安卓從入門到進階第三章（作業系統）
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很多人在學習安卓的過程裡，總會覺得不知如何下手。究其原因，大多數因為不懂底層原理，很多從上層應用過來，聽過框架，但也不知到底這個範圍怎麼界定。這一節，我們來說說作業系統。
乍一聽好唬人，竟然想把作業系統講透。實話來說，這裡面要追細節，必然沒完沒了。於是，這節通過一種思維，將這些理論知識儘量清晰的講給大家。
這裡我再次丟擲幾個詞語。硬體-驅動-軟體。這裡我們用螢幕來舉例，做過微控制器的朋友很容易就能理解這三個的關係，我們再來看下這個過程。
拿到一個屏，直接是不能按照你的要求顯示。它需要做幾個事情，才能讓它正常工作。
主要有，把它連線到一個板子上。
然後要做的事，給屏安個開關，寫一個開關方法，寫一個讀寫某一位置的點亮情況，如果是多彩的，讀寫一個位置的顏色值。
寫完這個，我們再實現一些封裝。可以畫一條線，畫一條漸變的線條，畫個正方行，畫個圓，橢圓，扇形。
再繼續一層，可以畫個點陣字，支援國標碼的文字顯示。
再繼續一層，可以解析ttf字型檔，畫個向量字。
然後我們用這個東西，寫了個hello world!在螢幕上。
現在我們來拆解前面的資訊：
硬體部分：
把它連線到一個板子上
驅動部分：
給屏安個開關，寫一個開關方法，寫一個讀寫某一位置的點亮情況，如果是多彩的，讀寫一個位置的顏色值。
驅動層封裝：（SDK）
可以畫一條線，畫一條漸變的線條，畫個正方行，畫個圓，橢圓，扇形。
繼續封裝：（SDK）
可以畫個點陣字，支援國標碼的文字顯示。
可以解析ttf字型檔，畫個向量字。
軟體應用：
寫了個hello world!在螢幕上。
總結起來就是三部分 硬體--驅動--（二次封裝SDK）--軟體
這裡再感覺一個小板子，讓大家對板子有個概念。
一個手機系統，或者別的板子系統，主要有這幾個部分， 外設****--CPU--應用。 這裡簡單化，主要想說的是，我們的整體，都不過是 輸入--控制--輸出。
在剛開始的51微控制器，因為本身ROM，RAM比較小，功能也比較簡單，主要是做類似溫度檢測，然後LED顯示，或者加上報警，振動之類的。
所以基本不要作業系統介入，就是很簡單的上電之後，進入一個死迴圈。類似如下這種：
while（1）
{
int ret= getEvent （&evt）//獲取訊息
switch( evt.Type )
{
case XXX:
break;
}
wirteWatchDog（0）;
}
然後這個在執行的時候，我們這裡 getEvent 可以是死等狀態，當然如果有看門狗，那麼就不能死等，要往下走，讓走到 wirteWatchDog 裡面，進行對某個位置寫入固定的值，系統會判定這裡的值，如果固定時間內，沒有進行寫值，則認為系統跑飛。而系統怎麼會跑飛呢？因為器件會老化，或者外部環境過熱，過冷，會導致器件出故障，這時候系統判定跑飛，讓系統重啟，進行恢復。
這裡我們引用一個網路對於看門狗的描述：
看門狗是用來防止萬一微控制器程式出錯造成重大損失的。防錯的原理很簡單，它在硬體上就是一個定時器，當它溢位的時候就會讓微控制器強制復位使程式重新開始執行。正常的情況下是不能讓它溢位的，所以在程式上每隔一段時間要給他置一次值（俗稱喂狗），只要程式中正常給它喂他就不會溢位。一旦程式跑飛了，有干擾或者進入死迴圈之類的情況時，不能正常執行程式了，那麼就永遠執行不到喂狗的指令了，但此時定時器是硬體控制的，仍然會走，所以溢位了，微控制器就復位了。一般安全性要求比較高的，系統跑飛了會造成重大事故的都會加一個“狗”保安全。通常，看門狗的溢位時間越短越靈敏，跑飛之後復位的時間越短，也就越安全，但是，你喂狗的操作也要更頻繁。
過了51微控制器，就進入了比較複雜的Arm嵌入式，這個時候RAM已經比較大了，系統也比較複雜，所以需要多個任務併發，來協同完成。
μC/OS-****II****FreeRTOS****ucLinux是在這個場景中，使用最廣泛的作業系統。當時的作業系統，沒有那麼複雜，同時也是使用的任務稱呼，可以對應linux中的執行緒了。
在開始講這些的時候，我想通過一些好玩的故事，來理解這些東西。
故事一：
有個單間澡堂，一次只能進入一個人，如果裡面有人，外面的就必須等著，等他洗完了，下一個人才能進去洗澡。
這裡我們把澡堂看成CPU，把人當做指令，那麼上面的話就是：
有個單CPU，一次只能執行一條指令，如果當前正在執行指令，後續的指令就只能等著，等它執行完了，下一條指令才能進去執行。
故事二：
這時候如果來了一個惡霸，要進行洗澡。我們假設裡面的人，聽不見外面的吵鬧，繼續忘我的洗澡。所以，惡霸能夠洗上澡的話，最快也是要等這個人洗完出來。
這裡我們把惡霸當做中斷的話，那麼上面的話就是：
這時候如果來了一箇中斷，要進行執行。中斷能夠執行，最快也是要等這條指令執行完。
於是，我們總結便是，CPU按照一條條指令執行，當有中斷來的時候，要等待這條指令執行完，CPU這時候掃描下中斷線，有中斷，則處理中斷任務。
故事三：
我們翻過之前的故事。然後再來一個故事。故事的主角還是澡堂。
話說村子裡有個老頭，開了個澡堂子，兩口子一直經營著，收益非常好。於是兩人喜形於色，上天也眷顧，覺得這麼多錢需要人花，老兩口就生了個雙胞胎。
雙胞胎長大之後，發現了澡堂的暴利，於是兩人都想佔為己有。一天為了這個打得不可開交。老頭回來一看，這可不行啊，於是想了個法子。
老頭子說兩個兄弟可以同時賣票，但是每個買完票的人，就在門口排隊，洗完澡的出來，然後排隊在前面的人便可以進去洗澡，如此就解決了。
這裡老頭子假定為作業系統，兩兒子就是兩個程序，排隊就可以認為是通訊機制，這裡成為佇列，澡堂子就是資源。
於是，我們總結便是，作業系統生成了兩個程序，兩個程序都在訪問一個資源，於是就發生了搶佔的事情，解決的思路就是作業系統實現一些機制，保證程序之間按照順序執行，也就有了程序間通訊。
故事四：
事情總會有意外，老頭子在把手，如果兩邊來的人，同時搶一個位置，互不相讓。都說下一個是他，該如何解決呢。
我們在第一個故事裡面知道，單核CPU只能一條條指令執行，如果有人想打斷，必須等到這條指令結束後，進行處理。
那麼我們繼續這個故事。兩個人互不相讓，糾纏不清的時候，老人說，有個方法，既然你們爭持不下，那麼我這邊配置了一個鎖子，這個鎖子非常神奇，你們兩個必然不能同時拿到，並且只要一個拿到後，下一個必然就拿不到了。拿到的就是先來的，沒拿到的自然在後面排序。
在你認為兩人同時到的時候，老人只管一個個執行，於是，老人在一瞬間，只會看到一個人來，而看到後他就交給了這個人，後面的人自然就要排在後面了。