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编辑推荐

　　《Android系统服务开发》分析了Android提供的硬件控制机制。编写团队目前均从事相关工作，直接分析并测试平台源代码和日志，介绍了目前尚未普及的Android平台的硬件控制基本原理及实际框架的操作。
　　与Android刚出现时相比，Android开发人员现在已有了大幅增长，人们也可轻松搜索到相关资料。但Android开发仍然很有难度，每当版本升级时，结构变动都会使之前的代码无法继续使用。虽然需要深入掌握Android平台，但开发人员的主要工作就是修复Bug，所以对实际情况往往“只见树木不见森林”。本书着眼点在于“开发人员如何改善开发流程”，这个问题的关键就是深入挖掘Android的基本实现原理。
　　基本功扎实的开发人员可以主导顺应智能手机时代发展的智能开发。通过本书可以掌握Android平台的操作原理，并将其直接应用于开发业务。

内容简介

　　　　《Android系统服务开发》分析了安卓提供的硬件控制机制。编写团队目前均从事相关工作，直接对平台源代码及日志进行分析及测试，介绍了目前尚未普及的安卓平台的硬件控制基本原理及实际框架的操作。　　与安卓刚出现时相比，安卓开发人员现在已有了大幅增长，人们也可轻松搜索到相关资料。但安卓开发仍然很有难度，每当版本升级时，结构变动都会使之前的代码无法重新使用。虽然需要深入掌握安卓平台，但开发人员的主要工作就是修复Bug，所以对实际情况往往“只见树木不见森林”。本书着眼点在于“开发人员如何改善开发流程”，这个问题的关键就是深入挖掘安卓的基本实现原理。　　基本功扎实的开发人员可以主导顺应智能手机时代发展的“Smart”开发。通过本书可以掌握安卓平台的操作原理，并将其直接应用于开发业务。

作者简介

　　金大佑，西江大学电子工程学士及硕士学位。大学时期沉迷于Linux，并创建了一个Linux社团。曾参与LG电子安卓项目，目前在瑞萨移动参与安卓LTE手机项目。虽然热衷于安卓开发，但目前仍在使用非智能手机。主要关注领域是安卓平台、SW设计以及ARM架构。希望有一天可以将创建开源项目作为个人爱好。
　　朴宰永，高丽大学无线电工程学士及硕士学位，进入LG电子后从事手机开发业务至今。尤其在10余年的开发过程中，从与硬件相关的BSP业务到UI业务，乃至批量生产相关业务均有所涉猎，积累了丰富经验。比较关注的领域是无线通信、移动平台、ARM架构、USIM、电源管理，今后想通过授课对社会做出贡献。

　　文炳元，曾在LG电子参与手机开发业务，目前在一家游戏公司负责数据分析。认为程序员的能力不仅在于了解丰富的知识，更在于能够找到解决问题的方法。现在仍然为了每天都有进步而不断付出努力。

内页插图

精彩书评

　　　　★看韩国人写的技术书籍，我的感触是讲解深入、细致和严谨，不仅讲了是什么，还讲了为什么。作者从原理的角度深度剖析，解释了Android系统设计的内容，很多总结很到位，类比也很形象，可见其对telephony模块和power模块有着深入的研究和丰富的实战经验。通过本书不仅能够学到技术，更能体会那份认真的态度，这在当下日益浮躁的氛围下显得尤为珍贵！　　——陈家林（Marvell高级研发经理）
　　★这是一本不错的系统开发书籍，通过本书可以了解系统进程间通信、通信（RIL）框架、电源管理等内容的相关细节，对致力于这方面开发的程序员来说大有裨益。　　——张泳（资深软件工程师、《深入剖析Android开发》作者）
　　★Android系统中，内置App可以实现电话号码显示、亮度调整等很多基本功能，这些Android手机的基本功能就是通过“系统服务”实现的。本书非常详细地讲解了各种系统服务的内部运作原理。毫无疑问，无论你是初学者还是Android开发高手，都能从本书中获益。　　——金哲（360高级研发经理）
　　★“我从事Android开发1年了，都是做App层次的开发，很难有系统服务层次的开发。这书确实不错，这次试读个人感觉比较清晰明了，也通俗易懂。可能很多人认为，做App会比做系统服务有成就感，因为上市的App是能看得见、能被别人使用、被别人评价的。但是，能做好底层系统服务才是更难、更重要的事情。期待此书面世并大卖！”　　“彩色插图真是太酷炫了！看惯了传统的UML图，这本书真是让人眼前一亮啊！书里的代码都是片段式的，感觉心里轻松很多呀~市场上Android底层的书都是代码一堆，看到瞬间头疼……”　　“我接触手机移动应用行业3年多了，做过两年Android端程序开发，这2年在工作上面的开发仅仅局限于Android四大组件、Android常用布局设计等基础知识。像我们公司产品中手机端数据同步（数据传输）的功能，我也只是依葫芦画瓢地修改BUG，从来都没有对Android网络通信的原理进行过研究学习，也不了解Android系统的通信框架、基本原理等。这本书来得太及时了，一定要珍藏。”　　“本人从事Android开发已经有一段时间了，我认为，要开发高效的Android程序，必须要了解系统内部的原理。从目录结构看，这是一本详细讲解内部原理的书，我十分需要。因为了解Android系统服务必定对以后的Android开发有一定提升，也希望能为以后深入Android底层开发做好准备。”　　“试读过样章后，我发现自己之前开发的App都太流于表面了，都是一些界面和网络数据交互和显示的功能，却一点都不了解这些系统的功能开发。这本书让我感触很深，尤其是学到了很多以前没有接触过的概念。这是让我向高级程序员进阶的一本好书，终于知道自己工作两年技术还是这么菜的原因了，非常感谢。”　　——eoeAndroid社区资深会员热评

目录

第1 章　Android 系统服务开发　　11.1　Android 系统服务开发简介　　21.1.1　Android 的出现　　21.1.2　移动设备的硬件结构　　51.1.3　Android 硬件服务开发概要　　111.1.4　本书的叙述方向　　141.2　IPC　　161.2.1　Android 的进程　　161.2.2　进程的fork() 及exec() 函数　　171.2.3　Linux 内核的IPC　　191.2.4　Linux 管道　　201.2.5　网络套接字　　211.2.6　UNIX 套接字　　271.3　I/O 多路复用　　301.3.1　服务器端/ 客户端模型　　301.3.2　使用select() 函数的I/O 多路复用　　331.3.3　select() 函数示例　　341.4　ITC　　361.4.1　多线程　　361.4.2　Android 的ITC 模型　　391.4.3　消息　　421.4.4　Looper　　451.4.5　Handler　　491.4.6　HandlerThread　　541.5　守护进程服务分析　　561.5.1　普通守护进程程序的结构　　561.5.2　生成init 进程的守护进程服务　　581.5.3　守护进程与多客户端间的通信　　65第2 章　RIL　　702.1　RIL 简介　　712.1.1　RIL 简介　　712.1.2　AP 与调制解调器间的相互作用　　722.1.3　AP 与调制解调器间的通信：RIL 命令　　732.2　RIL 结构　　752.2.1　Android 通信栈　　762.2.2　Android RIL 的调制解调器控制模型　　772.3　RIL 守护进程的结构　　782.3.1　RIL 守护进程的构成要素　　792.3.2　RIL 事件　　802.3.3　RIL 事件调度程序　　812.4　RIL 守护进程初始化　　872.4.1　守护进程的启动　　872.4.2　RIL 守护进程初始化过程　　902.4.3　动态加载Vendor RIL 库　　912.4.4　生成RIL 事件调度程序　　922.4.5　Vendor RIL 初始化　　972.4.6　注册Vendor RIL 的Radio控制函数及生成I/O 事件专用套接字　　1002.5　RIL 事件处理机制　　1032.5.1　RIL 事件调度程序的运行原理　　1032.5.2　RIL 事件处理回调函数　　1102.5.3　RIL req 处理机制　　1192.5.4　RIL resp 处理机制　　1242.5.5　RIL ind 处理机制　　129第3 章　通信框架　　1363.1　通信框架概要　　1373.1.1　通信框架的功能　　1373.1.2　通信框架提供的服务　　1393.2　通信框架的结构　　1403.2.1　通信框架的分层构成要素　　1403.2.2　PhoneApp 类　　1423.2.3　PhoneProxy 类　　1423.2.4　Phone 接口　　1443.2.5　Radio 接口　　1463.2.6　state tracker 类　　1483.2.7　CallManager 类　　1493.2.8　不同版本中通信框架的变化（1.5~4.2）　　1513.3　通信框架的初始化　　1523.3.1　Phone 应用程序的生成　　1533.3.2　通信框架的初始化　　1553.3.3　RILJava 的初始化　　1603.4　通信框架的服务模型　　1643.4.1　通信框架的服务结构　　1643.4.2　通信框架的服务req/resp 处理机制　　1653.4.3　通信框架的服务ind 处理机制　　1723.5　RILJava 的RIL req 处理示例　　1863.5.1　Phone 应用程序的通信框架API 调用　　1873.5.2　调用RILJava 的Radio API　　1893.5.3　生成RILJava 的RILRequest对象　　1913.5.4　向RILSender 线程传送RILRequest 对象　　1933.5.5　发送RILSender 线程的RIL req　　1943.6　RILJava 的RIL resp 处理示例　　1973.6.1　从RIL 守护进程接收RIL resp　　1983.6.2　发送RILReceiver 线程的服务resp 消息　　2003.6.3　处理客户端对象handler 的服务resp 消息　　2023.7　RILJava 的RIL ind 处理示例　　2033.7.1　注册Subscriber 对象的服务ind　　2043.7.2　接收RILReceive 线程的RIL ind　　2053.7.3　调用RILReceive 线程的notifyRegistrant() 方法　　2063.7.4　处理Subscriber 对象handler的服务ind 消息　　209第4 章　USIM　　2114.1　USIM 简介　　2124.1.1　智能卡的定义　　2134.1.2　智能卡的启动过程　　2134.1.3　使用APDU 的智能卡通信　　2154.1.4　USIM 的由来　　2154.1.5　USIM 的主要功能　　2164.2　USIM 的数据结构及运行　　2194.2.1　USIM 的数据结构　　2194.2.2　USIM 的移动通信相关EF　　2214.2.3　通过APDU 读取EF 的过程　　2234.3　Android USIM 软件结构　　2254.3.1　调制解调器　　2254.3.2　RIL　　2264.3.3　通信框架　　2264.3.4　Android 应用程序　　2294.4　Android USIM 初始化及运行　　2304.4.1　UICC 初始化及UICC 相关对象的生成　　2304.4.2　系统启动后调制解调器通电　　2354.4.3　进入SIM_READY 状态　　2404.4.4　查看USIM 状态及执行EF读取　　2444.4.5　分析通信框架的EF 读取　　2464.5　Android USAT 初始化及运行　　2544.5.1　USAT 初始化　　2544.5.2　通过Display Text 分析Proactive Command　　2584.5.3　Android 的Proactive Command处理　　263第5 章　Android 电源管理　　2705.1　电源管理概述　　2725.1.1　电功率　　2735.1.2　了解电池　　2735.1.3　默认电源状态　　2745.1.4　Android 电源管理的作用　　2755.2　Android 电源管理的结构　　2765.2.1　Android 电源管理的层级结构　　2775.2.2　Power Manager　　2785.2.3　Power Manager Service　　2795.2.4　本地空间　　2805.2.5　内核空间　　2825.2.6　Android 电源管理主要方法调用过程　　2835.3　Power Manager Service 的初始化　　2845.3.1　Power Manager Service 的类结构及方法　　2855.3.2　生成并注册Power ManagerService　　2865.3.3　Power Manager Service 初始化：init() 方法　　2905.3.4　Power Manager Service 初始化：systemReady() 方法　　3025.4　Power Manager Service 的主要操作　　3045.4.1　Power Manager Service 状态　　3045.4.2　决定Power Manager Service状态　　3075.4.3　屏幕亮度时间的结构　　3155.4.4　根据屏幕亮度时间控制屏幕亮度　　3185.4.5　屏幕亮度转换的结构要素　　3205.4.6　屏幕亮度转换操作　　3215.4.7　Wake Lock 标记与标签　　3285.4.8　生成Wake Lock　　3305.4.9　获取Wake Lock　　3345.4.10　解除Wake Lock　　3445.5　间接应用电源管理服务　　3445.5.1　Power Manager 类提供的方法　　3455.5.2　Power Manager 类的实例化及获取　　3455.5.3　获取Wake Lock：PARTIAL_WAKE_LOCK　　3475.5.4　Wake Lock 获取示例：PARTIAL_WAKE_LOCK　　3485.5.5　获取Wake Lock：屏幕亮度控制标记　　3505.5.6　Wake Lock 获取示例：FULL_WAKE_LOCK　　3525.5.7　获取Wake Lock：ACQUIRE_CAUSES_WAKEUP　　3535.5.8　解除Wake Lock：PARTIAL_WAKE_LOCK　　3575.5.9　解除Wake Lock：屏幕亮度控制标记　　3585.5.10　解除Wake Lock：ON_AFTER_RELEASE　　3605.6　直接应用Power Manager Service　　3615.6.1　屏幕亮度设置　　3625.6.2　Poke Lock　　3635.7　不应用Power Manager Service的Wake Lock　　364第6 章　Android 内核电源管理　　3676.1　Linux 内核电源管理　　3696.1.1　APM 与ACPI　　3696.1.2　设备电源管理　　3726.2　Android 内核电源管理　　3726.2.1　Android 内核修订内容　　3726.2.2　kobject 与sysfs 文件系统　　3736.2.3　生成用于电源管理的sysfs文件　　3766.3　电源管理初始化　　3786.4　Early Suspend　　3816.4.1　Early Suspend 结构体与注册　　3826.4.2　Early Suspend 操作　　3846.5　Wake Lock　　3876.5.1　Wake Lock 结构　　3876.5.2　生成Wake Lock　　3896.5.3　激活Wake Lock　　3906.5.4　禁用Wake Lock　　3936.6　Suspend　　3946.6.1　执行Suspend　　3946.6.2　准备Suspend　　3956.6.3　进入Suspend　　3966.7　Resume　　3996.7.1　Early Resume　　4006.7.2　设备Resume　　4016.7.3　Resume 完成　　4026.8　Late Resume　　4026.9　Surface Flinger 与内核之间的相互操作　　4056.9.1　屏幕On（开）状态到Off（关）状态的转换　　4066.9.2　屏幕Off（关）状态到On（开）状态的转换　　409索引　　412

前言/序言

　　长达两年半的写作终于结束了，真让我耗尽心力。公司、家庭、写作齐头并进，经常让我觉得时间不够用。体力和健康状况大不如前，这也牵制了我的写作计划。我有好几十次想过就此放弃，有好几百次问过自己：“为什么要自讨苦吃？为什么要做这些？”频繁的加班，甚至周末也要加班，这让我很难保证写作时间。孩子出生后，时间就更少了。尽管这样，我仍旧坚持每天更新稿件，心想着哪怕每天只写一行也好。就凭着这种不放弃的态度，本书最终得以面世。如果中途放弃的话，我一定会抱憾终身。　　Android 的版本不断更新，我最初接触Android 的时候，是Android Cupcake（1.5）版本，现在已经升级到了Android Jelly Bean Plus（4.2）。在此期间，Android 取得了令人瞩目的发展，是目前拥有最大用户群的智能手机OS。Android 发布之初很难找到相关资料，而且在实际应用领域，使用Android 的人也只是少数。我本人也曾经通过Google 搜索Android 相关资料，但找到的信息只停留在基础理论水平。当然，现在也经常难以找到真正需要的内容，不得不自己解决问题。因此，我开始整理开发中所需资料，希望有一天能够以某种形式公开这些资料，以帮助那些因为资料不足而伤脑筋的开发人员。一个偶然的机会，我在网络上看到了招募作者的网络招聘信息，于是决定参与其中，与团队中给我很大影响的朴宰永负责人，以及对Android 平台有很大兴趣的文炳元先生合作，最终完成了这本书。　　不知道大家是否听说过马尔科姆？ 格拉德威尔（Malcolm Gladwell）在《异数》（Outsider）一书中介绍的“一万小时定律”？“一万小时定律”是指，无论任何领域，如果想要成为一名专家，那么至少要投入一万小时。这一万小时是由什么组成的呢？只要工作时间合计超过一万小时，就可以成为该领域的专家吗？如果以每周工作40 小时为基准，工作一年的话有2000 小时，这样一来，如果一份工作做5 年，那么就在该领域有了一万小时的经验，应该就可以说是一位专家了。然而我们面对的现实情况却是，从事开发工作5 年的开发人员有时候做调试都觉得吃力，更别说做系统设计了。是的，“一万小时定律”不是单纯的工作时间总和，而是为了提高自己的实力所投资的时间总和。我想，这本书也是我提高自身实力过程中的产物。在边写书边思考如何向读者进行说明、如何更好地帮助读者理解的过程中，我也学到了很多。这种思考成为非常有用的知识及经验，可以在实际开发中解决很多问题。　　与Android 初创期相比，现在的Android 开发人员有了大幅增加，然而这样就可以认为进入Android 世界的门槛降低了吗？开源的优点就好比开卷考试的优点，开卷考试虽然为所有人都提供了相同的机会，但是在限定时间内进行考试而得到的结果却有所不同，那些对基础知识掌握透彻的人反而能够得到更好的成绩。同样，开源的优点也使得很多人可以接触到Android 平台的核心，但是这无法降低进入Android 世界的门槛。为什么一线的开发人员仍然会觉得Android开发难度很高呢？是因为Android 的发布速度慢于其他智能手机OS 吗？或者是因为Android 还不够成熟？还是因为MSDN 等强大的开发人员帮助手册还不够完备？　　当然，上面所列的原因都是影响Android 开发的要素，但我个人认为，最主要的原因是恶劣的开发环境。极短的项目周期、接连不断的加班、依照Man-Month 投入的人力、不完善的开发人员教育系统等，这些恶劣的开发环境消耗了开发人员的好奇心，反而使Android 变为令开发人员感到痛苦的对象。在这种开发环境下，与其从根本上找到避免出现Bug 的对策，不如快速修复Bug，解决Bug 跟踪系统的问题。我本人开始进行Android 开发后不久，有一次阅读Android 方面的参考书籍时，一个同事问了我这样一个问题：“连开发的时间都不够用，哪儿还有时间看书啊？”我当时是这样回答的：“如果想要更好地掌握开发技术，就一定要学习。如果只注重

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