前言
如果你最近在找工作或者有關注Android行業的招聘這一塊就會發現，現在很多公司，特別是大廠在招聘高工或者架構師的時候都會將熟悉framework原理或源碼列爲招聘要求之一。那麼作爲一個Android開發者是否都要去學習framework呢？又該如何去學習呢？我們今天來聊一聊Framework開發的那些事。
爲何需要學習framework
系統應用開發，現在來說，已經開始脫離系統，單獨拿出來開發，系統定製接口，已提供給應用調用，用來增強功能。原生的桌面，撥號，設置，已經沒法做出差異化優勢，因此都費盡心機，來進行應用深度開發對於之前維護系統應用模塊的人來講，修修補補，真的沒有什麼成長。對個一個Android開發者來說，每天的工作如果沒有很深的技術壁壘，就很容易被別人攻陷，最後被公司和市場給“優化”掉。
就好比如設置、聯繫人、再小的改動，修改故障的時候，沒有非常高的要求，做過應用開發的，都可以過來參和一腳，改改問題。而讓一個應用開發得去修改系統接口，估計改的心累，並且猶豫不決。所以這時候你需要一層技術壁壘，來增強自己的核心競爭力。也只有擁有核心競爭力，並持之以恆的學習，擴充自己的深度，廣度，那麼不管是在怎樣的一個市場環境下，你的位置都牢不可破，不會輕易被替代，這也是爲什麼我覺得Android開發者需要學習framework的原因。
framework如何學習
Framework的核心技術
接下來博主從自身的角度，講講系統應用開發，該如何向framework進軍，進行學習，掌握更加核心的技術。
這裏有人會說，我做應用風生水起，也遊刃有餘，不比你們做系統Framework的差，何必把系統應用開發的貶的一文不值。這裏要說一下，文中沒有這個意思，你的應用做的有聲有色，賺的盆滿鉢滿，這裏肯定有其因素。比如它的性能，它的界面絢麗，百變主題。或者它有智能識別，等等。這些都叫做差異化產品，有其亮點，特色，才能殺出重圍。
而系統應用開發，我這裏偏向於手機整機開發中的OEM廠商，主要做出系統，能夠保證功能正常，不會花費大量人力精力去做應用深度開發，系統重構的。這裏主要會以追求速度，同時滿足客戶的硬件要求，比如多個霍爾器件，多個溫度傳感器，多個皮套功能，等等，但很少去大量改動應用架構，以免影響最終量產。
以上，就是特指的這個應用開發人員。隨後，我來講講，Framework需要掌握哪些知識呢？
操作系統
熟悉我的人都知道，我特喜歡把這個放在第一位，原因很簡單，它確實支撐了我隨後的所有知識根基，讓我能夠從容不迫的，將一個個系統拆解出來。
我們就拿安卓來講，啓動過程
Android 啓動過程框架
跟linux如出一轍，所以很容易遷移過來，同時，差異化的init進程，完成初始任務，創建安卓世界的孵化器，既然這裏要進入安卓世界，而安卓世界的基礎語言是java，那麼就需要一個Java虛擬機，於是孵化器就要構造一個虛擬機，用來解析執行Java編譯出來的字節流。而孵化器本身是由c cpp語言實現，於是Java虛擬機就是由c cpp語言寫出來的，linux操作系統也是c（還有一些彙編）寫出來的，於是Java虛擬機運行的Java語言，就需要跟c cpp打交道，於是就有了JNI。
孵化器做了幾件事情:
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完成Java虛擬機的構造
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完成JNI對接Java與c的橋樑
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加載公共的共享庫
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等待別人給它發消息，創建新進程
在這期間，孵化器要做一件事情，便是創建system_server ，這個進程要做什麼呢？我們創建了一個可以運行Java的虛擬機，這時我們就要提供一堆系統接口，用來協助應用開發，比如請求網絡啦，比如創建界面啦，比如定位啦，獲取存儲卡啦，等等支持，方便用戶開發功能。一個平臺的好壞，往往取決於它的功能是否強大，是否有豐富的技術文檔，以及開發調試工具。
所以就有了一堆線程，比如AMS，WMS，PMS，BT，WIFI，這些都可以在/proc/{ system_server_pid}/ tast找到記錄。
有了這些線程，那麼我們就可以輕鬆的去實現很多功能啦。這時我們就要配套的開發工具，比如AS編輯器，可以編輯，編譯出來APK，安裝到手機運行。
關於操作系統，需要掌握的知識點爲:
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進程，線程概念
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互斥，死鎖機制與原理，如何避免死鎖
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內存管理機制，虛擬內存
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靜態庫與動態庫的區別
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進程之間的內存屏障，如何通信（IPC）
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binder的通信優勢
這裏先想到這些，注意不是要完成懂所有機制，要的是整體理解即可。如下問題，請思考下，看是否能夠答上來。
如果我寫了一個應用，名字叫做，com.codegg.home 在主activity裏面，加載一個佈局，layout_main. xml，佈局裏面寫入了一個TextView，那麼我想調試這個TextView，要在com.codegg.home這個進程下斷點，還是在system_server進程下斷點呢？如果是想調試ActivityThread. java的話？應該在哪個進程下斷點呢？
以上答案，都是com.codegg.home下斷點，原因是這兩個當前的運行進程，都是在com.codegg.home裏，所以要調試的話，要在com.codegg.home進程下斷點。
那麼我們再來思考下，我現在要去追應用的啓動過程，start Activity的流程，要在哪個地方下斷點呢？
我們知道這個流程，最終核心的都在Activity manager server裏面，而它是在system server進程裏面，以一個線程的狀態存在，於是我們要調試，就要在system server上面下斷點了。
搞清楚了system server後，以我們熟悉的AMS WMS PMS 舉例。這些服務線程，完成應用的請求任務，將結果返回給應用。比如查看當前運行的所有Activity，就是應用發起請求，從操作系統那裏，先找到server manager，這個手裏拿到一堆服務的句柄，也可以說令牌，你只能通過這個找到它。
當server manager一看你有權限，就幫你把對應的AMS的句柄給你，這個句柄操作系統也認識，對應到system server的AMS引用上，也就是你通過這個句柄，調用它的方法，操作系統就會將你的請求，傳遞到system server中去，同時操作系統知道這個句柄是AMS的第20號（這個20號代表查詢當前運行的所有Activity的方法），然後就喚醒system server，同時從binder線程池，這個線程跟AMS一樣，是個線程，從線程池拿出一個，調用AMS的20號方法。
調用完成後，從操作系統層面，把數據交給調用的應用，實現數據傳輸。這裏面定義的傳遞數據格式是包裹，也就是序列化數據。
瞭解進程通信
好了，這塊就說這麼多，主要是說下進程通信，以及binder這種通信的簡單邏輯。這裏說下，爲什麼要通信。
因爲操作系統設計，管理的軟件單元是進程，進程間本身不聯繫，彼此看不見。一個進程想跟另一個說話，他兩都認識的人是操作系統。因爲他們是由操作系統管理的。操作系統通過從硬盤將程序裝載進入內存，同時給每一個分配了進程號，於是他們就都在系統裏面有了標記，同時每個都起了名字，一個叫我就喜歡喫，一個叫我就喜歡喝。喜歡喝的一個人孤單，他不認識喜歡喫的，他就問操作系統，有沒有人喜歡喫的，操作系統一查，說有啊，然後把喜歡喫的的進程號給他，他就可以找到喜歡喫的了。
然後操作系統給他了一輛車，讓他把想給喜歡喫的的東西，裝在車上寄過去。這個車子是操作系統提供的，這個車子就是通信方式。比如汽車，飛機，步行。
於是進程間的通信方式就是，從操作系統找到目標，然後拿到通信方式，用操作系統給的通信工具，進行通信。
數據結構和算法
這塊完成了，我們再來講一個內容:
文件=文件頭+文件內容
我們發現，這裏MP3格式，OGG格式，都屬於一個文件的格式聲明，這個我們可以用HEX工具打開MP3文件，可以看到剛開始的位置，這塊屬於描述後面的內容該如何解析，比如文件名字，文件大小，文件格式，系統根據這個描述，嘗試用對應的解碼器解碼，解碼完成後進行播放。
這裏解碼器如何解碼，就是算法。而文件頭，就是描述這個文件的數據結構。
於是，我們就知道
程序=數據結構+算法
比如我要寫個貪喫蛇，如何描述蛇的狀態，長度，當前軌跡，這些都是需要表徵出來，然後圍繞着這個描述內容，進行操作，這塊就屬於算法。
完成的程序，運行起來，就是進程。所以進程是一個存在於內存的東西，操作系統用一個表格記錄進程數據，比如進程號，父類進程，進程打開的文件句柄，進程當前狀態，進程的上下文（上下文是保存當前CPU的寄存器，保存現場用的，因爲寄存器是隻有一份，當一個進程被打斷時候，另個進程運行，那麼之前的就要把它當前的寄存器存下來，防止被別人蓋掉，等到下次自己運行的時候，再恢復回來，保證自己運行正常），程序是存在硬盤或者其他存儲設備，掉電不會丟失，而進程是內存的，所以掉電就不再了。
程序如何加載，系統如何識別的呢？這就又回到開頭的地方，數據結構加算法，也叫文件頭和文件內容。源碼經過編譯鏈接，變成一個文件，我們親切的叫它可執行文件。那麼我們來說說它。
我們常見的兩種可執行文件，windows上面稱爲PE格式，linux稱爲ELF，兩者都是從COFF格式演化來的，這塊參考《鏈接器與加載器》，喜歡感興趣，可以下載閱讀此書。
程序是如何在CPU執行的？
那麼有了格式描述，操作系統就知道如何解析它了，然後把對應的代碼段，數據段，堆棧區域配置好，將代碼裝載進入內存中，然後將下一條執行位置，也就是PC寄存器，指向這個可執行文件配置的text 入口，這個就是程序的入口點，這個我們去寫的main方法，可以簡單理解成入口，實際情況是在這個前面，系統加入了一些代碼，爲運行此程序做準備，準備OK纔會真正調用到main方法，這段代碼叫創建此進程的環境，比如參數，堆棧初始化。
聊到這裏，我們從別的緯度，再來看看。
數字電路的與或非邏輯電路，開啓了新世界的大門。我們用斷點，通電，表示兩個狀態。我們不能說，好像有電，好像沒電，所以，計算機的世界，定義了二進制，因爲是非可以界定，孰是孰非不好界定。
於是，在我們的電路板上，規定了0-0.6V，代表了沒電，4.4-5V，代表了有電，中間的數值，代表了器件的錯誤，不穩定性。
於是沒電用0表示，有電用1表示，實際世界就是兩個區間電壓。
CPU在石英晶振的推動下，執行一條條指令。指令是什麼呢？就是一串串數字，每一串代表一個具體含義。
所以，CPU能夠執行多少條指令，是考量它是否強大的一個重要參數，另一個是它執行一天指令的時間，也叫指令週期，越短越好。也就是兩個CPU同時做一個加法，誰用時短誰就強。
CPU拿到一條指令，就會在石英晶振的推動下，將這條指令執行完，然後將PC寄存器加1，讀取下一條指令。
我們經常遇到的非法指令，就是因爲CPU拿到了一個不認識的數據串，導致異常。比如它的指令集裏面，有加法，有減法，你給他說你給我翻個跟頭（非法指令），他罵了一句去你的吧，老子不會（異常報錯）。一般這種情況是指令不識別，比如你用了新的arm指令，又在舊的arm板子運行這個程序，就會掛掉，提示非法指令。
剛開始的操作系統，嵌入式的操作系統，是沒有做內存保護，就是程序段可以跳到數據段執行，當然現在加入了內存管理單元，會將數據段內存描述成可讀可寫不可執行，如果PC（程序寄存器）指向了這個地方，去讀取執行的時候，就會報非法訪問。
如果沒有保護，你去讀取數據段的數據，作爲指令執行，出現指令異常就太正常了。
好了，由於篇幅原因，今天就給大家介紹這麼多，綜上希望能讓朋友們意識到作爲一個Android開發者對於學習framework的重要性，如果想更系統的學習framework，請接着往下看。
最後
想要更系統的學習framework的朋友，博主我最近在GitHub上找到一份騰訊T4大佬整理的，已標星8k的Android Framework開發筆記，今天拿出來分享給大家，需要的夥伴麻煩點贊+任意評論後，點擊這裏獲取！
本筆記主要講解了Framework的主要模塊：
第一章： 深入解析Binder
Binder機制作爲進程間通信的一種手段，基本上貫穿了andorid框架層的全部。所以首先必須要搞懂的Android Binder的基本通信機制。
本章知識點
- Binder 系列—開篇
- Binder Driver 初探
- Binder Driver 再探
- Binder 啓動 ServiceManager
- 獲取 ServiceManager
- 註冊服務(addService)
- 獲取服務(getService)
- Framework 層分析
- 如何使用 Binder
- 如何使用 AIDL
- Binder 總結
- Binder 面試題全解析
第二章： 深入解析Handler
相信大家都有這樣的感受：網上分析 Handler 機制原理的文章那麼多， 爲啥還要畫蛇添足整理這份筆記呢？不是說前人們寫的文章不好，我就是覺得他們寫的不細， 有些點不講清楚，邏輯很難通順的，每次我學個什麼東西時遇到這種情況都賊難受。
本章先宏觀理論分析與 Message 源碼分析，再到MessageQueue 的源碼分析，Looper 的源碼分析，handler 的源碼分析，Handler 機制實現原理總結。最後還整理Handler 所有面試題大全解析。
Handler這章內容很長，但思路是循序漸進的，如果你能堅持讀完我相信肯定不會讓你失望。
第三章： Dalvik VM 進程系統
Andorid系統啓動、init 進程、Zygote、SystemServer啓動流程、 應用程序的創建使用，Activity的創建、銷燬 Handler和Looper。
第四章深入解析 WMS
窗口管理框架 系統動畫框架 View的工作原理。
第五塊 PackagerManagerService
包管理服務。 資源管理相關類
