前言

 

目前，互联网行业正在朝着移动互联网方向强劲地发展，而移动互联网的发展离不开背后的移动平台的支撑； 众所周知，如今在移动平台市场上，苹果的IOS、谷歌的Android和微软的windows Phone系统已经形成了三足鼎立的形势，而Android系统的市场占有率是最高的

Android系统之所以能够在市场上占据着第一的位置，一来是因为它依托着谷歌的品德效应和技术实力，二来是因为它是开放的，任何人都可以得到它的源代码，并且能够自由地使用它； 既然Android系统是开放的，作为一个移动平台开发人员来说，当然希望能够深入地去分析和研究它的源代码了，然而，Android系统的源代码非常庞大，我们需要循序渐进地去学习

工欲善其事，必先利其器； 为了全面、深入地理解Android系统的源代码，在正式进入Android系统源代码的世界前，我们需要准备实验环境；此外，还需要了解Android系统的架构知识

硬件环境要求

1、编译环境

按照官方的说法，编译Android 2.3.x及以上版本的系统源码需要64位的系统运行环境来支持，而编译2.3.x以下的版本则需要32位的系统运行环境

2、硬盘空间

官方建议最好预留100G的磁盘空间来下载源码，150G的磁盘空间用来编译源码，如果使用了ccache（一个高速编译缓存工具，可以大幅加快gcc的编译速度），那么则需要更大的空间来支持

所以尽可能地保证自己的磁盘空间够大吧，之前就因为磁盘空间预留不够导致源码编译过程中空间不足，狠狠地把自己坑了一把

3、内存空间

如果你是在虚拟机上跑linux，官方建议至少需要16G的内存空间，我的机器只有8G的内存空间跑虚拟机，目前跑起来也没太大问题，就是编译源码的过程非常漫长，不知道是否跟内存大小有关

软件环境要求

1、操作系统

Android系统的源码的编译支持 Linux 跟 mac OS 两种操作系统； 一般情况下，Android系统源码都是在Linux Ubuntu系统上进行开发与测试的，所以如果你准备使用Linux系统来进行源码编译，那一般推荐安装Ubuntu版本的Linux

下面列出了各Android版本与编译系统版本的对应关系：

Linux:

 

Mac OS：

 

2、JDK 版本要求

不同的Android版本编译也需要对应的JDK环境，这里列出了各版本之间的对应关系

 

环境搭建

开发Android应用程序可以在两种环境下进行； 一是在Android SDK环境下进行，一般是集成在Eclipse里面进行开发，二是在Android源代码工程环境下进行，在这种环境进行开发的好处是可以使用一些在SDK中不公开的接口

但是如果我们要修改Android系统的源代码，或者为Android系统增加新的功能接口，那么就只能在Android源代码工程环境下进行了； 由于我们的目的是对Android系统源代码进行分析，因此，我们在开发Android应用程序时，也在Android源代码环境下进行；这样，我们就需要搭建一套Android源代码工程环境了

目前，Android源代码工程环境只能在Linux平台上使用，而Linux系统的发行版本比较多，这里我们推荐Ubuntu系统； Ubuntu系统是免费的，而且非常易于使用，安装和更新应用程序也非常方便

安装好Ubuntu系统之后，我们就可以在上面下载、编译和安装Android源代码了

Android系统的源代码工程默认是不包含Linux内核源代码的； 如果我们需要修改Android系统的内核或者在里面增加新的模块，那么就要把Android内核源代码一起下载、编译和安装了

Android源代码工程环境搭建好了之后，我们就可以在里面开发新的应用程序或者修改系统代码了； 增加了新的应用程序或者修改了系统的代码之后，不需要重新编译整个源代码工程，只要单独编译有改动的模块就可以了

对于已经开发好的应用程序或者系统功能； 如果想把当作Demo展示给客户来体验时，我们既可以在真机上面运行，也可以在模拟器（Android源代码工程环境或者Android SDK环境都集成了模拟器）上面运行

当我们手头上没有真机，而且我们又不想把整个Android源代码工程环境或者Android SDK环境带去展示我们的Demo时，就可以考虑把模拟器这两个环境中独立出来了

系统架构

Android系统是按层次、分模块来设计的； 在我们着手对Android系统的源代码进行分析前，需要对Android系统的架构有一个总体的认识，这样我们就能够快速地知道哪些代码位于哪个层次上的哪个模块中，节省搜索代码的时间，把更多的精力投入在源代码的分析上去

整个系统划分内核空间和用户空间两部分； 内核空间包含了进程管理、内存管理以及设备驱动程序模块等，其中Android专用驱动Binder、Logger和Ashmem就是在内核空间实现的

用户空间包含了硬件抽象层（HAL）、外部库和运行时库层（External Libraries & Android Runtime）、应用程序框架层（Application Framework）和应用程序层（Applications）四个层次； 我们应该如何去掌握这个层次结构呢？最好的方法就是从学习Android的硬件抽象层作为切入点了

可能大家会觉得比较奇怪，为什么要把Android系统的硬件抽象层作为学习Android系统架构的切入点呢？

其实是这个层次因为涉及到硬件，看起来这是一个比较复杂和深奥的知识点； 实则不然，Android系统的硬件抽象层在实现和使用上，层次都是非常清晰的，它从上到下涵盖了Android系统的用户空间和内核空间

内核空间主要就是涉及到硬件驱动程序，而用户空间就涉及到了Android系统应用程序层、应用程序框架层和系统运行时库层的相关知识； 因此，学习Android系统的硬件抽象层，可以使大家快速地认识整个Android系统，从而对Android系统得到一个感性的认识，为后面深入分析Android系统的源代码打下良好的基础

学会了编写基本的Android应用程序并且对Android系统的整体架构有一个大概的了解之后，我们就可以去分析Android系统的源代码了

在分析Android源代码的过程中，我们经常进入到应用程序框架层去分析它的源代码； 而在应用程序框架层中，有一部分代码是使用C++来实现的，这时候就会经常碰到智能指针，因此，我们把Android系统中的智能指针也作为一个基础知识点来学习

相信使用过C++语言来做开发的读者对智能指针不会感到陌生； 用C++来写代码最容易出错的地方就是指针了，一旦使用不当，轻则造成内存泄漏，重则造成系统崩溃，因此，系统为我们提供了智能指针，避免出现上述问题

在Android系统中，提供了三种类型的智能指针，分别是轻量级指针、强指针和弱指针，它们都是基于对象引用计数技术来实现的；

轻量级指针的计数技术比较简单，只要对象的引用计数值为0，它就会被释放

强指针和弱指针的计数技术相对比较复杂； 一个对象可以同时被强指针和弱指针引用，但是这个对象的生命周期一般只受强指针的控制，即当这个对象的强引用计数为0的时候，这个对象就被释放了，即使这时候这个对象的弱引用计数不为0

引进强指针和弱指针这种复杂的引用计数技术是为了解决垃圾收集（Garbage Collection）问题而提出的； 考虑这样的一个场景，系统中有两个对象A和B，在对象A的内部引用了对象B，而在对象B的内部也引用了对象A

当两个对象A和B都不再使用时，垃圾收集系统会发现无法回收这两个对象的所占据的内存的； 因为系统一次只能收集一个对象，而无论系统决定要收回对象A还是要收回对象B时，都会发现这个对象被其它的对象所引用，因而就都回收不了，这样就造成了内存泄漏

如果采用强指针和弱指针技术，这个问题就迎刃而解了，即A和B都用弱指针来引用对方

尾述

文章基本上就到这里，文章只是对 Android 源码做了一些个人理解的东西，如有地方不对或者有不同理解的可以提出来

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最后我想说：

对于程序员来说，要学习的知识内容、技术有太多太多，要想不被环境淘汰就只有不断提升自己，从来都是我们去适应环境，而不是环境来适应我们

当程序员容易，当一个优秀的程序员是需要不断学习的； 从初级程序员到高级程序员，从初级架构师到资深架构师，或者走向管理，从技术经理到技术总监，每个阶段都需要掌握不同的能力。早早确定自己的职业方向，才能在工作和能力提升中甩开同龄人

技术是无止境的，你需要对自己提交的每一行代码、使用的每一个工具负责，不断挖掘其底层原理，才能使自己的技术升华到更高的层面

Android 架构师之路还很漫长，与君共勉

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