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  • 【转】移植之乱谈 深入理解Android 卷I作者谈

    移植之乱谈

    分类: 移动万态 692人阅读 评论(17) 收藏 举报

    昨天有一个博友回复,说他已经完成了android系统在windows上的移植,其中比较难的是binder系统的移植。下面是两个demo网址,我看了后倍有感触。

    http://v.youku.com/v_show/id_XMzIwMDkxOTQ4.html
    http://v.youku.com/v_show/id_XMzIwNzI2NTg4.html

    这才是真正有技术含量的移植啊!

    从做android开始,听到的最多的就是移植+merge了。但总感觉都是:

    1 简单的把人家做好的,放到新的平台上,然后测试,修改。完完全全的改bug。甚至都不需要对系统,程序结构有什么深入的了解。

    2 做linux驱动更是这样,到处去改参数,调板子。(个人感觉都被硬件绑架了..)。

    什么后果?居然很多人一年都写不了几行代码!!!我知道google有一个美女程序员,每天都要花4个小时来写代码,没有什么别的特殊目的,就是为了保持脑子的灵活。

    另外,那些刚工作的人,改改bug就完成工作,而又不写代码,让他们误以为程序员就是这样工作的,结果不去花时间研究系统(放着linux内核,android系统这种高质量,高复杂度的优秀源码不看。说实话,代码量不超过10w行以上的同志,真的怀疑能否看懂代码的真正意图,所以google校园招聘的时候,似乎对代码量有一定的要求),

    【这里也请那些培训学校的老师们,稍微注重下教育质量,培训方法。】

    我心目中的移植,是应该建立再对当前平台和目标平台的一个深刻认识上,再加上对要移植代码本身,程序结构得深入了解上才能做的。看看上面博友的移植,如果只会改几个bug,何年何月才能将android系统移植到windows上呢?

    下面是我之前做的一份关于完成端口到linux平台上的移植的设计文档。这个设计由于各种原因,最终没有被讨论过,也没有(永远不会)被采用。

    1. <strong>                                                   完成端口在Linux平台下的实现 
    2.  
    3. 一 说明</strong> 
    4.  
    5. Windows下的完成端口模式是一种真正的由操作系统来实现的“异步IO”,应用程序等待完成通知即可。 
    6.  
    7. 在面向对象的网络库中,包括ACE, ASIO, LibEvent, SPServer等开源公共库中实际有类似的模块。一般将完成端口模型称之为Proactor模型,而select的方式称之为Reactor模型。 
    8.  
    9. 简单来说,在Reactor模型中,系统通知你可以干什么,然后应用程序去做对应的事情(例如send,recv,accept等)。以发送为例,流程大致如下: 
    10.  
    11. 1  用户注册回调事件 
    12.  
    13. 2  Reactor等待select返回,然后调用回调 
    14.  
    15. 3 用户在回调中继续发送操作(非异步IO) 
    16.  
    17. 而在Proactor模型中,系统通知你什么已经干完了(例如上一次send完成了,recv完成了,accept完成了)等,仍以发送为例,流程大致如下: 
    18.  
    19. 1  用户注册回调,发送数据(异步IO) 
    20.  
    21. 2  Proactor检测发送完成事件,然后调用回调 
    22.  
    23. 3  用户在回调中继续发送操作(异步IO) 
    24.  
    25. 从流程上看,似乎没有区别。而关键点就在于IO是否为异步。Reactor模型一般是非异步的,而Proactor由于能检测完成事件,所以IO是异步的。 
    26.  
    27. 在Linux平台上,由于系统并没有支持异步IO,所以我们必须用Reactor的模式去模拟一个Proactor模式。大体流程如下; 
    28.  
    29. 1 用户注册回调,发送数据(非阻塞IO) 
    30.  
    31. 2 构造一个完成事件,记录发送的结果,并添加到完成事件队列 
    32.  
    33. 3 Proactor检测完成事件队列,然后调用回调 
    34.  
    35. 4 用户继续发送数据(非阻塞IO) 
    36.  
    37. 从上面可以看出,在Linux下Proactor的实现关键是自己构造一个完成事件队列,并处理相关入队和出队的操作即可。这种实现方式与windows完成端口是一致的。 
    38.  
    39. 从已知的资料来看,Proactor模型本身没有设计缺陷。我们将参考Windows下的完成端口的原理和用法来实现一个Linux平台下的完成端口。 
    40.  
    41.   
    42.  
    43. <strong>二 设计细节</strong> 
    44.  
    45. 与完成端口相关的有线程池,完成端口句柄,和完成事件队列。 
    46.  
    47. 1 完成端口句柄:将与一个epoll句柄相对应 
    48.  
    49. 2  线程池:调用GetQueuedCompletionStatus从完成事件队列中取事件 
    50.  
    51. 3  用户调用IO操作,将事件加入完成队列 
    52.  
    53. <strong>2.1 事件入队</strong> 
    54. 先讨论事件入队的操作。有两种明显的方式来完成。 
    55.  
    56. 这里所有的socket或者别的文件句柄必须都是非阻塞的。 
    57.  
    58. <strong>1, 真正的异步IO</strong>  
    59.  
    60. 要实现真正的异步IO,需要有一个线程池来完成实际的IO工作,并且还需要有一个IO请求队列来保存用户提交的IO操作请求。在Windows平台下,这个线程池和队列是位于操作系统内部的。而在Linux平台上得自己创建相关组建。 
    61.  
    62. 工作流程如下: 
    63.  
    64. 1 用户发起IO操作,内部创建一个IO请求,并加入到请求队列 
    65.  
    66. 2  内部线程从请求队列中取出请求,完成实际的请求,并将请求结果加入到完成端口的完成事件队列 
    67.  
    68. 这种方式的优缺点有: 
    69.  
    70. 1  优点,很大程度上的异步IO。(其他的优点暂时未想到) 
    71.  
    72. 2  缺点:实现难度较大,而且资源消耗比较多 
    73.  
    74. <strong>2. 利用非阻塞模式构造的伪异步IO</strong> 
    75.  
    76. 在这方式下将在用户调用的IO函数中直接完成实际的IO操作,只不过不阻塞罢了。这种方式可以不需要IO请求队列,不需要线程池。 
    77.  
    78. 考虑目前的并发数量,暂时用方式2来实现。 
    79.  
    80.   
    81.  
    82. <strong>2.2 一些不能完全实现的地方</strong> 
    83. Windows下有些用法在Linux没有合适的模型对应,包括: 
    84.  
    85. 1  AcceptEx对应的先创建socket以供AcceptEx使用的方法 
    86.  
    87. 2  GetAcceptExSockAddr 
    88.  
    89. 实现过程中,将尽力保证接口的一致。 
    90.  
    91. <strong>2.3 涉及的内容</strong> 
    92. 模块上,可能包括: 
    93.  
    94. 1 完成端口相关函数和类设计 
    95.  
    96. 2 已有windows下的线程池到Linux平台下的移植 
    97.  
    98. 3 Socket相关库的修改与异步IO配套功能的增加 
    99.  
    100. 性能考虑方面,目前可以想到的包括: 
    101.  
    102. 1 池的和自旋锁的使用 
    103.  
    104. 2 GetQueuedCompletionStatus函数的内部实现要考虑使用刚完成工作的那个线程来继续工作,以避免不必要的线程切换 
    105.  
    106. 3 同理,PostQueuedCompletionStatus函数内部要避免触发所有线程来竞争一个事件的出队 

    回想当时做这个移植,花了很多时间来调研完成端口的实现机制,来研究proactor和reactor的区别,来研究linx平台的特性。考虑到完成端口是Win平台最有效率的IO操作,那么在linux平台上实现自然也得考虑效率方面的问题。

    虽然最终没有实现该设想,但却极大加深了对以上知识的认识,对以后的工作有非常大的帮助。

    作为本篇的结尾,希望大家认真对待工作,从简单的移植工作中去发掘背后那块绝大的金矿,以提高自己的价值。

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