我是如何从Android开发转framework开发的

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作者:

小迪vs同学

链接:

https://blog.csdn.net/u013936727/article/details/127876172

转framework开发快一年了,一直都想写一篇文章,分享一下自己的工作心得,也让做应用开发的小伙伴对framework开发有一定的了解,但因为种种原因耽搁了,今天就趁着工作闲暇之余,聊聊我从应用开发转framework开发的心路历程,自己也是刚开始学着写文章,文笔不太好,请见谅。


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本人履历

一个混迹Android圈7年的小菜鸟。

做过应用开发,996那种。

做过Android讲师,在小白面前吹牛逼那种。

做过技术支持,全国到处跑那种。


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越来越卷的应用开发

曾经跟所有Androider一样,在应用开发领域为所欲为,徒手掰Handler,脚踩ViewPager,硬刚ListView,但随着时间的推移,技术的更新迭代,ViewPager2,RecyclerView,插件化,组件化,Kotlin,jetpack,mvvm,flutter,compose,简直没完没了了,随着年龄越大,越来越感到无力,或许未来某一天学不动了,真的会被后浪给淘汰,于是,第一次真正思考起自己的职业规划,要不要转行呢,可是转行又能做什么呢,别的圈子也卷啊。


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应用开发向framework开发过渡

某天,我在某聘上看到现在公司招聘Android开发岗,以为是应用开发,就电话聊了聊,聊了一个多小时才知道是做framework开发,起初我理解的framework开发就是定制系统,类似MIUI之类的,但是聊完之后我才知道,其实framework也有很多方向,毕竟Android源码那么庞大,根据模块划分有:

  • wifi/bt-wifi和bluetooth

  • multimedia-多媒体

  • telephony-电话

根据业务划分有:

  • TV-电视

  • Iot-物联网

  • Auto-车载

比起应用层层出不穷的新技术,framework层就显得十分的成熟稳重,没有太多的变化,核心技术一直都是那些东西,能够把其中一个方向给研究透彻就已经很牛掰了,想想之前卷到天际的应用开发,顿时来了兴趣,于是毅然决然辞职来到现在的公司做framework开发。

来到这里之后,真的是神仙打架,全是一群各个领域的大佬,只想说,被带飞的感觉真好。刚来就从framework最基础的东西开始学起,搭建framework开发环境,主要包括:

  • Android Studio:查阅源码。

  • git:拉取/上传代码。

  • 编译源码所需要的环境,如openjdk、python、 libssl-dev、audit2allow、m4等。

  • 远程工具向日葵/NoMachine:因为编译源码需要在Linux环境下,所以每个人都有两台主机,Windows和Ubuntu,一般都是windows远程控制Ubuntu。

  • 其他一些辅助工具。

搭建好开发环境后,就可以开始从公司服务器下载Android源码,编译源码,刷机,其中最耗时的就是编译源码,第一次编译可能得花三四个小时,不同版本的Android源码编译时间不一样,一般版本越高,编译时间越长,正所谓,一杯茶,一包烟,一个bug改一天,毫不夸张,就这整个流程下来,我花了整整一周,第一次开周会的时候,同事的周报我都看不懂,都是一些framework的问题,但转过头想想以后我也能解决这些问题,顿时感觉越来越兴奋。

学完刷完机之后,开始尝试在源码里面加入自己的代码,看它会不会生效,最简单的就是加个Log日志,然后在adb logcat中看是否打印出来了,这里说明一下,查看日志不是在Android Studio中查看,AS只用于查看源码,不作为调试工具,调试都是使用adb相关工具。

自己的代码能够生效之后,就开始着手处理一些简单的问题了,起初都是处理java层的一些bug,并不涉及到native层代码,比如隐藏设置里面的一些不常用的设置选项,修复关于设备里面IMEI号显示不正确的问题等等,虽然很简单,但是对于刚入门的我来说也是很懵逼的,UI问题还好,可以根据文案,全局搜索,定位到代码处,非UI问题,那就得搞清楚Android系统的执行流程了,这就需要先了解Android源码的目录结构,每个目录都是干啥的,就跟app项目结构一样,然后要去梳理Android的启动流程,核心的一些服务和进程,PMS,AMS,WMS等等之类,进程之间的通信方式,这又需要对Linux有一定的了解,了解这些之后你才知道这个bug可能跟什么模块有关系,这就缩小问题定位范围了,然后到对应的模块下面去进一步查找,好在公司有很丰富的学习资源,需要了解什么知识点都可以在资源库里查得到,这节省了很多时间,不得不说,大公司确实不一样。

经过一两个月时间的熟悉之后,渐渐的对framework开发流程越发娴熟,很多简单的问题都能很快解决掉,但是碰到那种很怪异的问题,就很费时间,比如插入大容量SD卡黑屏,往SD卡拷贝大文件会卡顿,甚至出现anr,framework最害怕碰到的就是anr,因为anr日志给出的报错信息一般都不是根本原因,多半是底层出现了什么问题才导致上层出错,这种问题,就算自己处理十天半个月都不一样搞得定,最后都是请其他岗位的同事协助解决。


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framework开发心得

时至今日,可以说已经对framework开发有了比较全面的认识,但仍然掩盖不了自己是个菜鸟的事实,很多东西都需要去学习,比如linux,jni,c/c++,IPC,aidl,hidl,adb shell等等,目前正在恶补这些东西,正应了那句话,学得越多,越觉得自己是个菜鸡。但是从另外一个角度来看,技术的不足恰好激发了自己的学习欲望,不断鞭策自己向上进步,慢慢的对未来的焦虑也逐渐减少,想想之前的自己,再看看现在的自己,照镜子都觉得自己那么帅,每天进步一点,量变引起质变,这是我目前抱有的信念。


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To App Developer

静下思考,认真规划,戒骄戒躁,步步落地。如果你不想卷应用开发了,framework开发可能是你可以选择的一条不归路。我整理了一份framework学习路线和方法,供大家参考学习。


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framework学习路线和方法


Android架构

做framework开发,首先必须清楚Android系统架构:

这里概括一下,Android架构共分五层,分别是:


• 应用层(Application)

各种上层运行的的app,包括系统内置app和第三方app,例如Launcher、Settings等


• 框架层(Java Framework)

提供给应用层使用的Java库,例如WMS,AMS,PMS,各种View等


• Native层/Android运行环境

提供给Java Framework层使用的C/C++库,例如OpenGL


• HAL层(硬件抽象层)

为Java Framework层提供硬件功能,例如相机、蓝牙、各种传感器等


• 内核层

支撑Android系统运行的Linux内核

具体说明可到Google官网查看官方对评价平台架构的说明。


https://developer.android.google.cn/guide/platform?hl=zh-cn

而我们常说的framework开发其实大多数指的是中间三层的开发,即框架层、Native层、HAL层,可想而知,framework开发的内容是非常多的,那么什么场景下需要framework开发呢,或者说framework开发能做些什么呢?


开发内容

简单来说,如果需要修改Android源码,都需要framework开发支持,具体场景包括:

• 系统定制,比如MIUI、Flyme、ColorOS、OriginOS Ocean。

• 硬件接入,常见的如车载系统的温度、车速传感器等,不同厂商的硬件标准也可能不同。

• 系统裁剪,其实也可以说是系统定制的一种,把Android中不需要的一些模块裁掉以提升系统的流畅性。


学习路线


语言基本功

语言基本功对于阅读Android源码是最基础的,framework开发写代码可能不是很多,但阅读源码是家常便饭的工作,所以需要有扎实的语言功底,其中包括:


• Java

Java Framework作为framework开发的入口,核心功能都是用Java写的,如果你是从app开发转framework开发,这一点肯定不是问题。


• C/C++

因为native层和hal层都是c/c++写的。如果没有c/c++基础,也可以先从java framework做起,慢慢过渡到native层,期间需要大量补习c/c++基础。


重要技能


• 常用的Linux命令和adb命令

首先,Android本身是基于Linux的,其次framework开发工作都是在Linux系统中完成的,包括编译和调试,如果深入学习Linux系统,那绝对是有很大帮助的。


• Android源码目录结构

搞清楚每个目录下都有些什么模块,整体感受Android架构。


• Android源码下载、编译、烧录

framework开发无非就是下载源码、阅读源码、修改源码、编译源码、烧写lib/镜像。


• 熟练掌握Android中的重要模块

Android是一个很庞大的系统,包括很多的模块,彻底理解所有模块是十分困难的,但一些常用的模块必须需要掌握的,比如:

1. Android启动流程:核心进程(init、logd、adbd、servicemanager、zygote)以及进程之间的父子关系。

2. 重要服务:servicemanager、PackageManagerService等。

3. App启动流程。

4. SystemProperties,系统属性。

其他的根据实际工作中接触到的模块来深入学习,比如:

1. WiFi

2. Bluetooth,蓝牙

3. Telephony,通话

4. Settings,系统设置

5. Launcher,桌面

6. Media,包括Camera,Video,Audio

7. Display,图像显示Surface相关

8. Storage,存储

9. Sensor,传感器


• JNI

java与C/C++相互调用。


• IPC(Inter-Process Communication)

进程间通信,主要了解binder(AIDL、HIDL)。


• logcat日志抓取和分析

通常处理一个系统bug时,首先会根据系统logcat日志来定位原因。


学习方法

网上有很多framework相关的资料,但我看了一下,大多都不系统,并且恰饭居多,根据我个人的经验总结出以下一些学习方法以及学习小技巧。

首先有条件的话最好买一本framework相关的书籍,一个是因为书籍会比较系统性,不会存在有头无尾的情况,二是书籍稍微权威一点,错误率会相对较低,如果一开始你就接受一个错误的观点,后面会很难更正过来。个人推荐《深入理解Android内核设计思想》这本书,我个人也看过这本书,感觉写得非常好,需要注意的是,这本书是以Android N的源码来展开的,所以下载源码的时候建议也下载Android N的源码。

然后根据作者的思路和实际你download下来的源码进行学习,阅读源码的时候不用纠结每一行代码的意思,只需要找到主线即可,因为一个类或者一个方法可能涉及到多个模块的功能,你只需要找到你研究的那个模块的代码即可。如果你是从app开发转到framework,那么建议先从app的启动入口开始看起,一路追踪到Activity的创建以及onCreate()方法的执行,阅读过程中可能会比较晦涩难懂,但不用纠结,主要是感受一些framework层如何过渡到app层,这样让framework和Application衔接到一起,更容易感受到framework的轮廓和边界。

在系统性学习的过程中遇到一些边边角角知识点不懂的,可以网上查阅相关资料,扩展自己对framework的知识面。

很重要的一点,每学习完一个模块都需要对当前学习内容进行总结,最好是能绘出模块的架构图和流程图,总结能加深你对源码的理解。这里推荐使用Android Studio的plantUML插件来完成,插件官网有使用教程。


https://plantuml.com/zh/


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总结

学习framework是一件非常枯燥的事情,原因在于相比于app开发的coding,framework更侧重于对源码的reading,但学习它能让我们更深入的了解Android系统,增加自身的知识储备,降低自己在行业中的可替代性,延长自己的职业生涯,提高自身身价。如果你有想法学习framework,或许我们可以一起成长。

转自:

我是如何从Android开发转framework开发的?