最近在看韩国人写的Android书籍,里面讲了通电后, Android首先启动init主进程, 然后init主进程,分析init.rc文件,启动Android系统的核心进程。
接下来,init主进程启动Zygote进程, Zygote进程负责为每一个启动出来的App,生成和加载虚拟机,运行App。
接下来就是进程和线程模型, 贴一些资料如下:
android进程模型:
在安装Android应用程序的时候,Android会为每个程序分配一个Linux用户ID,并设置相应的权限,这样其它应用程序就不能访问此应用程序所拥有的数据和资源了。
在 Linux 中,一个用户ID 识别一个给定用户;在 Android 上,一个用户ID 识别一个应用程序。
应用程序在安装时被分配用户 ID,应用程序在设备上的存续期间内,用户ID 保持不变。
默认情况下,每个apk运行在它自己的Linux进程中。当需要执行应用程序中的代码时,Android会启动一个jvm,即一个新的进程来执行,因此不同的apk运行在相互隔离的环境中。
下图显示了:两个 Android 应用程序,各自在其自己的基本沙箱或进程上。他们是不同的Linux user ID。
开发者也可以给两个应用程序分配相同的linux用户id,这样他们就能访问对方所拥有的资源。
为了保留系统资源,拥有相同用户id的应用程序可以运行在同一个进程中,共享同一个jvm。
如下图,显示了两个 Android 应用程序,运行在同一进程上。
不同的应用程序可以运行在相同的进程中。要实现这个功能,首先必须使用相同的私钥签署这些应用程序,然后必须使用 manifest 文件给它们分配相同的 Linux 用户 ID,这通过用相同的值/名定义 manifest 属性 android:sharedUserId 来做到。
Android进程知识的补充:
下图是标准的Android 架构图,
其中我们可以看到在“Android本地库 & Java运行环境层”中,Android 运行时中,
Dalvik是Android中的java虚拟机,可支持同时运行多个虚拟机实例;每个Android应用程序都在自己的进程中运行,都拥有一个独立的Dalvik虚拟机实例;
所有java类经过java编译器编译,然后通过SDK中的dx工具转成.dex格式交由虚拟机执行。
Android系统进程
init进程(1号进程),父进程为0号进程,执行根目录底下的init可执行程序,是用户空间进程
——-> /system/bin/sh
——-> /system/bin/mediaserver
——-> zygote
—————–> system_server
—————–>com.android.phone
—————–>android.process.acore(Home)
… …
kthreadd进程(2号进程),父进程为0号进程,是内核进程,其他内核进程都是直接或者间接以它为父进程
Android的单线程模型
当一个程序第一次启动时,Android会同时启动一个对应的主线程(Main Thread),主线程主要负责处理与UI相关的事件,如:用户的按键事件,用户接触屏幕的事件以及屏幕绘图事件,并把相关的事件分发到对应的组件进行处理。所以主线程通常又被叫做UI线程。
在开发Android 应用时必须遵守单线程模型的原则: Android UI操作并不是线程安全的并且这些操作必须在UI线程中执行。
如果在非UI线程中直接操作UI线程,会抛出android.view.ViewRoot$CalledFromWrongThreadException: Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views,这与普通的java程序不同。
由于UI线程负责事件的监听和绘图,因此,必须保证UI线程能够随时响应用户的需求,UI线程里的操作应该向中断事件那样短小,费时的操作(如网络连接)需要另开线程,否则,如果UI线程超过5s没有响应用户请求,会弹出对话框提醒用户终止应用程序。
如果在新开的线程中需要对UI进行设定,就可能违反单线程模型,因此android采用一种复杂的Message Queue机制保证线程间通信
Message Queue:
Message Queue是一个消息队列,用来存放通过Handler发布的消息。Android在第一次启动程序时会默认会为UI thread创建一个关联的消息队列,可以通过Looper.myQueue()得到当前线程的消息队列,用来管理程序的一些上层组件,activities,broadcast receivers 等等。你可以在自己的子线程中创建Handler与UI thread通讯。
通过Handler你可以发布或者处理一个消息或者是一个Runnable的实例。每个Handler都会与唯一的一个线程以及该线程的消息队列管理。
Looper扮演着一个Handler和消息队列之间通讯桥梁的角色。程序组件首先通过Handler把消息传递给Looper,Looper把消息放入队列。Looper也把消息队列里的消息广播给所有的Handler,Handler接受到消息后调用handleMessage进行处理。
实例如下:
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.main); editText = (EditText) findViewById(R.id.weather_city_edit); Button button = (Button) findViewById(R.id.goQuery); button.setOnClickListener(this); Looper looper = Looper.myLooper(); //得到当前线程的Looper实例,由于当前线程是UI线程也可以通过Looper.getMainLooper()得到 messageHandler = new MessageHandler(looper); //此处甚至可以不需要设置Looper,因为 Handler默认就使用当前线程的Looper } public void onClick(View v) { new Thread() { public void run() { Message message = Message.obtain(); message.obj = "abc"; messageHandler.sendMessage(message); //发送消息 } }.start(); } Handler messageHandler = new Handler { public MessageHandler(Looper looper) { super(looper); } public void handleMessage(Message msg) { setTitle((String) msg.obj); } }
对于这个实例,当这个activity执行玩oncreate,onstart,onresume后,就监听UI的各种事件和消息。
当我们点击一个按钮后,启动一个线程,线程执行结束后,通过handler发送一个消息,由于这个handler属于UI线程,因此这个消息也发送给UI线程,然后UI线程又把这个消息给handler处理,而这个handler是UI线程创造的,他可以访问UI组件,因此,就更新了页面。
由于通过handler需要自己管理线程类,如果业务稍微复杂,代码看起来就比较混乱,因此android提供了AsyncTask类来解决此问题
AsyncTask:
首先继承一下此类,实现以下若干方法,
onPreExecute(), 该方法将在执行实际的后台操作前被UI thread调用。可以在该方法中做一些准备工作,如在界面上显示一个进度条。
doInBackground(Params...), 将在onPreExecute 方法执行后马上执行,该方法运行在后台线程中。这里将主要负责执行那些很耗时的后台计算工作。
可以调用publishProgress方法来更新实时的任务进度。该方法是抽象方法,子类必须实现。
onProgressUpdate(Progress...),在publishProgress方法被调用后,UI thread将调用这个方法从而在界面上展示任务的进展情况,例如通过一个进度条进行展示。
onPostExecute(Result), 在doInBackground 执行完成后,onPostExecute 方法将被UI thread调用,后台的计算结果将通过该方法传递到UI thread.
使用时需要遵循以下规则:
1)Task的实例必须在UI thread中创建
2)execute方法必须在UI thread中调用
3)不要手动的调用这些方法,只调用execute即可
4)该task只能被执行一次,否则多次调用时将会出现异常
示例如下:
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.main); editText = (EditText) findViewById(R.id.weather_city_edit); Button button = (Button) findViewById(R.id.goQuery); button.setOnClickListener(this); } public void onClick(View v) { new GetWeatherTask().execute(“aaa”); } class GetWeatherTask extends AsyncTaskString, Integer, String> { protected String doInBackground(String... params) { return getWetherByCity(params[0]); } protected void onPostExecute(String result) { setTitle(result); } }
//简单移动
imageView.transform = CGAffineTransformIdentity;
imageView.frame=CGRectMake(0, 100, 320, 320);
[UIView beginAnimations:@"clearmemory" context:imageView];
[UIView setAnimationDelegate:self];
[UIView setAnimationDidStopSelector:@selector(enablebutton)];
imageView.frame=CGRectMake(34, 0, 320, 320);
[UIView commitAnimations];
//动画曲线
[UIView beginAnimations:nil context:nil];
[UIView setAnimationDuration:1];
[UIView setAnimationDelegate:self];
[UIView setAnimationCurve:UIViewAnimationCurveEaseIn];
// UIViewAnimationCurveEaseInOut, // slow at beginning and end
//UIViewAnimationCurveEaseIn, // slow at beginning
//UIViewAnimationCurveEaseOut, // slow at end
//UIViewAnimationCurveLinear //恒定速度
[UIView setAnimationDidStopSelector:@selector(enablebutton:)];
imageView.frame=CGRectMake(22, 0, 320, 320);
[UIView commitAnimations];
//反向重复
[UIView beginAnimations:@"animation3" context:imageView1];
[UIView setAnimationCurve:UIViewAnimationCurveLinear];
[UIView setAnimationDuration:1.0];
[UIView setAnimationRepeatAutoreverses:YES];
[UIView setAnimationRepeatCount:10];
[UIView setAnimationDelegate:self];
[UIView setAnimationDidStopSelector:@selector(enablebutton:)];
imageView1.alpha=0;
[UIView commitAnimations];
// 延时,缓入,缓出
[UIView beginAnimations:nil context:nil];
[UIView setAnimationDelay:0.5];
[UIView setAnimationDuration:1.5];
[UIView setAnimationCurve:UIViewAnimationCurveEaseIn];
[UIView setAnimationRepeatAutoreverses:YES];
[UIView setAnimationRepeatCount:2];
[UIView setAnimationDelegate:self];
[UIView setAnimationDidStopSelector:@selector(enablebutton:)];
imageView.frame=CGRectMake(120, 0, 200, 200);
[UIView commitAnimations];
-(void)enablebutton:(id)sender
{
imageView.transform=CGAffineTransformIdentity;
imageView.frame=CGRectMake(0, 0, 200, 200);
//btn.enabled=NO;
}
车道检测的目标:
1. 车道形状,包括宽度、曲率等几何参数
2. 车辆在车道中的位置,包括横向偏移量,车辆与道路的夹角(偏航角)
车道检测与跟踪一般分为以下几个部分:
1. 车辆、道路、相机模型
2. 道路特征提取
3. 道路参数计算,如曲率,
4. 车道跟踪
车辆、道路、相机模型
在现代道路设计中,道路有比较固定的设计模型,因此,对于高速公路等道路类型,车道的几何模型可以以固定的形式表示。
车道弧长、曲率、偏航角、横向偏移量构成车辆与车道几何模型的要素。
车道一般由直线、圆弧和缓和曲线构成,缓和曲线通常是不同曲率的圆弧或直线的连接过渡,其曲率均匀变化,螺旋曲线是缓和曲线常用形式。
道路曲率与弧长(路长)的关系:
C = C0 + C1*L.
C0为起始点曲率,C1为曲率变化率。C0,C1都为0时,直线; C1为0时,C0不为0,圆弧;C1不为0时,缓和曲线。
在世界坐标系下,或俯视图下,在相机可视范围内,若车道的变化方向较小,则道路可用圆弧近似表示:
道路的坐标可以由弧长和曲率一般表示为:
y = L
x = 0.5*C*L^2
若相机与车道的横向偏移量为d,与车道的夹角为a,则车道模型为
y = L
x = d + a*L + 0.5*C*L^2
从公式来看,这是一个抛物线模型。这里没有考虑曲率变换率,即忽略了高次项(C1*L^3)/6。
不同的系统要求与道路环境,道路模型的精度要求也不同。在较早的系统里,在大路(highway)环境下,
基于视觉的车道模型经历了,平行直线模型 --> 固定曲率圆弧模型 --> 螺旋曲线模型。道路模型的精度不断提高。
使用哪种模型,要根据系统的实际需求。如早期的系统里,检测大路(highway)中10米内的车道状况,应用简单的线性模型即可。而车道偏离告警(LDW)系统中,在高速公路上,需要30米-40米的精确的道路模型,这时,螺旋曲线(高阶)或抛物线(二阶)模型就更为精确。
相机模型:
由图像的二维信息恢复出场景的三维信息,就需要相机模型来确立两者之间的对应关系。相机参数包括内部参数和外部参数。相机模型分为针孔相机模型和透镜畸变扩展模型。这些在另外一篇文章里有描述。相机的内外参数通过标定都可以获取。相机的外部参数体现了相机坐标下图像与世界坐标下场景的齐次变换关系。
道路特征检测
道路上车道标志的检测是道路特征检测的关键部分,并且已有很多算法,但道路场景太多,单一的算法还是无法适用所有的场景。算法分类:
基于边缘检测的常用算法有:
Sobel, DOG, LOG, Steerable Filter等。每种算法都有各自的优缺点。这里不再描述。
由基本算法处理后得到道路的特征图像,这里以边缘为例,需要进一步分析其特性,去除干扰,保留符合车道特征的边缘。如平行性、宽度等结构特征。如果这些结构特征分析做的好,也可以弥补基本算法的不足。
道路参数计算
道路方向、曲率的计算。霍夫变换是常用的检测直线的方法,还有其他方法筛选特征计算参数的方法,如最小二乘估计,RANSAC,这些方法基本上都设定了道路模型,由特征点来计算参数。但也可以由计算出的模型,去除不符合条件的特征。
跟踪
一般跟踪的作用就是预测下一帧图像内道路特征的位置,在一个较小的范围内检测道路特征,提高效率。若预测范围内没有检测到道路特征,则采用估计或上一帧特征的位置,若连续几帧都没有检测到道路特征,则启动全图像道路特征检测。KalmanFilter是常用的跟踪算法。
车道的状态要考虑车道的位置、速度、偏航角之间的关系。
nd = d + a * (v * t) + c*((v*t)^2)/2
na = a + c*(v*t)
则
A =
1 v*t (v*t)/2 0
0 1 v*t 0
0 0 1 0
0 0 0 1