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写给应用开发的 Android Framework 教程

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1. 为什么要学习 Android Framework？

作为一名应用层 App 开发工程师，我们为什么要学习 Android Framework？答案很简单，为了不被淘汰！在 2023 年的当下,不会点 Binder WMS AMS PMS 好像都找不到工作了，更过分的是应聘企业甚至希望你会点 RN Fluter 等跨平台技术，顺便能掌握点前端技术就更好了，活生生的面试造火箭！对于市面上 99% 的 App 的开发是不需要我们掌握 Framework 的，企业去面试这些，只是为了筛人罢了，因为收到的简历确实太多了，常规的题目已经无法对应聘者做出筛选了。

对于 Android 应用开发工程师，如果想要长期的在这个行业干下去，大的方向上大概有两条相对靠谱的进阶路线可以选择：

  • 大前端路线：掌握 Android IOS 双端原生开发，跨平台开发，前端开发
  • 系统开发路线：掌握 Linux 系统开发技术，熟悉 Framework 层核心组件原理，了解 Linux 内核

大前端路线出现的很大原因是企业挣不到钱了，养不起人了，希望一个人能干几个人的活，这种岗位主打的是性价比。

不得不承认的是，移动互联网的黄金年代已经过去，大型 App 的开发机会几乎绝迹，更多的是短平快的小项目。对于这些短平快的小项目，5 年以上开发人员的优势非常小，在企业的角度甚至是减分项，为什么这么说？老开发工资高，加班接受度低，不吃老板画的饼了..... 相比之下，2-3 年工作经验的新人更受欢迎，工资低，有冲劲，能加班。最致命的问题是， App 开发，无论是原生，前端，跨平台技术栈，变化非常快。老开发通常有家庭需要照顾，精力有限，学习速度很可能是赶不上新人。以上种种，导致了 35 岁问题！

35 岁问题出现最核心的原因是你积累的经验没有形成新人入行的门槛。简单地说，你的工作不吃经验！

Android 系统开发涉及的知识面很广，代码量大，复杂度高，相关的学习资料也非常匮乏。新人上手有较大的门槛，无形中就形成了岗位的护城河。

从 2008 年发布 Android1.0 到现在，Android 迭代了很多版本，但核心基础组件是一直没有大的变化的（比如 Binder，应用层四大组件，Handler 等），也就是说系统开发积累的经验是可以积累并形成壁垒的。

废了这么多话，归根结底一句话——Framework 是值得应用开发投入精力来学习的

以下是 Android Framework 核心基础的学习路线图：

清晰的学习路线图可以在 链接：https://pan.baidu.com/s/1F0Ibi8pHcYT39HASy3zvNw 提取码：1234   处下载到。 

学习路线一共分为 11 个专题，接下来看看这 11 个专题都需要学习哪些内容：

2. 基础篇

阅读学习系统源码类似小学生读书看报，小学三年级大概掌握一到两千字，配合拼音字典，也可以看很多课外书。

基础知识涉及的面很广，我们应该做好长期学习的准备，学习过程中做好笔记，及时复习和记忆。另外，我们应该一边学习系统源码，一遍学习基础，遇到不会的，再回头看看基础，形成知识记忆到应用的闭环。千万不要基础学完了，再去学习系统源码，效率低，效果差。

基础部分我们主要掌握以下的学习内容：

  • Linux的基本使用：推荐学习 《Linux 运维之道 第二版》

  • 编程语言

    • C 语言：《一站式学习C编程》、《C语言非常道》、《嵌入式C语言自我修养》

    • C++ ：《21天学通 C++》

    • Java：《Java 核心技术》

    • JNI：这个没有特别合适的书籍推荐，可以关注我的博客和公众号，后续会分享一些我的学习笔记。

  • 工具类编程语言和软件构建工具，学习这部分内容，主要是为了学习 Android 的编译系统，以及在日常工作中能完成一些自动化脚本的编写，提升工作效率

    • Makefile：这个没有特别推荐的资料，可以关注我的博客和公众号，后续会分享一些我的学习笔记。

    • Soong：这个主要就是参看源码中的写法以及参考官方提供的文档

    • Shell 脚本，推荐学习 《Linux Shell 核心编程指南》

    • Python，推荐学习 《Python 编程从入门到实战》

    • Go，推荐学习 Go 语言从入门到实战

  • Linux 系统编程是比较重要的部分

    • Linux编程技术,这是西安邮电大学提供的一套 mooc 课程，可供入门学习使用

    • 《Linux 系统编程 杰克-本尼 佩尔松》

    • 《UNIX 环境高级编程》《Linux/Unix 系统编程手册》：这两本书可以作为编程过程中的字典使用

  • Linux 内核入门与操作系统基础

    • 操作系统及Linux内核， 这是西安邮电大学提供的一套 mooc 课程，可供入门学习使用

    • 《深入理解 Linux 内核 第三版》  

    • 《奔跑吧Linux 内核 系列书籍》

    • Linux 驱动开发入门：推荐韦东山老师 B 站分享的系列课程

基础部分已分享内容：

3. AOSP快速上手路线

这部分内容提供有免费配套视频教程

这部分内容主要是让大家上手 Android 系统源码，对系统开发有一个感性的认知，主要有以下内容：

这部分内容已整理到 https://github.com/yuandaimaahao/AOSPTutorial

4.Binder

Binder 是一套 linux 上的 远程过程调用（RPC） 编程框架，是整个 Android 系统的核心基础组件，在体验的系统开发的“快乐”以后，我们需要第一时间掌握 Binder 的里里外外。计划分享以下内容：

这部分内容已整理到 https://github.com/yuandaimaahao/AndroidBinderTutorial

5.基础组件

所谓基础组件，就是系统源码中使用的较多的模块，需要学习的内容主要包括：

  • Android 源码中的智能指针

  • Android 属性系统使用与分析

  • Android 日志系统使用与分析

  • Android 中的权限管理

  • Android 匿名共享

  • 基础组件面试题解析

6.Hal 与硬件服务

Hal 主要是对驱动功能做一些封装，下接驱动，上接 Framework，主要学习以下内容：

7.构造系统

有的时候我们可能需要修改构造系统的行为，这需要我们对 AOSP 的构造系统有基本的认识，下面是构造系统的学习顺序：

  • AOSP 构造系统的演进

  • 构造系统初始化

  • 编译过程解析

  • 打包流程解析

  • 构造系统面试题分析

8. 应用层框架

应用层框架是应用开发接触最频繁的组件，主要掌握以下几个方面：

  • AMS/ATMS 与四大组件

    • Activity 启动过程与进程启动

    • Service 启动

    • ContentProvider 实现原理

    • 广播机制

  • Handler与Looper消息处理机制

  • PackageManagerService 工作流程与原理

  • 应用层框架面试题分析

9.系统启动过程

系统启动是我们常打交道的部分，其流程如下图所示：

图片来自这里

主要熟悉以下内容：

  • 系统启动过程整体流程

  • init 进程解析

  • zygote 进程解析

  • SystemServer 进程解析

  • 系统启动过程面试题分析

10.Android 图形系统

Android 图形系统是系统框架中一个非常重要的子系统，我们从以下几个方面来学习和理解图形系统的整体框架：

  • 图形系统整体框架

  • Hal 层原理分析

  • SurfaceFlinger 实现与剖析

  • WMS 实现与剖析

  • Android View 系统分析

  • VSync 原理解析

  • Android 图形系统面试题分析

11.Android 输入系统

输入系统主要分为输入子系统和 IMS，我们重以下几个角度来学习 Android 的输入系统：

  • 输入系统整体框架

  • 事件的读取

  • 事件的分发

  • 事件的处理

  • Android 输入系统面试题分析

12.系统应用

系统开发的大部分内容是做系统应用开发，常修改的系统应用如下：

  • Settings

  • Launcher

  • SystemUI

  • 系统应用开发相关面试题分析

总结

在掌握了这 11 个专题后，不论是继续研究 Framework 中其他模块，或是参与 App 开发，又或是研究内核与驱动，我相信，你一定早已是是游刃有余了！

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