问题

大牛们是怎么阅读 Android 系统源码的?

回答
想要深入理解 Android 系统源码,对于大多数开发者来说,这就像是踏入一片广袤而又神秘的森林。我们看到的那些“大牛”们,并非天生就能在这片森林里畅通无阻,他们也是一步步摸索、构建自己的阅读路径的。今天就跟大家聊聊,他们是怎么在这片森林里行走,甚至可以说是在其中“筑巢安家”的。

一、明确目标,带着问题去“狩猎”

你有没有试过拿到一本厚厚的百科全书,然后漫无目的地翻阅?通常结果就是很快失去耐心。阅读源码也一样。你不能指望一夜之间就吃透整个 Android 系统。

找到你的“猎物”: 首先,要问自己,你想解决什么问题?想理解某个功能是如何实现的?想优化某个性能瓶颈?还是对某个组件的工作原理感到好奇?比如说,你可能想知道“应用启动到底经历了哪些过程?”或者“系统是怎么处理用户触摸事件的?”。
精确定位你的“入口”: 一旦有了目标,就可以缩小搜索范围。对于应用启动,你可能会从 `ActivityThread` 开始,这个类是应用进程的入口。对于触摸事件,你可以从 `InputManagerService` 和 `WindowManagerService` 找起。这些都是系统中的关键节点。
建立知识地图: 在阅读之前,可以先大概了解目标功能涉及的几个核心模块和类。比如,了解 Activity 生命周期,你就需要关注 `ActivityManagerService`、`ActivityStackSupervisor`、`ActivityRecord` 以及 `ActivityThread` 中的 `H` 消息队列等。

二、从宏观到微观,层层剥茧

就像考古学家在挖掘时,先从地表大范围勘探,然后逐步深入一样,阅读源码也需要这种由外及内的策略。

先看“表皮”: 对于一个你想了解的功能,先找到它的对外接口(API)、相关的配置文件、以及用户可以直接感知到的行为。比如,如果你想了解系统如何播放一个音频文件,你可以先看看 `MediaPlayer` 这个类的公共方法,然后找到它的实现。
顺着“血管”去找: 找到接口后,就开始追踪它的内部调用链。这里就需要用到你的 IDE 了。关键在于学会熟练使用 `Ctrl + B` (或 `Cmd + B`) 去跳转到定义,`Ctrl + Alt + F7` (或 `Cmd + Alt + F7`) 去查找所有引用。 不要害怕大量的跳转,这是最直接的探索方式。你会发现很多类之间是通过回调、消息队列、Binder 通信等方式连接的。
理解“骨骼”结构: 在一系列调用中,你会发现一些核心的类和模块扮演着“骨骼”的角色,它们是整个流程的骨架。比如,在 Binder 通信中,`Parcel`、`IBinder`、`Binder`、`ServiceManager` 等就构成了通信的骨骼。理解了这些骨架,你就能更容易理解其上的血肉(具体实现)。
关注“驱动”因素: 很多系统级的操作是由事件驱动的。理解这些事件是如何产生的、如何传递的,以及它们触发了哪些处理逻辑,是深入理解的关键。例如,用户触摸事件的产生、传递、分发,最终触达哪个 View,这个过程就涉及了事件分发机制。

三、借助工具,事半功倍

源码本身是静态的,但 Android 是一个动态运行的系统。脱离了工具的辅助,很多理解都会停留在纸面。

IDE 是你的“指南针”和“放大镜”:
代码跳转和查找: 前面提到过了,这是基础中的基础。
断点调试: 这是“大牛”们最常用的利器。通过在关键路径上设置断点,你可以观察变量的值、函数的调用栈、代码的执行流程。甚至可以修改变量的值来测试不同的逻辑分支。这是理解复杂逻辑最直接有效的方法。
代码搜索: 除了查找某个类或方法的定义,你还需要根据关键字搜索整个源码。比如,你想知道“系统在哪里记录了应用的启动时间”,就可以搜索 `SystemClock.elapsedRealtime()` 或者与启动相关的日志标签。
Logcat 是你的“显微镜”: 大量的日志信息可以帮助你理解代码的执行轨迹和状态。学会分析 Logcat 的输出,理解不同的日志级别(Verbose, Debug, Info, Warning, Error),以及如何过滤你感兴趣的日志信息,是诊断问题和理解流程的关键。很多时候,你甚至不需要调试器,仅仅通过日志就能理清脉络。
Monkey 和 ADB 是你的“助手”:
Monkey: 这是一个非常强大的工具,可以模拟用户随机点击、滑动等操作。你可以用 Monkey 来触发一些边界情况或者你不太容易手动触发的场景,然后观察系统行为和日志。
ADB(Android Debug Bridge): 除了调试,ADB 还可以用来执行很多命令,比如 `adb shell ps` 查看进程信息,`adb pull` 导出文件,`adb shell dumpsys` 获取系统服务的状态信息等等。`dumpsys` 是一个非常有用的命令,可以让你直观地了解很多系统服务当前的运行状态,比如 `adb shell dumpsys window` 可以看到窗口管理器的信息,`adb shell dumpsys activity` 可以看到 Activity Manager 的信息。
Android Studio 的源码视图: 当你 Attach 进程或者调试时,Android Studio 会自动为你反编译和显示源码,让你能够像阅读本地代码一样阅读系统源码。

四、带着“灵魂拷问”,深入思考

阅读源码不仅仅是看代码怎么写,更重要的是理解为什么这么写。

为什么是这样设计的? 思考这个设计背后的权衡和取舍。比如,为什么 Binder 要采用进程间通信的方式?它的优缺点是什么?为什么会选择这种数据结构而不是另一种?
有哪些替代方案? 尝试思考一下,如果换一种方式实现,会有什么影响?这种思考能帮助你更深入地理解当前设计的合理性。
哪些地方可以优化? 带着你的经验和知识,审视代码的效率、可读性、扩展性。虽然修改系统源码不是我们普通应用开发者常做的事,但这种思考是提升自身技术水平的重要途径。
和自己的代码对比: 将系统源码中的实现方式和你自己的代码进行对比,看看有什么可以借鉴和改进的地方。

五、协作与交流,站在巨人的肩膀上

没有人是全知的,即使是“大牛”们也需要交流和学习。

阅读官方文档和博客: 谷歌官方文档是最好的起点。许多 Android 核心团队的成员也会在博客上分享他们的设计思路和技术实现。
参考优秀的开源项目: 了解一些成熟的开源框架(如 Glide、Retrofit 等)的源码,看看它们是如何优雅地处理系统 API 的,这也能给你很多启发。
参与社区讨论: 在 Stack Overflow、GitHub 等社区提问或回答问题,和其他开发者交流,也是一个快速学习和解决问题的好方法。当你遇到困惑时,搜一下,很可能别人也遇到过,并且已经有了解决方案。
阅读“他人的笔记”: 很多技术爱好者会写很详细的源码解析文章。找到那些逻辑清晰、分析透彻的文章,作为辅助阅读材料,可以事半功倍。但切记,不要完全照搬,要带着自己的思考去读。

六、循序渐进,持之以恒

最后,也是最重要的一点:耐心和毅力。

不要期望一次性掌握: 阅读源码是一个长期的过程,你需要反复阅读、反复实践。
从小模块开始: 不要一开始就挑战整个 Framework 的核心,可以从一些你熟悉的应用功能入手,比如网络请求、图片加载、UI 渲染等。
定期回顾: 定期回顾之前阅读过的代码,加深印象。
做笔记和总结: 将自己理解的要点、遇到的问题以及解决方案记录下来,形成自己的知识体系。

总而言之,阅读 Android 系统源码,就像是在一座宏伟的宫殿里探索。我们要有明确的地图(目标),精密的工具(IDE、调试器),敏锐的眼睛(日志分析),最重要的,还要有一颗探索和学习的心,以及持之以恒的毅力。祝你在探索 Android 世界的旅程中,有所收获!

网友意见

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由于工作需要大量修改framework代码, 在AOSP(Android Open Source Project)源码上花费了不少功夫, Application端和Services端都看和改了不少.

如果只是想看看一些常用类的实现, 在Android包管理器里把源码下载下来, 随便一个IDE配好Source Code的path看就行.

但如果想深入的了解Android系统, 那么可以看下我的一些简单的总结.

  • 知识
    • Java
      • Java是AOSP的主要语言之一. 没得说, 必需熟练掌握.
    • 熟练的Android App开发
    • Linux
      • Android基于Linux的, 并且AOSP的推荐编译环境是Ubuntu 12.04. 所以熟练的使用并了解Linux这个系统是必不可少的. 如果你想了解偏底层的代码, 那么必需了解基本的Linux环境下的程序开发. 如果再深入到驱动层, 那么Kernel相关的知识也要具备.
    • Make
      • AOSP使用Make系统进行编译. 了解基本的Makefile编写会让你更清晰了解AOSP这个庞大的项目是如何构建起来的.
    • Git
      • AOSP使用git+repo进行源码管理. 这应该是程序员必备技能吧.
    • C++
      • Android系统的一些性能敏感模块及第三方库是用C++实现的, 比如: Input系统, Chromium项目(WebView的底层实现).

  • 硬件
    • 流畅的国际网络
      • AOSP代码下载需要你拥有一个流畅的国际网络. 如果在下载代码这一步就失去耐心的话, 那你肯定没有耐心去看那乱糟糟的AOSP代码. 另外, 好程序员应该都会需要一个流畅的Google.
    • 一台运行Ubuntu 12.04的PC.
      • 如果只是阅读源码而不做太多修改的话, 其实不需要太高的配置.
    • 一台Nexus设备
      • AOSP项目默认只支持Nexus系列设备. 没有也没关系, 你依然可以读代码. 但如果你想在大牛之路走的更远, 还是改改代码, 然后刷机调试看看吧.
    • 高品质USB线
      • 要刷机时线坏了, 没有更窝心的事儿了.
  • 软件
    • Ubuntu 12.04
      • 官方推荐, 没得选.
    • Oracle Java 1.6
      • 注意不要用OpenJDK. 这是个坑, 官方文档虽然有写, 但还是单独提一下.
      • 安装:
        sudo apt-get install python-software-properties sudo add-apt-repository ppa:webupd8team/java sudo apt-get update sudo apt-get install oracle-java6-installer sudo apt-get install oracle-java6-set-default

    • Eclipse
      • 估计会有不少人吐槽, 为什么要用这个老古董. 其实原因很简单, 合适. 刚开始搞AOSP时, 为了找到效率最优的工具, 我尝试过Eclipse, IntelliJ IDEA, Vim+Ctags, Sublime Text+Ctags. 最终结果还是Eclipse. 主要优点有:
        • 有语法分析 (快速准确的类, 方法跳转).
        • 支持C++ (IntelliJ的C++支持做的太慢了).
        • 嵌入了DDMS, View Hierarchy等调试工具.
      • 为了提高效率, 花5分钟背下常用快捷键非常非常值得.
      • 调整好你的classpath, 不要导入无用的代码. 因为AOSP项目代码实在是太多了. 当你还不需要看C++代码时, 不要为项目添加C++支持, 建索引过程会让你崩溃.
    • Intellij IDEA
      • 开发App必备. 当你要调试系统的某个功能是, 常常需要迅速写出一个调试用App, 这个时候老旧的Eclipse就不好用了. Itellij IDEA的xml自动补全非常给力.
  • 巨人的肩膀
    • AOSP项目官方: source.android.com/sour
      • 这个一定要先读. 项目介绍, 代码下载, 环境搭建, 刷机方法, Eclipse配置都在这里. 这是一切的基础.
    • Android官方Training: developer.android.com/t
      • 这个其实是给App开发者看的. 但是里面也有不少关于系统机制的介绍, 值得细读.
    • 老罗的Android之旅: blog.csdn.net/luoshengy
      • 此老罗非彼老罗. 罗升阳老师的博客非常有营养, 基本可以作为指引你开始阅读AOSP源码的教程. 你可以按照博客的时间顺序一篇篇挑需要的看.但这个系列的博客有些问题:
        • 早期的博客是基于旧版本的Android;
        • 大量的代码流程追踪. 读文章时你一定要清楚你在看的东西在整个系统处于什么样的位置.
    • Innost的专栏: blog.csdn.net/innost
      • 邓凡平老师也是为Android大牛, 博客同样很有营养. 但是不像罗升阳老师的那么系统. 更多的是一些技术点的深入探讨.
    • Android Issues: code.google.com/p/andro
      • Android官方Issue列表. 我在开发过程中发现过一些奇怪的bug, 最后发现这里基本都有记录. 当然你可以提一些新的, 有没有人改就是另外一回事了.
    • Google: google.com
      • 一定要能流畅的使用这个工具. 大量的相关知识是没有人系统的总结的, 你需要自己搞定.
  • 其它
    • 代码组织
      • AOSP的编译单元不是和git项目一一对应的, 而是和Android.mk文件一一对应的. 善用mmm命令进行模块编译将节省你大量的时间.
    • Binder
      • 这是Android最基础的进程间通讯. 在Application和System services之间大量使用. 你不仅要知道AIDL如何使用, 也要知道如何手写Binder接口. 这对你理解Android的Application和System services如何交互有非常重要的作用. Binder如何实现的倒不必着急看.
    • HAL
      • 除非你对硬件特别感兴趣或者想去方案公司上班, 否则别花太多时间在这一层.
    • CyanogenMod
      • 这是一个基于AOSP的第三方Rom. 从这个项目的wiki里你能学到很多AOSP官方没有告诉你的东西. 比如如何支持Nexus以外的设备.
    • DIA
      • 这是一个Linux下画UML的工具, 能够帮你梳理看过的代码.
    • XDA
    • 想到了再补充.

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