(连载)Android系统源码分析--如何下载和阅读Android源码

> ** 这是一个连载的博文系列，我将持续为大家提供尽可能透彻的Android源码分析 [github连载地址](https://github.com/foxleezh/AOSP)**


## 前言


阅读Android源码的好处有很多，可以加深我们对系统的了解，可以参考牛人优雅的代码实现，可以从根本上找出一些bug的原因...我们应该庆幸Android是开源的，所有的功能都可以看到实现，所有的bug都能追踪溯源。


我想大家或多或少听说过Android源码开源项目，即AOSP(Android Open Source Project) ，有些人可能还不知道如何下载AOSP，有些人虽然下载下来了，但是面对庞大的Android源码项目又望而却步，不知道从哪儿下手。


所以本文将从以上两个问题出发，具体讲解如何下载和阅读Android系统源码。


## 一、如何下载AOSP
源码下载是我们分析源码的开始，Android源码可以全量下载，也可以单个下载，我们先介绍全量下载
### 1.1 全量下载
[官方文档](https://source.android.com/source/downloading) ，只要按照上面一步步做就可以了，但是由于需要，国内无法直接访问，而整个Android项目源码巨大，即便是后下载也很慢，所以还是使用国内镜像比较好。


我推荐清华大学开源镜像，[地址](https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/help/AOSP/) ，这上面也是有完整的教程，我就不复制粘贴了，但是有一点要注意，你一定要备一个比较大的磁盘，至少60个G吧，还不算后期编译的。


我们分析源码其实是不需要全部代码的，因为AOSP不仅包括系统源码，还有些工具代码，如aapt，adb等，这些我们根本不需要，而且即便是系统源码，也不是所有我们都需要看，如果真的全部看，你这辈子都看不完，所以我还是推荐大家单个下载。


### 1.2 单个下载
[官方地址]( https://android.googlesource.com/) ，比如我们要下载platform/frameworks/base/目录下的代码，我们可以git clone https://android.googlesource.com/platform/frameworks/base ，不过这个还是会遇到的问题，当然我们也可以用镜像。


[镜像地址]( https://aosp.tuna.tsinghua.edu.cn/) ，比如我们要下载platform/frameworks/base/目录，就用git clone https://aosp.tuna.tsinghua.edu.cn/platform/frameworks/base ，如果你带宽够的话，一般几分钟就可以下载好你想要的单个源码了。


如果你想下载单个文件，或者搜索文件名及代码，可以访问 http://androidxref.com/ ，这里有部分Android的源码


### 1.3 AOSP目录结构


先上一张图，整个Android项目的架构图


我们都知道Android系统从上到下大致分为这四层，所以我们以这四层为基础，讲解下AOSP的目录结构：


- 第一层：应用程序层(applications)对应根目录下 [platform/packages/apps](https://android.googlesource.com/platform/packages/apps)
- 第二层：应用程序框架层(application framework)对应根目录下的 [platform/frameworks](https://android.googlesource.com/platform/frameworks)
- 第三层：运行库层包括运行库(libraries)和android运行时环境(android runtime)
 - libraries对应目录很多，其中libc库对应的是 [platform/bionic](https://android.googlesource.com/platform/bionic)
 - android运行时环境，Core Libraries 对应根目录下的 [platform/libcore](https://android.googlesource.com/platform/libcore)，Dalvik Virtual Machine 对应根目录下的 [platform/dalvik](https://android.googlesource.com/platform/dalvik) ，不过现在已经是ART了，所以目录是 [platform/art](https://android.googlesource.com/platform/art)
- 第四层：Linux内核层对应根目录下的 [kernel](https://android.googlesource.com/kernel)，每一个目录对应了一个kernel的版本，因为Android要兼容各种芯片，下面罗列一下：
 - goldfish 项目包含适用于所模拟的平台的内核源代码。
 - msm 项目包含适用于 ADP1、ADP2、Nexus One、Nexus 4、Nexus 5、Nexus 6、Nexus 5X、Nexus 6P、Nexus 7 (2013)、Pixel 和 Pixel XL 的源代码，可用作使用 Qualcomm MSM 芯片组的起点。
 - omap 项目用于 PandaBoard 和 Galaxy Nexus，可用作使用 TI OMAP 芯片组的起点。
 - samsung 项目用于 Nexus S，可用作使用 Samsung Hummingbird 芯片组的起点。
 - tegra 项目用于 Xoom、Nexus 7 (2012)、Nexus 9，可用作使用 NVIDIA Tegra 芯片组的起点。
 - exynos 项目包含适用于 Nexus 10 的内核源代码，可用作使用 Samsung Exynos 芯片组的起点。
 - x86_64 项目包含适用于 Nexus Player 的内核源代码，可用作使用 Intel x86_64 芯片组的起点。
 - hikey-linaro 项目用于 HiKey 参考板，可用作使用 HiSilicon 620 芯片组的起点。
- 第三层和第四层中间还有个硬件抽象层(HAL)对应根目录下的 [platform/hardware](https://android.googlesource.com/platform/hardware)




目前我下载的目录如下：


git clone https://aosp.tuna.tsinghua.edu.cn/platform/packages/apps/Launcher2

git clone https://aosp.tuna.tsinghua.edu.cn/platform/frameworks/base

git clone https://aosp.tuna.tsinghua.edu.cn/platform/frameworks/native

git clone https://aosp.tuna.tsinghua.edu.cn/platform/system/core

git clone https://aosp.tuna.tsinghua.edu.cn/platform/bionic

git clone https://aosp.tuna.tsinghua.edu.cn/platform/libcore

git clone https://aosp.tuna.tsinghua.edu.cn/platform/art

git clone https://aosp.tuna.tsinghua.edu.cn/kernel/msm



## 二、如何阅读AOSP


当我们把源码下载下来之后，会感到茫然无措，因为AOSP的源码实在是太多了，这里我们需要明确一些问题：


* 要阅读哪些源码
* 阅读源码的顺序和方式
* 用什么工具来阅读


下面我将从这三个问题一一展开


### 2.1 要阅读哪些源码


这个问题是比较个性化的，因为不同的人从事着不同的工作，有的人从事应用开发，可能对Java层东西感兴趣;有的人从事Framework开发，可能对Framework层感兴趣;有的从事硬件开发，可能对底层实现感兴趣。


这个都因人而异，但是有一点，不能盲目地毫无目的地看源码，因为这样的话最终你会淹没在AOSP的大海里，看了一年半截啥都看了，却又感觉都没看透，别人问你源码的东西，都能说个一二，但是一往深了说，就不知所以了。


所以对于AOSP源码，不在于多，而在于精，你不要试图把所有的源码都看懂，你只要对自己感兴趣的那部分深入研究就可以，因为即便是Google工程师也不可能把AOSP全部读完。


对于我而言，我是从事应用层开发的，我主要会了解以下几个方面的源码：


* Android系统启动流程，应用启动流程，四大组件启动流程，这将列入系统启动篇
* 系统常用服务ActivityManagerService,WindowManagerService等，这将列入系统服务篇
* 通信机制，主要是Binder和Handler，这将列入通信篇
* 进程和线程的创建，运行，销毁，这将列入进程篇
* View的绘制和显示流程，事件分发机制，这将列入图形绘制篇
* Android虚拟机ART运行机制，类加载机制，Java注解，Java反射，这将列入虚拟机篇
* Android对于Java集合的优化算法，这将列入Java基础篇


### 2.2 阅读源码的顺序和方式


#### 2.2.1 阅读顺序
读源码是一个日积月累的过程，不可能一蹴而就，当我们列出自己感兴趣的源码后，我们需要制定一个阅读计划，先读什么再读什么。这个也是因人而异，根据自己的兴趣来就是，你最想读什么，那就排前面。


我一直在说兴趣，因为兴趣是最好的老师，只有你对一样东西感兴趣了，才会有动力去学，去研究，才会不觉得累，如果一开始就去啃一些你不感兴趣的东西，到头来也是乏味不专注的，理解的程度也是不深，而且很有可能失去信心，最后放弃阅读。


当然，如果你对好几样东西都感兴趣，那就有一些原则了：


* 事物都讲究先后，就像树木扎根大地一样，先有大地，才有树木，基础的东西先看
* 相互有关联的东西一起看，不要一会儿看系统启动，突然又去看事件分发什么的


#### 2.2.2 阅读方式
Android系统涵盖的范围很广，从上层的应用程序，到Framework，再到Libraries以至硬件，从Java层到C++，就像一座几十层的大厦一样，每层都有楼梯，也有电梯，我们需要做的就是在大厦里上下穿梭。


当我们阅读某一个知识点源码的时候，不同的知识点有不同的阅读方式，有些适合从下往上读，比如系统启动流程，我是从事件开始的地方开始读，从init.cpp开始，然后到zygote进程，到Java虚拟机，最后到Luncher；


有些适合从上往下读，比如Activity的启动，我是从startActivity方法开始读，然后到ActivityThread，然后到ActivityManagerService;


有些适合两头从中间读，比如Binder,我是从Java层看到C++层，但是看到驱动那儿看不动了，然后就从接收Binder的地方往回看，最后在两端集中在驱动的地方前后对比，才将Binder看通。


这里还是有个好的方式，就是从事件触发的地方开始看是比较合适的。


### 2.3 用什么工具来阅读


Android 源码阅读神器当然是Source Insight 


Source Insight的好处：


* 支持方法跳转，类跳转，并且对C++支持很好
* 支持文件搜索，java,c++，xml都支持，并且支持内容搜索
* 支持一键导入，随时配置路径
* 而且最重要的，导入文件数多的时候不卡


下面我讲讲如何使用Source Insight
#### 2.3.1 下载安装Source Insight


下载地址 http://download.csdn.net/download/foxlee1991/9882553 ，我还专门配置了一个跟Android Studio一样的Darcula主题，下载地址 http://download.csdn.net/download/foxlee1991/9882535


#### 2.3.2 导入AOSP源码


我目前还没有下载完整的AOSP源码，只是先下载了几个重要的源码。打开Source Insight,选择Project -> New Project，取个名字比如叫AOSP，点击OK




选择你要查看的源码目录，点击OK




选择需要将哪些目录下的源码导入，点击Add Tree






导入成功后会有很多文件列在下方，点击Close






#### 2.3.3查看源码
现在进入项目还是一片空白，需要把工具栏打开，然后就可以看源码了






左边是方法和成员变量搜索，右边Project File是搜索类名，Project Symbol是内容搜索






还有一些快捷键，比如Ctrl+左键可以方法跳转，左上角有前进和后退，Ctrl+G 是跳转到指定行，Ctrl+F 搜索内容，有时我们会遇到方法无法跳转，这时我们需要点击Project，选择Synchronize Files,全局关联一下，如图




这里要注意导入的文件不要太多，太多会导致Synchronize失败，我们可以选择性地导入一些目录


我们在导入源码的时候，有时一些汇编的源码(以.s或.S结尾)无法导入，这时我们需要点击Options，选择File Type Options，在C/C++里添加.s和.S的支持，然后Close，如图




然后我们重新追加一些目录，点击Project，选择Add and Remove Projec Files，选择对应目录Add Tree即可，同时我们也可以选择Remove Tree删除对应目录源码，操作如下






## 三、 其他


在真正开始阅读Android源码之前，最好是去了解一些C/C++的语法知识，因为源码核心的部分都是用C/C++写的，如果你对一些基础语法不太了解，会看得云里雾里的，这里我给大家推荐两本书[《C标准库 中文版》](http://download.csdn.net/download/foxlee1991/10033921)和[《C++标准库 中文第2版》](http://download.csdn.net/download/foxlee1991/10034335)，另外一些学习网站也不错：


- [微软官方](https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/cscc687y.aspx)
- [菜鸟教程](http://www.runoob.com/cplusplus/cpp-tutorial.html)
- [W3Cschool](https://www.w3cschool.cn/cpp/)


我自己本身也刚开始阅读Android源码，准备整理一些阅读笔记，我在github上建了项目，会把笔记以issue的方式展示，方便大家交流，另外我会把阅读的一些源码拷贝到Android Studio项目中，保持原有目录结构，方便大家看笔记时找到对应的源码，[项目地址](https://github.com/foxleezh/AOSP)


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