshu.com/p/d2119b3880d8.
[16]: 關於BOOT_COMPLETED廣播-自啓動. https://www.jianshu.com/p/679dc03ee650.
[17]: PackageManagerService原理分析文章合集. https://www.douban.com/note/726553288/.
[18]: PackageManagerService服務框架詳解. https://www.jianshu.com/p/ef058fcfcd30.
[19]: Android 插件化原理解析——Hook機制之AMS&PMS.https://www.jianshu.com/p/8632fdc86009.
[20]: 一篇文章看明白 Android PackageManagerService 工作流程.https://blog.csdn.net/freekiteyu/article/details/82774947.
