framework學習路線和方法

前言

之前分享過我轉framework的經歷，可以看這裏《我是如何從Android開發轉framework開發的》，今天根據自己實際工作感受整理出一份framework的學習路線和方法，僅供參考，如有不足，還望指正。

Android架構

做framework開發，首先必須清楚Android系統架構

這裏概括一下，Android架構共分五層，分別是：

• 應用層(Application)

  各種上層運行的的app，包括系統內置app和第三方app，例如Launcher、Settings等

• 框架層(Java Framework)

  提供給應用層使用的Java庫，例如WMS，AMS，PMS，各種View等

• Native層/Android運行環境

  提供給Java Framework層使用的C/C++庫，例如OpenGL

• HAL層(硬件抽象層)

  為Java Framework層提供硬件功能，例如相機、藍牙、各種傳感器等

• 內核層

  支撐Android系統運行的Linux內核

具體説明可到Google官網查看官方對評價平台架構的説明http://developer.android.google.cn/guide/platform?hl=zh-cn

而我們常説的framework開發其實大多數指的是中間三層的開發，即框架層、Native層、HAL層，可想而知，framework開發的內容是非常多的，那麼什麼場景下需要framework開發呢，或者説framework開發能做些什麼呢

開發內容

簡單來説，如果需要修改Android源碼，都需要framework開發支持，具體場景包括：

• 系統定製，比如MIUI、Flyme、ColorOS、OriginOS Ocean
• 硬件接入，常見的如車載系統的温度、車速傳感器等，不同廠商的硬件標準也可能不同
• 系統裁剪，其實也可以説是系統定製的一種，把Android中不需要的一些模塊裁掉以提升系統的流暢性

學習路線

語言基本功

語言基本功對於閲讀Android源碼是最基礎的，framework開發寫代碼可能不是很多，但閲讀源碼是家常便飯的工作，所以需要有紮實的語言功底，其中包括：

• Java

  Java Framework作為framework開發的入口，核心功能都是用Java寫的，如果你是從app開發轉framework開發，這一點肯定不是問題。

• C/C++

  因為native層和hal層都是c/c++寫的。如果沒有c/c++基礎，也可以先從java framework做起，慢慢過渡到native層，期間需要大量補習c/c++基礎。

重要技能

• 常用的Linux命令和adb命令

  首先，Android本身是基於Linux的，其次framework開發工作都是在Linux系統中完成的，包括編譯和調試，如果深入學習Linux系統，那絕對是有很大幫助的。

• Android源碼目錄結構

  搞清楚每個目錄下都有些什麼模塊，整體感受Android架構

• Android源碼下載、編譯、燒錄

  framework開發無非就是下載源碼、閲讀源碼、修改源碼、編譯源碼、燒寫lib/鏡像

• 熟練掌握Android中的重要模塊

  Android是一個很龐大的系統，包括很多的模塊，徹底理解所有模塊是十分困難的，但一些常用的模塊必須需要掌握的，比如

  • Android啟動流程：核心進程(init、logd、adbd、servicemanager、zygote)以及進程之間的父子關係
  • 重要服務：servicemanager、PackageManagerService等
  • App啟動流程
  • SystemProperties，系統屬性

  其他的根據實際工作中接觸到的模塊來深入學習，比如

  • WiFi
  • Bluetooth，藍牙
  • Telephony，通話
  • Settings，系統設置
  • Launcher，桌面
  • Media，包括Camera，Video，Audio
  • Display，圖像顯示Surface相關
  • Storage，存儲
  • Sensor，傳感器

• JNI

  java與C/C++相互調用

• IPC(Inter-Process Communication)

  進程間通信，主要了解binder(AIDL、HIDL)

• logcat日誌抓取和分析

  通常處理一個系統bug時，首先會根據系統logcat日誌來定位原因

  

學習方法

網上有很多framework相關的資料，但我看了一下，大多都不繫統，並且恰飯居多，根據我個人的經驗總結出以下一些學習方法以及學習小技巧。

首先有條件的話最好買一本framework相關的書籍，一個是因為書籍會比較系統性，不會存在有頭無尾的情況，二是書籍稍微權威一點，錯誤率會相對較低，如果一開始你就接受一個錯誤的觀點，後面會很難更正過來。個人推薦《深入理解Android內核設計思想》這本書，我個人也看過這本書，感覺寫得非常好，需要注意的是，這本書是以Android N的源碼來展開的，所以下載源碼的時候建議也下載Android N的源碼。

然後根據作者的思路和實際你download下來的源碼進行學習，閲讀源碼的時候不用糾結每一行代碼的意思，只需要找到主線即可，因為一個類或者一個方法可能涉及到多個模塊的功能，你只需要找到你研究的那個模塊的代碼即可。如果你是從app開發轉到framework，那麼建議先從app的啟動入口開始看起，一路追蹤到Activity的創建以及onCreate()方法的執行，閲讀過程中可能會比較晦澀難懂，但不用糾結，主要是感受一些framework層如何過渡到app層，這樣讓framework和Application銜接到一起，更容易感受到framework的輪廓和邊界。

在系統性學習的過程中遇到一些邊邊角角知識點不懂的，可以網上查閲相關資料，擴展自己對framework的知識面。

很重要的一點，每學習完一個模塊都需要對當前學習內容進行總結，最好是能繪出模塊的架構圖和流程圖，總結能加深你對源碼的理解。這裏推薦使用Android Studio的plantUML插件來完成，插件官網有使用教程。

總結

學習framework是一件非常枯燥的事情，原因在於相比於app開發的coding，framework更側重於對源碼的reading，但學習它能讓我們更深入的瞭解Android系統，增加自身的知識儲備，降低自己在行業中的可替代性，延長自己的職業生涯，提高自身身價。如果你有想法學習framework，或許我們可以一起成長。