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深入解析ANDROID虚拟机_钟世礼 PDF 下载
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 资料简介： Android系统从诞生到现在的短短几年时间里，凭借其易用性和开发的简洁性，赢得了广大开发者的支持。在整个Android系统中，Dalvik VM一直是贯穿从底层内核到高层应用开发的核心。本书循序渐进地讲解了Android虚拟机系统的基本知识，并剖析了其整个内存系统的进程和运作流程，并对虚拟机系统优化和异常处理的知识进行了详细讲解。本书几乎涵盖了Dalvik VM系统的所有主要内容，并且讲解方法通俗易懂，特别有利于读者学习并消化。 本书适合Android初学者、Android底层开发人员、源代码分析人员和虚拟机开发人员学习，也可以作为大专院校相关专业师生的学习用书和培训学校的教材。 资料目录： 第1章 获取并编译Android源码 1 1.1 获取Android源码 1 1.1.1 在Linux系统获取Android 源码 1 1.1.2 在Windows平台获取Android 源码 2 1.1.3 Windows获取Android L源码 4 1.2 分析Android源码结构 6 1.3 编译Android源码 8 1.3.1 搭建编译环境 8 1.3.2 开始编译 9 1.3.3 在模拟器中运行 10 1.3.4 常见的错误分析 10 1.3.5 实践演练—演示两种编译Android程序的方法 11 1.4 编译Android Kernel 14 1.4.1 获取Goldfish内核代码 14 1.4.2 获取MSM内核代码 17 1.4.3 获取OMAP内核代码 17 1.4.4 编译Android的Linux内核 17 第2章 Java虚拟机基础 19 2.1 虚拟机的作用 19 2.2 Java虚拟机概述 20 2.2.1 JVM的数据类型 20 2.2.2 Java虚拟机体系结构 21 2.2.3 JVM的生命周期 25 2.3 JVM的安全性 26 2.3.1 JVM的安全模型 26 2.3.2 沙箱模型的4种组件 27 2.3.3 分析Java的策略机制 28 2.4 网络移动性 29 2.4.1 现实需要网络移动性 29 2.4.2 网络移动性 30 2.5 内存异常和垃圾处理 31 2.5.1 内存分配中的栈和堆 31 2.5.2 运行时的数据区域 33 2.5.3 对象访问 34 2.5.4 内存泄露 35 2.5.5 JVM的垃圾收集策略 36 2.5.6 垃圾收集器 37 2.6 Java内存模型 37 2.6.1 Java内存模型概述 38 2.6.2 主内存与工作内存 38 2.6.3 内存间交互操作 39 第3章 Dalvik和ART基础 40 3.1 Dalvik VM和JVM的差异 40 3.2 Dalvik虚拟机的主要特征 41 3.3 Dalvik VM架构 42 3.3.1 Dalvik虚拟机的代码结构 42 3.3.2 dx工具 44 3.3.3 Dalvik VM的进程管理 44 3.3.4 Android的初始化流程 44 3.4 Dalvik VM控制VM命令详解 45 3.4.1 基本命令 45 3.4.2 扩展的JNI检测 45 3.4.3 断言 46 3.4.4 字节码校验和优化 46 3.4.5 Dalvik VM的运行模式 47 3.4.6 死锁预测 47 3.4.7 dump堆栈追踪 48 3.4.8 dex文件和校验 48 3.4.9 产生标志位 48 3.5 ART机制基础 48 3.5.1 什么是ART模式 48 3.5.2 ART优化机制基础 50 第4章 分析JNI 52 4.1 JNI的本质 52 4.2 分析Java层 54 4.2.1 加载JNI库 54 4.2.2 实现扫描工作 55 4.2.3 读取并保存信息 56 4.2.4 删除SD卡外的信息 58 4.2.5 直接转向JNI 58 4.2.6 扫描函数scanFile 59 4.2.7 JNI中的异常处理 59 4.3 分析JNI层 60 4.3.1 将Native对象的指针保存到 Java对象 60 4.3.2 创建Native层的MediaScanner 对象 60 4.4 Native（本地）层 61 4.4.1 注册JNI函数 61 4.4.2 完成注册工作 63 4.4.3 动态注册 64 4.4.4 处理路径参数 65 4.4.5 扫描文件 66 4.4.6 添加TAG信息 66 4.4.7 总结函数JNI_OnLoad()与函数JNI_OnUnload()的用途 67 4.4.8 Java与JNI基本数据类型 转换 67 4.4.9 JNIEnv接口 69 4.4.10 JNI中的环境变量 70 第5章 分析内存系统 71 5.1 分析Android的进程通信机制 71 5.1.1 Android的进程间通信（IPC） 机制Binder 71 5.1.2 Service Manager是Binder 机制的上下文管理者 72 5.1.3 Service Manager服务 86 5.2 匿名共享内存子系统详解 89 5.2.1 基础数据结构 89 5.2.2 初始化处理 90 5.2.3 打开匿名共享内存设备文件 91 5.2.4 内存映射 93 5.2.5 读写操作 94 5.2.6 锁定和解锁 95 5.2.7 回收内存块 100 5.3 C 访问接口层详解 101 5.3.1 接口MemoryBase 101 5.3.2 接口MemoryBase 108 5.4 Java访问接口层详解 111 第6章 Android程序的生命周期管理 115 6.1 Android程序的生命周期 115 6.1.1 进程和线程 115 6.1.2 进程的类型 116 6.2 Activity的生命周期 116 6.2.1 Activity的几种状态 117 6.2.2 分解剖析Activity 117 6.2.3 几个典型的场景 119 6.2.4 管理Activity的生命周期 119 6.2.5 Activity的实例化与启动 120 6.2.6 Activity的暂停与继续 120 6.2.7 Activity的关闭 销毁与 重新运行 121 6.2.8 Activity的启动模式 121 6.3 进程与线程 122 6.3.1 进程 122 6.3.2 线程 123 6.3.3 线程安全的方法 123 6.3.4 Android的线程模型 123 6.4 测试生命周期 125 6.5 Service的生命周期 129 6.5.1 Service的基本概念和用途 129 6.5.2 Service的生命周期详解 129 6.5.3 Service与Activity通信 129 6.6 Android广播的生命周期 133 6.6.1 Android 的广播机制 133 6.6.2 编写广播程序 133 6.7 ART进程管理 135 第7章 IPC进程通信机制 147 7.1 Binder机制概述 147 7.2 Service Manager是Binder机制的 上下文管理者 148 7.2.1 入口函数 148 7.2.2 打开Binder设备文件 149 7.2.3 创建设备文件 149 7.2.4 管理内存映射地址空间 154 7.2.5 发生通知 156 7.2.6 循环等待 161 7.3 内存映射 162 7.3.1 实现内存分配功能 162 7.3.2 分配物理内存 164 7.3.3 释放物理页面 166 7.3.4 分配内核缓冲区 167 7.3.5 释放内核缓冲区 168 7.3.6 查询内核缓冲区 170 第8章 init进程详解 171 8.1 init基础 171 8.2 分析入口函数 172 8.3 配置文件详解 174 8.3.1 init.rc简介 174 8.3.2 分析init.rc的过程 176 8.4 解析service 179 8.4.1 Zygote对应的service action 179 8.4.2 init组织service 180 8.4.3 函数parse_service和parse_line_service 181 8.5 字段on 184 8.5.1 Zygote对应的on action 184 8.5.2 init组织on 185 8.5.3 解析on用到的函数 186 8.6 在init控制service 186 8.6.1 启动Zygote 186 8.6.2 启动service 187 8.6.3 4种启动service的方式 191 8.7 控制属性服务 194 8.7.1 引入属性 194 8.7.2 初始化属性服务 197 8.7.3 启动属性服务 197 8.7.4 处理设置属性的请求 200 第9章 Dalvik VM的进程系统 202 9.1 Zygote（孕育）进程详解 202 9.1.1 Zygote基础 202 9.1.2 分析Zygote的启动过程 203 9.2 System进程详解 216 9.2.1 启动System进程前的准备 工作 216 9.2.2 分析SystemServer 217 9.2.3 分析EntropyService 220 9.2.4 分析DropBoxManagerService 222 9.2.5 分析DiskStatsService 227 9.2.6 分析DeviceStorageManager Service 231 9.2.7 分析SamplingProfilerService 233 9.2.8 分析ClipboardService 241 9.3 应用程序进程详解 247 9.3.1 创建应用程序 247 9.3.2 启动线程池 256 9.3.3 创建信息循环 257 第10章 Dalvik VM运作流程详解 259 10.1 Dalvik VM相关的可执行程序 259 10.1.1 dalvikvm、dvz和app_process 简介 259 10.1.2 对比app_process和dalvikvm的 执行过程 260 10.2 初始化Dalvik虚拟机 262 10.2.1 开始虚拟机的准备工作 262 10.2.2 初始化跟踪显示系统 262 10.2.3 初始化垃圾回收器 263 10.2.4 初始化线程列表和主线程 环境参数 263 10.2.5 分配内部操作方法的表格 内存 264 10.2.6 初始化虚拟机的指令码相关 的内容 264 10.2.7 分配指令寄存器状态的 内存 264 10.2.8 分配指令寄存器状态的内存 和最基本用的Java库 265 10.2.9 初始化使用的Java类库 线程类 266 10.2.10 初始化虚拟机使用的异常 Java类库 267 10.2.11 初始化其他对象 268 10.3 启动Zygote 276 10.3.1 在init.rc中配置Zygote启动 参数 276 10.3.2 启动Socket服务端口 276 10.3.3 加载preload-classes 277 10.3.4 加载preload-resources 277 10.3.5 使用folk启动新进程 278 10.4 启动SystemServer进程 278 10.4.1 启动各种系统服务线程 279 10.4.2 启动第一个Activity 280 10.5 加载class类文件 281 10.5.1 DexFile在内存中的映射 281 10.5.2 ClassObject—Class在 加载后的表现形式 283 10.5.3 加载Class并生成相应 ClassObject的函数 283 10.5.4 加载基本类库文件 284 10.5.5 加载用户类文件 284 第11章 DEX文件详解 285 11.1 DEX文件介绍 285 11.2 DEX文件的格式 285 11.2.1 map_list 286 11.2.2 string_id_item 288 11.2.3 type_id_item 291 11.2.4 proto_id_item 292 11.2.5 ield_id_item 293 11.2.6 method_id_item 293 11.2.7 class_def_item 294 11.3 DEX文件结构 297 11.3.1 文件头（File Header） 297 11.3.2 魔数字段 298 11.3.3 检验码字段 298 11.3.4 SHA-1签名字段 300 11.3.5 map_off字段 300 11.3.6 string_ids_size和off字段 301 11.4 DEXFile接口详解 303 11.4.1 构造函数 303 11.4.2 公共方法 304 11.5 DEX和动态加载类机制 306 11.5.1 类加载机制 306 11.5.2 具体加载 306 11.5.3 代码加密 308 11.6 动态加载jar和DEX 309 第12章 Dvlik VM内存系统详解 310 12.1 如何分配内存 310 12.2 内存管理机制详解 312 12.3 优化Dalvik虚拟机的堆内存分配 326 第13章 Dalvik VM垃圾收集机制 328 13.1 引用计数算法 328 13.2 Mark Sweep算法 328 13.3 和垃圾收集算法有关的函数 330 13.4 垃圾回收的时机 346 13.5 调试信息 347 13.6 Dalvik VM和JVM垃圾收集机制的 区别 348 第14章 Dalvik VM内存优化机制详解 350 14.1 sp和wp简介 350 14.1.1 sp基础 350 14.1.2 wp基础 351 14.2 智能指针详解 351 14.2.1 智能指针基础 352 14.2.2 轻量级指针 353 14.2.3 强指针 355 14.2.4 弱指针 365 第15章 分析Dalvik VM的启动过程 369 15.1 Dalvik VM启动流程概览 369 15.2 Dalvik VM启动过程详解 370 15.2.1 创建Dalvik VM实例 370 15.2.2 指定一系列控制选项 371 15.2.3 创建并初始化Dalvik VM 实例 376 15.2.4 创建JNIEnvExt对象 378 15.2.5 设置当前进程和进程组ID 382 15.2.6 注册Android核心类的JNI 方法 382 15.2.7 创建javaCreateThreadEtc 钩子 385 第16章 注册Dalvik VM并创建线程 387 16.1 注册Dalvik VM的JNI方法 387 16.1.1 设置加载程序 387 16.1.2 加载so文件并验证 387 16.1.3 获取描述类 392 16.1.4 注册JNI方法 392 16.1.5 实现JNI操作 394 16.2 创建Dalvik VM进程 395 16.2.1 分析底层启动过程 395 16.2.2 创建Dalvik VM进程 395 16.2.3 初始化运行的Dalvik VM 398 16.3 创建Dalvik VM线程 399 16.3.1 检查状态值 399 16.3.2 创建线程 399 16.3.3 分析启动过程 402 16.3.4 清理线程 404 第17章 Dalvik VM异常处理详解 407 17.1 Java异常处理机制 407 17.1.1 方法调用栈 407 17.1.2 Java提供的异常处理类 409 17.2 Java VM异常处理机制详解 409 17.2.1 Java语言及虚拟机的异常 处理机制 410 17.2.2 COSIX虚拟机异常处理的 设计与实现 410 17.3 分析Dalvik虚拟机异常处理的 源码 414 17.3.1 初始化虚拟机使用的异常 Java类库 414 17.3.2 抛出一个线程异常 415 17.3.3 持续抛出进程 415 17.3.4 找出异常原因 416 17.3.5 找出异常原因 417 17.3.6 清除挂起的异常和等待 初始化的异常 420 17.3.7 包装“现在等待”异常的 不同例外 420 17.3.8 输出跟踪当前异常的错误 信息 421 17.3.9 搜索和当前异常相匹配的 方法 421 17.3.10 获取匹配的捕获块 423 17.3.11 进行堆栈跟踪 424 17.3.12 生成堆栈跟踪元素 425 17.3.13 将内容添加到堆栈跟踪 日志中 426 17.3.14 将内容添加到堆栈跟踪 日志中 427 17.4 常见异常的类型与原因 428 17.4.1 SQLException：操作数据库 异常类 428 17.4.2 ClassCastException：数据 类型转换异常 428 17.4.3 NumberFormatException： 字符串转换为数字类型时 抛出的异常 428 17.5 调用堆栈跟踪分析异常 429 17.5.1 解决段错误 429 17.5.2 跟踪Android Callback调用 堆栈 431 第18章 JIT编译 434 18.1 JIT简介 434 18.1.1 JIT概述 434 18.1.2 Java虚拟机主要的优化 技术 436 18.1.3 Dalvik中JIT的实现 436 18.2 Dalvik VM对JIT的支持 436 18.3 汇编代码和改动 438 18.3.1 汇编部分代码 438 18.3.2 对C文件的改动 438 18.4 Dalvik VM中的JIT源码 439 18.4.1 入口文件 439 18.4.2 核心函数 447 18.4.3 编译文件 450 18.4.4 BasicBlock处理 458 18.4.5 内存初始化 459 18.4.6 对JIT源码的总结 462 第19章 Dalvik VM内存优化 463 19.1 Android内存优化的作用 463 19.2 查看Android内存和CPU使用情况 464 19.2.1 利用Android API函数查看 464 19.2.2 直接对Android文件进行 解析查询 464 19.2.3 通过Runtime类实现 465 19.2.4 使用DDMS工具获取 465 19.2.5 其他方法 469 19.3 Android的内存泄露 472 19.3.1 什么是内存泄漏 472 19.3.2 为什么会发生内存泄露 473 19.3.3 shallow size、retained size 474 19.3.4 查看Android内存泄露的 工具——MAT 475 19.3.5 查看Android内存泄露的 方法 478 19.3.6 Android（Java）中常见的容易 引起内存泄漏的不良代码 480 19.4 常见的引起内存泄露的坏习惯 480 19.4.1 查询数据库时忘记 关闭游标 481 19.4.2 构造Adapter时不习惯使用 缓存的convertView 481 19.4.3 没有及时释放对象的引用 482 19.4.4 不在使用Bitmap对象时调用 recycle()释放内存 482 19.5 解决内存泄露实践 483 19.5.1 使用MAT根据heap dump分析Java代码内存泄漏的根源 483 19.5.2 演练Android中内存泄露 代码优化及检测 489 第20章 Dalvik VM性能优化 491 20.1 加载APK DEX文件优化 491 20.1.1 APK文件介绍 492 20.1.2 DEX文件优化 493 20.1.3 使用类动态加载技术实现 加密优化 493 20.2 SD卡优化 496 20.3 虚拟机优化详解 497 20.3.1 平台优化—ARM的流水线 技术 497 20.3.2 Android对C库优化 501 20.3.3 优化创建的进程 504 20.3.4 渲染优化 504 第21章 分析ART的启动过程 508 21.1 运行环境的转换 508 21.2 运行 app_process 进程 509 21.3 准备启动 512 21.4 创建运行实例 518 21.5 注册本地JNI函数 519 21.6 启动守护进程 520 21.7 解析参数 521 21.8 初始化类、方法和域 528 第22章 执行ART主程序 534 22.1 进入main主函数 534 22.2 查找目标类 535 22.2.1 函数LookupClass() 535 22.2.2 函数DefineClass() 537 22.2.3 函数InsertClass() 540 22.2.4 函数LinkClass() 541 22.3 类操作 543 22.4 实现托管操作 544 第23章 安装APK应用程序 549 23.1 PackageManagerService概述 549 23.2 主函数main 549 23.3 调用初始化函数 550 23.4 创建PackageManagerService服务 553 23.5 扫描并解析 554 23.6 保存解析信息 570 第24章 ART环境安装APK应用程序 572 24.1 Android安装APK概述 572 24.2 启动时安装 572 24.3 ART安装 581 24.4 实现dex2oat转换 586 24.4.1 参数解析 586 24.4.2 创建 OAT文件指针 588 24.4.3 dex2oat准备工作 588 24.4.4 提取classes.dex文件 589 24.4.5 创建OAT文件 594 24.5 APK文件的转换 595 |
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