framework学习路线和方法

前言

之前分享过我转framework的经历，可以看这里《我是如何从Android开发转framework开发的》，今天根据自己实际工作感受整理出一份framework的学习路线和方法，仅供参考，如有不足，还望指正。

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
- 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
- 重要服务：servicemanager、PackageManagerService等
- App启动流程
- 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
- WiFi
- Bluetooth，蓝牙
- Telephony，通话
- Settings，系统设置
- Launcher，桌面
- Media，包括Camera，Video，Audio
- Display，图像显示Surface相关
- Storage，存储
- 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。

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。