本書について

第1章　AndroidとActivityの基礎知識　──最重要は「Activity」

1.1　Activityが実現する世界　……モバイルプラットフォームAndroidが選んだ道

• 1.1.1　スマホにおける画面遷移の標準を提供
• 1.1.2　たくさんのアプリが共同でタスクをこなす
  • 半手動のスワップアウトのような機構
  • アプリ間の連携の基盤
• Column　スマホがPCと違うのはどこだろうか？　……スマホの今と近い未来について

1.2　［入門］Activityプログラミング　……Activityの連携，インテント，Activityの再生成

• 1.2.1　まずはHelloActivityから
• 1.2.2　あるAというActivityからHelloActivityを起動してみる　……明示的インテント
• 1.2.3　テキストファイルを別のアプリで開いてみる　……ACTION_VIEWインテント
• 1.2.4　ギャラリーアプリなどで画像を選ぶ　……ACTION_PICKインテントとonActivityResult()
  • Toastで選択した画像のUriを表示する
• 1.2.5　Activityが再生成された時の対応　……onSaveInstanceState()とonRestoreInstanceState()
• 1.2.6　Activityのライフサイクルとは何か？

1.3　Activityはどう実現されているのか？　……本書全体の見取り図

• 1.3.1　アプリのインストールとActivityの情報の管理　……［第2章］PackageManagerServiceとinstalld
• 1.3.2　メモリ不足時のプロセスkill　……［第3章］lowmemorykillerとlmkd
• 1.3.3　Activityのスタック管理とライフサイクル　……［第4章］ActivityManagerService
• 1.3.4　アプリのプロセスの生成とアプリから見たライフサイクル　……［第5章］ZygoteとActivityThread
• 1.3.5　システムの始まり　……［第6章］ブートローダーとinit
• Column　fork()システムコールとプロセスの生成

1.4　［速習］本書で登場するAndroidの構成要素のうち，本書の主役ではない部分　……UIスレッド/Looper，Handler，Binder，システムサービス

• 1.4.1　LooperとUIスレッド
  • Looperの2つの重要なstaticメソッド　……prepareMainLooper()とloop()メソッド
• Column　TLS
• 1.4.2　HandlerとhandleMessage()
  • sendMessage()とhandleMessage()によるメッセージ処理
  • Handlerはnewしたスレッドが重要
  • Handlerの関連ドキュメント
• 1.4.3　Binderとシステムサービス
  • システムサービスとSystemServer
• Column　UIスレッド以外でのLooperとHandlerの使用

1.5　Activityの仕組みを支えるデーモンとシステムサービス達　……起点はinit.rcファイル

• 1.5.1　init.rcファイルの今と昔　……mount_all
• 1.5.2　serviceセクション
• Column　Androidの「サービス」　……4つの「サービス」
• 1.5.3　本書で登場する，initから起動されるサービスとデーモン達
  • Zygoteサービス
  • installdサービス
  • lmkdサービス

1.6　まとめ

• Column　ITRONなどのリアルタイムOS　……モバイルプラットフォームの覇権争い❶［iPhone以前］

第2章　［詳説］アプリのインストールとその情報　──PackageManagerServiceとpackages.xml

2.1　Google Playの衝撃　……ユーザーも！ 開発者も！ 世界がつながるマーケット

• Column　スマホ以前のアプリ事情
• 2.1.1　Google Playを実現するために必要な2つの前提
• 2.1.2　かつての携帯電話のOSには，プロセスがなかった
• 2.1.3　アプリの権限を制限する仕組み
• 2.1.4　Androidは，Linuxのセキュリティ機構を応用したセキュリティモデル
• Column　LinuxのユーザーとAndroidのユーザー
• Column　SELinuxとAndroid

2.2　アプリのインストール　……アプリをユーザーに見立てuidを割り振る

• 2.2.1　アプリのインストールの概要
• 2.2.2　uidの割り振り
• Column　gidとsharedUserId

2.3　installdによるdataディレクトリの作成　……各アプリ専用のディレクトリを作るための特権

• 2.3.1　dataディレクトリ
• Column　サーバーソケットのlisten()とaccept()によるコネクションの生成
• 2.3.2　installdプロセスの起動
• 2.3.3　installdの権限
• Column　Linuxのケーパビリティ
• 2.3.4　dataディレクトリの作成と権限設定
• 2.3.5　dataディレクトリに置かれるファイル達　……SQLiteやSharedPreferencesなど
• 2.3.6　dexoptコマンドによるバイトコードのインストール時処理
• Column　いろいろな「ユーザーID」とsetuid()ファミリー

2.4　packages.xmlによるアプリの管理　……アプリと，uid一覧＆付加情報の関係を管理

• 2.4.1　packages.xmlの役割　……Android版の/etc/passwd
• 2.4.2　実際のpackages.xmlの中身　……package要素
• Column　package要素以外のpackages.xmlの要素
  • fatバイナリとNDK
• 2.4.3　起動時のpackages.xml読み込み
• 2.4.4　packages.xmlの権限と重要性

2.5　インテントとインテントの解決　……ユーザーのために。Androidらしさの根幹にインテントあり

• 2.5.1　インテントを送る側　……インテントを使ったActivityの呼び出し
• 2.5.2　インテントを受け取る側　……AndroidManifest.xmlとintent-filter
• Column　暗黙的インテントと明示的インテント
• 2.5.3　インテントの解決　……PackageManagerServiceのresolveIntent()とintent-filter
• 2.5.4　intent-filterを持つその他の要素達
  • <service>要素とSDKのService
  • <receiver>要素とBroadCastReceiver

2.6　まとめ

• Column　Activity選択画面とqueryIntentActivities()

第3章　カーネル側から見たメモリ不足　──lmkdとLow Memory Killerという存在

3.1　［基礎知識］メモリ不足時のカーネル側の振る舞い　……プロセスをkillする方針と仕組みの違い

• 3.1.1　メモリ不足時のカーネル側の振る舞い，全体像
• 3.1.2　Linuxカーネルのメモリ回収とoom_score_adj
• 3.1.3　lmkdデーモンとスコア更新
• 3.1.4　lowmemorykillerドライバ
• Column　Symbian OS　……モバイルプラットフォームの覇権争い❷［iPhone以前］

3.2　Linuxカーネルのメモリ回収　……わりと勝手な回収になる理由，豪傑のOOM Killer

• 3.2.1　Linuxのページフレーム回収の難しさ
  • ゾーンアロケータとslabアロケータ
• 3.2.2　Linuxのページフレーム回収の概要
  • slabアロケータ由来のメモリ解放とshrink_slab()呼び出し
• 3.2.3　OOM Killerとoom_score
• 3.2.4　oom_score_adjとOOM Killerの挙動のカスタマイズ

3.3　AndroidのLow Memory Killer　……段階的に振る舞いを変える，エレガントな機構

• 3.3.1　フラッシュメモリの仕組みとAndroidのスワップ事情
• Column　Androidでスワップが行われるのは，どのような時？
• 3.3.2　Low Memory Killerの基礎知識　……限定した用途のシステムならではの対応策
• 3.3.3　lowmemorykillerモジュールとshrinker
• Column　Low Memory Killerの変遷
  • Linuxカーネルのshrink_slab()によるキャッシュの解放
  • lowmemorykillerモジュールが提供するshrinkerの振る舞い
  • OOM Killerとshrink_slab()の比較
  • lowmemorykillerモジュールの段階的なプロセスkill　……minfreeとadjパラメータ
• Column　oom_score_adjとoom_adj
• 3.3.4　lmkdデーモンとoom_score_adj更新

3.4　まとめ

第4章　［徹底攻略Ⅰ］スタックから見た！Activityのライフサイクル　──ActivityStackとActivityManagerServiceが形づくるAndroidらしさ

4.1　ActivityStackとタスク　……遷移をデザインする技術

• 4.1.1　なぜActivityをスタック構造で管理するのか？
• Column　より大きな画面への挑戦
• 4.1.2　タスク
• 4.1.3　タスク作成を意識する難しさ
• 4.1.4　Activityを管理するスタック　……ActivityStack概要
• 4.1.5　ActivityStackとタスクの戻り先フラグ
• 4.1.6　launchModeとインテントフラグ
• 4.1.7　タスクとActivityStackの具体例❶　……通常のActivity起動のケース
• 4.1.8　タスクとActivityStackの具体例❷　……launchModeがsingleTaskのケース
• 4.1.9　タスクとActivityStackの具体例❸　……インテントフラグのFLAG_ACTIVITY_CLEAR_TOPを用いたActivityStackの操作
• Column　ホーム画面からのアプリの起動の不思議
• 4.1.10　タスクとActivityStackについての考え方

4.2　アプリ側から見たメモリ不足　……重要度の低いActivityを積極的にkillしていく

• 4.2.1　Androidにおける重要なプロセス
• 4.2.2　ActivityStackとoom_score_adj　……ActivityManagerServiceの役割

4.3　Activityの生成　……ActivityRecordとBundle

• 4.3.1　ActivityStackとActivityRecord
• 4.3.2　Bundleはどこにあるのか？　……ActivityRecordとBundle
• 4.3.3　Bundleはどのくらいkillされないか？　……oom_score_adjに見る，SystemServerプロセスとActivityのプロセスのkillされにくさ
• 4.3.4　ActivityRecordからのActivity生成　……ActivityManagerService側の処理
  • プロセスが存在している場合　……scheduleLaunchActivity()呼び出し
  • プロセスが存在しない場合　……Process.start()呼び出し
• Column　Bundleはファイルに書き出されないのか？
• Column　組み込みLinux勢［1］　……モバイルプラットフォームの覇権争い❸［iPhone以前］

4.4　Activityのライフサイクル　……Androidの「コア」に迫る

• 4.4.1　Activityのライフサイクル概要
• 4.4.2　Activityのライフサイクルで実現したいこと　……まずはユーザーの視点から
  • Activityのライフサイクルで実現したいこと　……アプリ開発者の視点から
• 4.4.3　Activityのライフサイクル❶　……ActivityStackの視点から
• 4.4.4　ActivityRecordの一時的な実体としてのActivity
• 4.4.5　Activityのライフサイクル❷　……Activityインスタンスの視点から
• Column　Windows CEとWindows Mobile　……モバイルプラットフォームの覇権争い❹［iPhone以前］
• 4.4.6　Activityのライフサイクル❸　……ActivityManagerServiceの視点から
• Column　裏のActivityで計算を進める難しさ
• 4.4.7　［再考］Activityのライフサイクル　……Androidらしいアプリの姿
• Column　プールとキャッシュとActivity

4.5　まとめ

• Column　pauseだけど見える状態　……半透明とマルチウィンドウ
• Column　そして，iPhoneがやってきた　……モバイルプラットフォームの覇権争い❺［iPhone登場］

第5章　［徹底攻略Ⅱ］アプリのプロセスから見る！ Activityの生成と再生成　──ZygoteとActivityThread

5.1　［基礎知識］アプリ側プロセスのActivity　……ActivityのライフサイクルでZygoteとActivityThreadが果たす役割

• 5.1.1　プロセスの生成からアプリのプロセスになるまで　……ZygoteのforkからActivityThreadのattach()まで
• 5.1.2　アプリのプロセスが，Activityを生成するまで
• Column　Windows Mobile　……モバイルプラットフォームの覇権争い❻［iPhone以後］

5.2　バイトコードを実行するプロセスとその始まり　……app_processとZygote

• 5.2.1　app_processとそのmain()関数
  • クラスを直接実行する例　……pmコマンドを例に
  • Zygoteモードでの起動
  • Zygoteモード時のapp_process　……main()関数の概要
• 5.2.2　ZygoteInitのmain()メソッドの3つの処理
• 5.2.3　preload()メソッドでロードされるクラス達
• 5.2.4　runSelectLoop()メソッド処理概要
  • まず，ソケットを配列に入れてselectReadable()を呼ぶ
  • selectReadable()で"zygote"ソケットのインデックスが返ってきた時の処理　……ZygoteConnectionの追加
  • selectReadable()でZygoteConnetionのソケットのインデックスが返ってきた時の処理　……実際のfork処理
• 5.2.5　ZygoteのforkAndSpecialize()とProcess.start()メソッド
  • ZygoteConnectionのhandleChildProc()メソッドによる子プロセスの開始
• 5.2.6　startSystemServer()メソッドとSystemServerプロセス
  • SystemServerのrun()メソッド　……システムサービス群の起動
  • システムサービス群の起動
• Column　組み込みLinux勢［2］　……モバイルプラットフォームの覇権争い❼［iPhone以後］

5.3　ActivityThreadとは何か？　……ActivityThreadの，3つの重要メソッドと5つの役割

• 5.3.1　ActivityThreadの3つの重要なメソッド
• 5.3.2　ActivityThreadの役割

5.4　ActivityThreadの構成要素とmain()メソッド　……UIスレッドの起点，ActivityThreadのインスタンス作成

• Column　ActivityThreadとApplicationクラス
• 5.4.1　ActivityThreadのmain()メソッド　……アプリの全人生を司る
  • Looper周辺の処理　……UIスレッドの正体
  • ActivityThreadのインスタンス生成
• 5.4.2　ActivityThreadの2つの内部クラス　……HとApplicationThread
  • クラスH　……Handlerのサブクラス
  • ApplicationThread　……Binder越しに呼び出しを受け取るクラス

5.5　attach()メソッドとApplication Contextの誕生　……アプリの起動処理の根幹

• 5.5.1　attach()メソッドで行われること
• 5.5.2　handleBindApplication()でのApplication ContextとApplicationインスタンスの作成
• 5.5.3　attach()メソッドの呼び出しスタック

5.6　ActivityThreadのhandleMessage()　……クラスHとライフサイクル関連処理

• 5.6.1　handleMessage()周辺の構造　……scheduleXX()とhandleXX()
• 5.6.2　ActivityとContextの誕生　……handleLaunchActivity()の処理
• 5.6.3　Hのメッセージ概観

5.7　アプリの開始を見直す　……第2章から第5章までの知識を総動員

• 5.7.1　本節で見ていくstartActivity()の呼び出しコード例
• 5.7.2　最初はインテントの解決　……［第2章］PackageManagerService
• 5.7.3　プロセスの開始と初期化　……［第4章］ActivityStack，［第5章］ActivityThread
• 5.7.4　oom_score_adjによるプロセスのkill　……［第3章］Low Memory Killer
• 5.7.5　「アプリの開始」解説の結びに

5.8　まとめ

• Column　Android　……モバイルプラットフォームの覇権争い❽［iPhone以後］

第6章　Androidの始まり　──ブートローダーとinitプロセス

6.1　ブートローダーとその周辺　……電源ONからカーネルに実行を移すまで

• 6.1.1　電源を入れてからinitを起動するまでの概要
• 6.1.2　Android端末のパーティション
  • abootパーティション　……ブートローダーが保存されているパーティション
  • bootパーティション　……boot.imgが保存されているパーティション
  • cacheパーティション
  • recoveryパーティション
  • systemパーティション
  • userdataパーティション
• 6.1.3　ブートイメージとリカバリーイメージ

6.2　Androidのブートローダー　……LKブートローダーを例に

• 6.2.1　LKブートローダーとは何か？
• 6.2.2　通常のブートローダーの処理
• Column　ブートローダーの今と昔
  • Device Tree
• 6.2.3　fastboot概要
  • fastbootモードでの起動方法
• Column　rootを取得する？　……何をしているのか？
  • fastbootコマンド一覧
• Column　fastbootいろいろ
• 6.2.4　ブートローダーの話，終わりに

6.3　initプロセスとその始まり　……initのmain()関数から見えてくる役割

• 6.3.1　initプロセスとその処理概要
• 6.3.2　initプロセスの始まり　……main()関数前半の，初期化の部分
• Column　epoll()による複数のファイルディスクリプタ待ち
• 6.3.3　initのmain()関数後半　……無限ループの部分
• 6.3.4　initのシグナル処理　……signal_handler
  • SIGCHLD_handler()シグナルハンドラ
  • handle_signal()コールバックとServiceのReap()処理
  • ServiceのReap()メソッドによるプロセスの終了と再起動処理
• Column　シグナルとwaitpid()による子プロセスの終了　……zombieプロセスとその終了

6.4　プロパティ　……システム設定を保持する小さなストレージ

• 6.4.1　プロパティの具体例　……setpropとgetpropを中心に
  • USBケーブルを使わずにtcpipでadb connectする
• 6.4.2　特殊なプロパティ　……ro.とctl.で始まるプロパティ
  • ctl.stopによるstopコマンドの実装
• 6.4.3　プロパティのlistener
• 6.4.4　プロパティの実装

6.5　init.rcとその内容　……依存関係，異常終了や再起動を引き受ける基盤

• 6.5.1　PCのrcスクリプトとの比較
• 6.5.2　Android Init Language概要
• 6.5.3　アクションとトリガー
• Column　Upstartとsystemd
• 6.5.4　さまざまなトリガー
  • ラベルのトリガー
  • プロパティの値に応じたトリガー
• 6.5.5　serviceによるサービス定義
  • socketとonrestart

6.6　まとめ

Appendix　ActivityとViewツリーの狭間で　──第Ⅱ巻と第Ⅰ巻の関係が見えるViewツリーの状態の保存

A.1　ActivityのonSaveInstanceState()デフォルト実装　……superは何を行っている？

• A.1.1　基本事項のおさらい
• A.1.2　実際のActivityのonSaveInstanceState()のコード
• A.1.3　PhoneWindowのsaveHierarchyState()
• A.1.4　ParcelとParcelable
• A.1.5　ViewのsaveHierarchyState()より先の処理
• A.1.6　dispatchSaveInstanceState()を眺める
• Column　WebOS　……モバイルプラットフォームの覇権争い❾［iPhone以後］

おまけ

おわりに

索引