深刻解讀Linux與Android的相互關係& Android消息處理系統的原理

深刻解讀Linux與Android的相互關係

你們都知道Android是基於Linux內核的 操做系統，也曾經和Linux基金會由於內核問題產生過度歧，本文將開始對Android的內核進行剖析，主要介紹Android和Linux之間的關係，後續還會講到Android系統在Linux系統之上擴展的部分功能和驅動，但願你們可以持續關注IT168技術頻道。

雖然Android基於Linux內核，可是它與Linux之間仍是有很大的差異，好比Android在Linux內核的基礎上添加了本身所特有的驅動程序。下面咱們就來分析一下它們之間究竟有什麼關係?

1、Android爲何會選擇Linux

成熟的操做系統有不少，可是Android爲何選擇採用Linux內核呢?這就與Linux的一些特性有關了，好比：

一、強大的內存管理和進程管理方案

二、基於權限的安全模式

三、支持共享庫

四、通過認證的驅動模型

五、Linux自己就是開源項目

更多關於上述特性的信息能夠參考Linux 2.6版內核的官方文檔，這便於咱們在後面的學習中更好地理解Android所特有的功能特性。接下來分析Android與Linux的關係。

2、Android不是Linux

看到這個標題你們可能會有些迷惑，前面不是一直說Android是基於Linux內核的嗎，怎麼如今又不是Linux了?迷惑也是正常的，請先看下面幾個要點，而後咱們將對每個要點進行分析，看完後你就會以爲Android不是Linux了。

由於它沒有本地窗口系統，沒有glibc的支持，並且並不包括一整套標準的Linux使用程序，同時加強了Linux以支持其特有的驅動。

1.它沒有本地窗口系統

什麼是本地窗口系統呢?本地窗口系統是指GNU/Linux上的X窗口系統，或者Mac OX X的Quartz等。不一樣的操做系統的窗口系統可能不同，Android並無使用(也不須要使用)Linux的X窗口系統，這是Android不是Linux的一個基本緣由。

2.它沒有glibc支持

因爲Android最初用於一些便攜的移動設備上，因此，可能出於效率等方面的考慮，Android並無採用glibc做爲C庫，而是Google本身開發了一套Bionic Libc來代替glibc。

3.它並不包括一整套標準的Linux使用程序

Android並無徹底照搬Liunx系統的內核，除了修正部分Liunx的Bug以外，還增長了很多內容，好比：它基於ARM構架增長的Gold-Fish平臺，以及yaffs2 FLASH文件系統等。

4.Android專有的驅動程序

除了上面這些不一樣點以外，Android還對Linux設備驅動進行了加強，主要以下所示。

1)Android Binder 基於OpenBinder框架的一個驅動，用於提供 Android平臺的進程間通訊(InterProcess Communication，IPC)功能。源代碼位於drivers/staging/android/binder.c。

2)Android電源管理(PM) 一個基於標準Linux電源管理系統的輕量級Android電源管理驅動，針對嵌入式設備作了不少優化。源代碼位於：

kernel/power/earlysuspend.c

kernel/power/consoleearlysuspend.c

kernel/power/fbearlysuspend.c

kernel/power/wakelock.c

kernel/power/userwakelock.c

3)低內存管理器(Low Memory Killer) 比Linux的標準的OOM(Out Of Memory)機制更加靈活，它能夠根據須要殺死進程以釋放須要的內存。源代碼位於 drivers/staging/ android/lowmemorykiller.c。

4)匿名共享內存(Ashmem) 爲進程間提供大塊共享內存，同時爲內核提供回收和管理這個內存的機制。源代碼位於mm/ashmem.c。

5)Android PMEM(Physical) PMEM用於向用戶空間提供連續的物理內存區域，DSP和某些設備只能工做在連續的物理內存上。源代碼位於drivers/misc/pmem.c。

6)Android Logger 一個輕量級的日誌設備，用於抓取Android系統的各類日誌。源代碼位於drivers/staging/android/logger.c。

7)Android Alarm 提供了一個定時器，用於把設備從睡眠狀態喚醒，同時它還提供了一個即便在設備睡眠時也會運行的時鐘基準。源代碼位於drivers/rtc/alarm.c。

8)USB Gadget驅動 一個基於標準 Linux USB gadget驅動框架的設備驅動，Android的USB驅動是基於gaeget框架的。源代碼位於drivers/usb/gadget/。

9)Android Ram Console 爲了提供調試功能，Android容許將調試日誌信息寫入一個被稱爲RAM Console的設備裏，它是一個基於RAM的Buffer。源代碼位於drivers/staging/android / ram_console.c。

10)Android timed device 提供了對設備進行定時控制的功能，目前支持vibrator和LED設備。源代碼位於drivers/staging/android /timed_output.c(timed_gpio.c)。

11)Yaffs2 文件系統 Android採用Yaffs2做爲MTD nand flash文件系統，源代碼位於fs/yaffs2/目錄下。Yaffs2是一個快速穩定的應用於NAND和NOR Flash的跨平臺的嵌入式設備文件系統，同其餘Flash文件系統相比，Yaffs2能使用更小的內存來保存其運行狀態，所以它佔用內存小。Yaffs2的垃圾回收很是簡單並且快速，所以能表現出更好的性能。Yaffs2在大容量的NAND Flash上的性能表現尤其突出，很是適合大容量的Flash存儲。

上面這些要點足以說明Android不是Linux。本書的主要內容將圍繞Android的這些特有的部分展開，咱們的講解會盡可能通俗易懂，但仍是建議你們先複習一下Linux內核的基本知識。在具體學習以前，咱們仍是先來整體瀏覽一下Android對Linux內核進行了哪些改動，在移植時就須要對這些改動加以調整。

深刻理解 Android消息處理系統的原理

    Android應用程序也是消息驅動的，按道理來講也應該提供消息循環機制。實際上谷歌參考了Windows的消息循環機制，也在Android系統中實現了消息循環機制。

Android經過Looper、Handler來實現消息循環機制，Android消息循環是針對線程的(每一個線程均可以有本身的消息隊列和消息循環)。

本文深刻介紹一下Android消息處理系統原理。

Android系統中Looper負責管理線程的消息隊列和消息循環，具體實現請參考Looper的源碼。 能夠經過Loop.myLooper()獲得當前線程的Looper對象，經過Loop.getMainLooper()能夠得到當前進程的主線程的Looper對象。

前面提到Android系統的消息隊列和消息循環都是針對具體線程的，一個線程能夠存在(固然也能夠不存在)一個消息隊列 和一個消息循環(Looper)，特定線程的消息只能分發給本線程，不能進行跨線程，跨進程通信。可是建立的工做線程默認是沒有消息循環和消息隊列的，若是想讓該線程具備消息隊列和消息循環，須要在線程中首先調用Looper.prepare()來建立消息隊列，而後調用Looper.loop()進入消息循環。以下例所示：

class LooperThread extends Thread {
public Handler mHandler;
public void run() {
Looper.prepare();
mHandler = new Handler() {
public void handleMessage(Message msg) {
// process incoming messages here } };
Looper.loop();
} }

這樣你的線程就具備了消息處理機制了，在Handler中進行消息處理。

Activity是一個UI線程，運行於主線程中，Android系統在啓動的時候會爲Activity建立一個消息隊列和消息循環(Looper)。詳細實現請參考ActivityThread.java文件。

Handler的做用是把消息加入特定的(Looper)消息隊列中，並分發和處理該消息隊列中的消息。構造Handler的時候能夠指定一個Looper對象，若是不指定則利用當前線程的Looper建立。詳細實現請參考Looper的源碼。

Activity、Looper、Handler的關係以下圖所示：

一個Activity中能夠建立多個工做線程或者其餘的組件，若是這些線程或者組件把他們的消息放入Activity的主線程消息隊列，那麼該消息就會在 主線程中處理了。由於主線程通常負責界面的更新操做，而且Android系統中的weget不是線程安全的，因此這種方式能夠很好的實現Android界 面更新。在Android系統中這種方式有着普遍的運用。