和封閉的iOS設備相比，Android最大的優(yōu)勢就是開放，玩家可通過無數(shù)渠道下載刷入第三方ROM資源。比如，讓華為手機體驗小米的MIUI，讓三星手機體驗錘子的Smartisan OS。那么，你了解Android刷機背后的技術原理嗎？

從Android的啟動機制談起

在手機關機的狀態(tài)下，當我們按下電源按鈕，短暫的震動提示過后屏幕里就會出現(xiàn)歡迎界面（比如品牌或運營商的Logo），稍等片刻就能進入Android系統(tǒng)。而這個過程就是常規(guī)的“Normal Mode”（正常啟動模式），直接調用最底層的CPU、內存等硬件引導系統(tǒng)直至啟動成功。

實際上，除了“Normal Mode”之外，Android還擁有另外兩種啟動模式：“Recovery Mode” （恢復模式）和“Bootloader- Fastboot Mode”（快速啟動模式）（圖1）。如果你的Android手機想體驗一番刷機之旅，那就離不開后面兩種模式的幫忙（圖2）。

“救火隊員”Fastboot

在PC剛開機時我們可以通過按Delete鍵進入BIOS，而Bootloader就是嵌入式設備（如手機、平板）領域的BIOS。簡單來說，Bootloader是將經過編譯的“uboot.bin”鏡像燒錄至設備里的一個特定分區(qū)。它支持交互式啟動，當手機進入Bootloader完成初始化后并不會啟動OS，而是停留在當前狀態(tài)，等待用戶告訴它接下來要去做什么。在這個狀態(tài)下就是我們常說的“Fastboot Mode”了。

對Android手機來說，打開USB調試模式，連接PC通過“adb reboot bootloader”命令即可進入“Fastboot Mode”。此外，在手機關機時同時按住音量加和電源鍵（不同品牌型號的手機進入該模式的方法可能不同，比如有些品牌是需要同時按音量減和電源鍵），也能進入這一模式（圖3）。

對Android手機而言，“Fastboot Mode”又被玩家譽為“直刷模式”和“救磚模式”。顧名思義，“直刷模式”意味著該模式必須在連接PC并安裝相關驅動和客戶端程序后才能刷入固件ROM或Recovery;而“救磚模式”，則代表無論手機遇到了多么嚴重的軟件系統(tǒng)沖突而導致無法正常使用等問題，只要能進入這一模式就有機會“原地滿血復活”。

以三星手機為例，如果手機系統(tǒng)崩潰無法正常開機，只需提前在網上下載完整的固件ROM，并在Fastboot模式下連接PC，運行三星Odin客戶端程序。等Odin識別出手機后，選擇固件ROM的路徑即可進行“直刷”（圖4），即將固件ROM強行寫入手機的內存中。如果不出意外，直刷后你的手機就能恢復正常了。

刷機的核心Recovery

“Recovery”應該是所有Android手機用戶最為耳熟能詳?shù)年P鍵詞了。該模式又被稱為“恢復模式”和“卡刷模式”，一般通過同時按音量減和電源鍵進入（圖6）。比如，當你忘記手機的解鎖密碼，只需進入Recovery并執(zhí)行雙清就等同于恢復了出廠設置，從而破解密碼重新進入系統(tǒng)界面。此外，當我們想刷入第三方ROM，也需要進入Recovery并選擇ROM對應的zip壓縮包進行刷機（需提前將固件ROM包下載到存儲卡內）。而上述所有操作都可脫離PC直接在手機端獨立完成，卡刷之名就是由此而來。

實際上，無論是官方OTA（在線升級），還是我們刷入第三方ROM，其實都是在Recovery模式下完成的。比如，當Android手機提示有系統(tǒng)更新時（圖7），當我們下載好升級包并選擇重啟升級時，手機便會自動進入官方Recovery并執(zhí)行update.zip的更新操作。需要注意的是，在Fastboot模式下也能刷入system.img和boot.img鏡像，只是Recovery模式下的操作更簡單快捷。

當我們辛辛苦苦下載了一個動輒800MB的第三方ROM包，在進入Recovery進行卡刷時往往會出現(xiàn)無法識別或升級錯誤的提示，這是什么原因造成的？

第三方Recovery“參上”

一般來說，官方Recovery都暗藏簽名驗證，它只能識別并刷入官方認證的ROM，并將所有第三方ROM資源拒之門外。因此，當我們想刷入第三方ROM（比如給OPPO手機刷MIUI系統(tǒng)），就需要提前先刷入第三方的Recovery。

Recovery的版本是由Recovery.img鏡像決定的，而我們則可通過Fastboot模式刷入第三方的Recovery.img鏡像。好消息是，絕大多數(shù)熱門手機都能在網上的各大論壇下載到由達人制作的一鍵Root或一鍵刷第三方Recovery的工具箱（圖8）。手機與PC連接并根據(jù)工具箱界面提示操作，幾乎毫無難度和危險性可言。

總之，如果你對手機自帶的系統(tǒng)不滿意，想體驗第三方ROM的功能，完整的流程應該是先進入Fastboot模式刷入一個第三方recovery.img鏡像，再進入Recovery模式刷入一個包含system.img鏡像和boot.img鏡像的zip包。

Wipe “雙清”的必要性

Android手機用戶一定聽說過“雙清”或“雙Wipe”，它們到底是什么意思，在什么情況下才有必要進行上述操作呢？

簡單來說，雙清就是雙Wipe，它是Recovery模式所提供的主要功能之一。所謂雙Wipe指的是“wipe data/factory reset”（清除/data程序數(shù)據(jù)和恢復出廠設置）和“wipe cache partition”（清除緩存數(shù)據(jù)）。為了便于用戶理解和操作，很多手機廠商都對官方Recovery進行了圖形化和中文化處理，將雙Wipe直接翻譯成了中文選項（圖9）。除了雙清以外，很多Recovery還提供了四清甚至六清，即加入了清除dalvik cache、格式化系統(tǒng)分區(qū)、格式化手機內置存儲卡和格式化外置存儲卡四個選項，只是這些操作在絕大多數(shù)情況下并沒有實際意義。

那么，在什么情況下才需要進行雙清呢？答案是當你想刷入第三方ROM，那就請在刷入ROM前后分別進行一次雙清;或當系統(tǒng)版本遇到重要更新，比如從Android 4.x升級到Android 5.x，在升級后也請進行一次雙清（雙清前請先備份好重要數(shù)據(jù)）。此外，當你感覺手機速度變得越來越慢，或頻頻出現(xiàn)不穩(wěn)定的問題，通過雙清（或進入系統(tǒng)設置進行恢復出廠設置）一般都能讓手機恢復到最佳狀態(tài)。

而導致雙清的原因，是因為Android系統(tǒng)代碼code和數(shù)據(jù)data是分開的，當手機進行多次固件更新或刷入新ROM時可能會改變code，也就是相當于改變了data默認的路徑或者格式。當新系統(tǒng)使用不了原來的data就會崩潰或死機，這就好像我們用暴風影音播放器去打開Word文檔卡死是一個道理。

當然，code和data的沖突屬于小概率事件，一般的系統(tǒng)更新不會導致它們間出現(xiàn)“隔閡”，但刷入第三方ROM或系統(tǒng)重大版本更新則會使沖突幾率大增。雙清的意義就是最大限度杜絕code和data沖突的出現(xiàn)。

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固件升級到底更新了什么

無論是系統(tǒng)更新包，還是完整的ROM（固件）包，它們都是以zip為后綴的壓縮文件。對正常使用的Android系統(tǒng)來說，它主要是由兩個分區(qū)組成：包含Android運行框架、系統(tǒng)APP、第三方APP以及各種驅動配置文件的“System分區(qū)”，以及由Kernel和Rootfs構成的“Boot分區(qū)”，它們所對應的鏡像分別稱為system.img和boot.img。在Recovery刷機前，我們通常會將system.img和boot.img打包壓縮成一個zip文件，也就是最開始提到的系統(tǒng)更新或完整ROM包。而Recovery刷機的過程，就是后臺將zip解壓并將框架、APP等更新內容上傳到Android手機內存對應路徑的過程。

小結

刷機是Android手機的一大特色，它可讓A品牌手機體驗到B、C……等品牌系統(tǒng)特有的功能和UI。不過，如果你對刷機情有獨鐘，那就請盡量挑選熱門機型，因為只有手機口碑好銷量大，才有達人有興趣為其開發(fā)第三方ROM的適配包。而一些小眾手機，連第三方Recovery和ROOT都搞不定。