Android开发艺术探索

本书是一本Android进阶类书籍，采用理论、源码和实践相结合的方式来阐述高水准的Android应用开发要点。本书从三个方面来组织内容。**，介绍Android开发者不容易掌握的一些知识点；第二，结合Android源代码和应用层开发过程，融会贯通，介绍一些比较深入的知识点；第三，介绍一些核心技术和Android的性能优化思想。

第1章 Activity的生命周期和启动模式 / 1
1.1 Activity的生命周期全面分析 / 1
1.1.1 典型情况下的生命周期分析 / 2
1.1.2 异常情况下的生命周期分析 / 8
1.2 Activity的启动模式 / 16
1.2.1 Activity的LaunchMode / 16
1.2.2 Activity的Flags / 27
1.3 IntentFilter的匹配规则 / 28
第2章 IPC机制 / 35
2.1 Android IPC简介 / 35
2.2 Android中的多进程模式 / 36
2.2.1 开启多进程模式 / 36
2.2.2 多进程模式的运行机制 / 39
2.3 IPC基础概念介绍 / 42
2.3.1 Serializable接口 / 42
2.3.2 Parcelable接口 / 45
2.3.3 Binder / 47
2.4 Android中的IPC方式 / 61
2.4.1 使用Bundle / 61
2.4.2 使用文件共享 / 62
2.4.3 使用Messenger / 65
2.4.4 使用AIDL / 71
2.4.5 使用ContentProvider / 91
2.4.6 使用Socket / 103
2.5 Binder连接池 / 112
2.6 选用合适的IPC方式 / 121
第3章 View的事件体系 / 122
3.1 View基础知识 / 122
3.1.1 什么是View / 123
3.1.2 View的位置参数 / 123
3.1.3 MotionEvent和TouchSlop / 125
3.1.4 VelocityTracker、GestureDetector和Scroller / 126
3.2 View的滑动 / 129
3.2.1 使用scrollTo/scrollBy / 129
3.2.2 使用动画 / 131
3.2.3 改变布局参数 / 133
3.2.4 各种滑动方式的对比 / 133
3.3 弹性滑动 / 135
3.3.1 使用Scroller / 136
3.3.2 通过动画 / 138
3.3.3 使用延时策略 / 139
3.4 View的事件分发机制 / 140
3.4.1 点击事件的传递规则 / 140
3.4.2 事件分发的源码解析 / 144
3.5 View的滑动冲突 / 154
3.5.1 常见的滑动冲突场景 / 155
3.5.2 滑动冲突的处理规则 / 156
3.5.3 滑动冲突的解决方式 / 157
第4章 View的工作原理 / 174
4.1 初识ViewRoot和DecorView / 174
4.2 理解MeasureSpec / 177
4.2.1 MeasureSpec / 177
4.2.2 MeasureSpec和LayoutParams的对应关系 / 178
4.3 View的工作流程 / 183
4.3.1 measure过程 / 183
4.3.2 layout过程 / 193
4.3.3 draw过程 / 197
4.4 自定义View / 199
4.4.1 自定义View的分类 / 200
4.4.2 自定义View须知 / 201
4.4.3 自定义View示例 / 202
4.4.4 自定义View的思想 / 217
第5章 理解RemoteViews / 218
5.1 RemoteViews的应用 / 218
5.1.1 RemoteViews在通知栏上的应用 / 219
5.1.2 RemoteViews在桌面小部件上的应用 / 221
5.1.3 PendingIntent概述 / 228
5.2 RemoteViews的内部机制 / 230
5.3 RemoteViews的意义 / 239
第6章 Android的Drawable / 243
6.1 Drawable简介 / 243
6.2 Drawable的分类 / 244
6.2.1 BitmapDrawable / 244
6.2.2 ShapeDrawable / 247
6.2.3 LayerDrawable / 251
6.2.4 StateListDrawable / 253
6.2.5 LevelListDrawable / 255
6.2.6 TransitionDrawable / 256
6.2.7 InsetDrawable / 257
6.2.8 ScaleDrawable / 258
6.2.9 ClipDrawable / 260
6.3 自定义Drawable / 262
第7章 Android动画深入分析 / 265
7.1 View动画 / 265
7.1.1 View动画的种类 / 265
7.1.2 自定义View动画 / 270
7.1.3 帧动画 / 272
7.2 View动画的特殊使用场景 / 273
7.2.1 LayoutAnimation / 273
7.2.2 Activity的切换效果 / 275
7.3 属性动画 / 276
7.3.1 使用属性动画 / 276
7.3.2 理解插值器和估值器 / 280
7.3.3 属性动画的监听器 / 282
7.3.4 对任意属性做动画 / 282
7.3.5 属性动画的工作原理 / 288
7.4 使用动画的注意事项 / 292
第8章 理解Window和WindowManager / 294
8.1 Window和WindowManager / 294
8.2 Window的内部机制 / 297
8.2.1 Window的添加过程 / 298
8.2.2 Window的删除过程 / 301
8.2.3 Window的更新过程 / 303
8.3 Window的创建过程 / 304
8.3.1 Activity的Window创建过程 / 304
8.3.2 Dialog的Window创建过程 / 308
8.3.3 Toast的Window创建过程 / 311
第9章 四大组件的工作过程 / 316
9.1 四大组件的运行状态 / 316
9.2 Activity的工作过程 / 318
9.3 Service的工作过程 / 336
9.3.1 Service的启动过程 / 336
9.3.2 Service的绑定过程 / 344
9.4 BroadcastReceiver的工作过程 / 352
9.4.1 广播的注册过程 / 353
9.4.2 广播的发送和接收过程 / 356
9.5 ContentProvider的工作过程 / 362
第10章 Android的消息机制 / 372
10.1 Android的消息机制概述 / 373
10.2 Android的消息机制分析 / 375
10.2.1 ThreadLocal的工作原理 / 375
10.2.2 消息队列的工作原理 / 380
10.2.3 Looper的工作原理 / 383
10.2.4 Handler的工作原理 / 385
10.3 主线程的消息循环 / 389
第11章 Android的线程和线程池 / 391
11.1 主线程和子线程 / 392
11.2 Android中的线程形态 / 392
11.2.1 AsyncTask / 392
11.2.2 AsyncTask的工作原理 / 395
11.2.3 HandlerThread / 402
11.2.4 IntentService / 403
11.3 Android中的线程池 / 406
11.3.1 ThreadPoolExecutor / 407
11.3.2 线程池的分类 / 410
第12章 Bitmap的加载和Cache / 413
12.1 Bitmap的高效加载 / 414
12.2 Android中的缓存策略 / 417
12.2.1 LruCache / 418
12.2.2 DiskLruCache / 419
12.2.3 ImageLoader的实现 / 424
12.3 ImageLoader的使用 / 441
12.3.1 照片墙效果 / 441
12.3.2 优化列表的卡顿现象 / 446
第13章 综合技术 / 448
13.1 使用CrashHandler来获取应用的crash信息 / 449
13.2 使用multidex来解决方法数越界 / 455
13.3 Android的动态加载技术 / 463
13.4 反编译初步 / 469
13.4.1 使用dex2jar和jd-gui反编译apk / 470
13.4.2 使用apktool对apk进行二次打包 / 470
第14章 JNI和NDK编程 / 473
14.1 JNI的开发流程 / 474
14.2 NDK的开发流程 / 478
14.3 JNI的数据类型和类型签名 / 484
14.4 JNI调用Java方法的流程 / 486
第15章 Android性能优化 / 489
15.1 Android的性能优化方法 / 490
15.1.1 布局优化 / 490
15.1.2 绘制优化 / 493
15.1.3 内存泄露优化 / 493
15.1.4 响应速度优化和ANR日志分析 / 496
15.1.5 ListView和Bitmap优化 / 501

序言
与玉刚共事两年，其对技术的热情和执著让人敬佩，其技术进步之快又让人惊叹。如今，他把所掌握的知识与经验成书出版，是一件大幸之事：于作者，此书是他的心血所成，可喜可贺；于读者，可解“工作视野”之困与“百思不得其解”之惑，或许有“啊哈，原来如此”之效，又或许有“技能 1”之得意一笑。
玉刚拥有丰富的Android开发经验，对Android开发的很多知识点都有深入研究，我相信此书定能为读者带来惊喜。书的内容，大抵有如下几方面：基础知识点之深入理解（例如，Activity的生命周期和启动模式、Android的消息机制分析、View的事件体系、View的工作原理等章节）；不常见知识点的分析（例如，IPC机制、理解Window和WindowManager等章节）；工程实践中的经验（例如，综合技术、Android性能优化等章节）。因此，此书读者需要有一定的Android开发基础和工程经验，否则读起来会比较吃力或者感觉云里雾里。对于想成长为高级或者资深Android研发的工程师，书中的知识点都是需要掌握的。
*后，希望读者能够从此书获益，接触到一些工作中未曾了解或者思考的知识点。更进一步，希望读者能够活学活用，并学习此书背后的钻研精神。

涂勇策
百度手机卫士 资深工程师

前言

从目前的形势来看，Android开发相当火热，但是高级Android开发人才却比较少，当然在国内，不仅仅是Android，其他技术岗位同样面临这个问题。试想下，如果有一本书能够切实有效地提高开发者的技术水平，那该多好啊！纵观市场上的Android书籍，很多都是入门类书籍，还有一些Android源码分析、系统移植、驱动开发、逆向工程等系统底层类书籍。入门类书籍是目前图书市场中的中坚力量，它们在帮助开发者入门的过程中起到了非常重要的作用，但开发者若想进一步提高技术水平，还需要阅读更深入的书籍。底层书籍包括源码分析、驱动开发、逆向工程等书籍，它们从底层或者某一个特殊的角度来深入地分析Android，这是很值得称赞和学习的，通过这些书可以极大地提高开发者底层或者相关领域的技术水平。但美中不足的是，系统底层书籍比较偏理论，部分开发者阅读起来可能会有点晦涩难懂。更重要的一点，由于它们往往侧重原理和底层机制，导致它们不能直接为应用层开发服务，毕竟绝大多数Android开发岗位都是应用层开发。由于阅读底层类书籍一般只能够加深对底层的认识，而在应用层开发中，还是不能形成直接有效的战斗力，这中间是需要转化过程的。但是，由于部分开发者缺乏相应的技术功底，导致无法完成这个转化过程。
可以发现，目前市场上既能够极大地提高开发者的应用层技术经验，又能够将上层和系统底层的运行机制结合起来的书籍还是比较少的。对企业来说，在业务上有很强的技术能力，同时对Android底层也有一定理解的开发人员，是企业比较青睐的技术高手。为了完成这一愿望，笔者写了这本书。通过对本书的深入学习，开发者既能够极大地提高应用层的开发能力，又能够对Android系统的运行机制有一定的理解，但如果要深入理解Android的底层机制，仍然需要查看相关源码分析的书籍。
本书适合各类开发者阅读，对于初、中级开发者来说，可以通过本书更加高效地达到高级开发者的技术水平。而对于高级开发者，仍然可以从本书的知识体系中获益。本书的书名之所以采用艺术这个词，这是因为在笔者眼中，代码写到极致就是一种艺术。
本文内容
本书共15章，所讲述的内容均基于Android 5.0系统。
第1章介绍Activity的生命周期和启动模式以及IntentFilter的匹配规则。
第2章介绍Android中常见的IPC机制，多进程的运行模式和一些常见的进程间通信方式，包括Messenger、AIDL、Binder以及ContentProvider等，同时还介绍Binder连接池的概念。
第3章介绍View的事件体系，并对View的基础知识、滑动以及弹性滑动做详细的介绍，同时还深入分析滑动冲突的原因以及解决方法。
第4章介绍View的工作原理，首先介绍ViewRoot、DecorView、MeasureSpec等View相关的底层概念，然后详细分析View的测量、布局和绘制三大流程，*后介绍自定义View的分类以及实现思想。
第5章讲述一个不常见的概念RemoteViews，分别描述RemoteViews在通知栏和桌面小部件中的使用场景，同时还详细介绍PendingIntent，*后深入分析RemoteViews的内部机制并探索性地指出RemoteViews在Android中存在的意义。
第6章对Android的Drawable做一个全面性的介绍，除此之外还讲解自定义Drawable的方法。
第7章对Android中的动画做一个全面深入的分析，包含View动画和属性动画。
第8章讲述Window和WindowManager，首先分析Window的内部工作原理，包括Window的添加、更新和删除，其次分析Activity、Dialog等类型的Window对象的创建过程。
第9章深入分析Android中四大组件的工作过程，主要包括四大组件的运行状态以及它们主要的工作过程，比如启动、绑定、广播的发送和接收等。
第10章深入分析Android的消息机制，其中涉及的概念有Handler、Looper、MessageQueue以及ThreadLocal，此外还分析主线程的消息循环模型。
第11章讲述Android的线程和线程池，首先介绍AsyncTask、HandlerThread、IntentService以及ThreadPoolExecutor的使用方法，然后分析它们的工作原理。
第12章讲述的主题是Bitmap的加载和缓存机制，首先讲述高效加载图片的方式，接着介绍LruCache和DiskLruCache的使用方法，*后通过一个ImageLoader的实例来将它们综合起来。
第13章是综合技术，讲述一些很重要但是不太常见的技术方案，它们是CrashHandler、multidex、插件化以及反编译。
第14章的主题是JNI和NDK编程，介绍使用JNI和Android NDK编程的方法。
第15章介绍Android的性能优化方法，比如常见的布局优化、绘制优化、内存泄露优化等，除此之外还介绍分析ANR和内存泄露的方法，*后探讨如何提高程序的可维护性这一话题。
通过这15章的学习，可以让初、中级开发者的技术水平和把控能力提升一个档次，*终成为高级开发者。
本书特色
本书定位为进阶类图书，不会对一些基础知识从头说起，或者说每一章节都不涵盖各种入门知识，但是在向高级知识点过渡的时候，会稍微提及一下基础知识从而做到平滑过渡。开发者在掌握入门知识以后，通过本书可以极大地提高应用层开发的技术水平，同时还可以理解一定的Android底层运行机制，并且能够将它们进行升华从而更好地为应用层开发服务。除了这些，开发者还可以掌握一些核心技术和性能优化思想，本书涉及的知识，都是一个合格的高级工程师所必须掌握的。简单地说，本书的目的就是让初、中级开发者更有针对性地掌握高级工程师所应该掌握的技术，能够让初、中级开发者按照正确的道路快速地成长为高级工程师。
致谢
感谢本书的策划编辑陈晓猛，他的高效率是本书得以及时出版的一个重要原因；感谢我的妻子对我写书的支持，接近1年的写书时光是她一直陪伴在我身边；感谢百度手机卫士这款产品，它是本书的技术源泉；感谢和我一起奋斗的同事们，和你们在一起工作的时光，我不仅提高了技术水平而且还真正感受到了一种融洽的工作氛围；还要感谢所有关注我的朋友们，你们的鼓励和认可是我前进的动力。
由于技术水平有限，书中难免会有错误，欢迎大家向我反馈：singwhatiwanna@ gmail.com，也可以关注我的CSDN博客，我会定期在上面发布本书的勘误信息。
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任玉刚
2015年6月于北京

序言
与玉刚共事两年，其对技术的热情和执著让人敬佩，其技术进步之快又让人惊叹。如今，他把所掌握的知识与经验成书出版，是一件大幸之事：于作者，此书是他的心血所成，可喜可贺；于读者，可解“工作视野”之困与“百思不得其解”之惑，或许有“啊哈，原来如此”之效，又或许有“技能 1”之得意一笑。
玉刚拥有丰富的Android开发经验，对Android开发的很多知识点都有深入研究，我相信此书定能为读者带来惊喜。书的内容，大抵有如下几方面：基础知识点之深入理解（例如，Activity的生命周期和启动模式、Android的消息机制分析、View的事件体系、View的工作原理等章节）；不常见知识点的分析（例如，IPC机制、理解Window和WindowManager等章节）；工程实践中的经验（例如，综合技术、Android性能优化等章节）。因此，此书读者需要有一定的Android开发基础和工程经验，否则读起来会比较吃力或者感觉云里雾里。对于想成长为高级或者资深Android研发的工程师，书中的知识点都是需要掌握的。
*后，希望读者能够从此书获益，接触到一些工作中未曾了解或者思考的知识点。更进一步，希望读者能够活学活用，并学习此书背后的钻研精神。

涂勇策
百度手机卫士 资深工程师