Android系统架构介绍

前言

      学习Android前前后后也有一段时间了,怎么说呢,笔者是在13年开始自学Android的。不过之后由于找工作、实习等原因，有很长一段真空期没有再去学习Android了。加之笔者暂时从事的也并非Android方向的工作，学习研究也就一度落下了。不过作为一个Android爱好者,现在笔者也会利用业余时间进行一些在学习了。

      以前的学习总是拘泥于实现漂亮好看的界面,对于系统架构的一些理论性东西了解甚微。在今后的学习中也会注意到这些,既然打定注意以一个新的方式学习，先来系统的了解一下Android整个系统架构。

What is Android

      所谓的What is的解释可谓仁者见仁,智者见智。

      普通用户的角度，他可以片面的认为它是一部“手机”，深入一点的话会知道Android是手机上搭载的"操作系统“。

      商人的角度他可能并不简单的认为Android是一个手机或操作系统，他可能看到是基由Android所带来影响，对整个移动互联网的冲击和商机。

      开发者的角度，他会知道Android是基于Linux平台，由操作系统、中间件、用户界面和应用软件组成，开放、完整的移动软件,利用系统提供的一些列和重用的组件集成，可以实现各类有趣实用的apps。

      But what is? 这是个开放的问题。

      如若非要下一个定义，笔者也只好引用Android负责人 Dan Morrill解释的:

           ”Android并不是传统的Linux风格的一个规范或分发版本，也不是一些列可重用的组件集成,Android是一个用于连接设备的软件块。“

            

What is Android

Android架构详解

       从上面那张图我们就可以简单的看出Android系统架构的组成部分以及其简单的运作方式，下面给出Android系统架构的详细架构图(来源于网络):

    

      显而易见的，根据上图自底向上我们知道Android系统架构包含5大部分:Linux Kernel 、Libraries、Android Runtime、Application framework、application。 下面将依次了解这5部分

         

Linux Kernel

      android是基于linux2.6 提供核心系统服务，例如:安全、内存管理、进程管理、网络堆栈、驱动模型。Linux kernel也作为硬件和软件之间的抽象层，隐藏底层硬件细节为上层提供统一服务。对于做Android应用开发的开发者来说，这部分无需深入了解。

Android Runtime

      Android包含一个核心库的集合，提供大部分在Java编程语言核心类库中可用的功能。每一个Android app就是Dalvik虚拟机中的实力，运行在他们自己的进程中。一个设备可以高效的运行多个虚拟机。Dalvik虚拟机可执行文件格式为.dex（专为Dalvik设计的一种压缩格式，适合内存和处理器速度有限的系统）。

      与大多虚拟机（jvm）不同的是，Dalvik是基于寄存器的，而不是基于栈的。这使得Dalvik支持的机器指令更大(基于栈的需要更多指令)。dx是一套工具,可以将.class文件转化为.dex，通常为多对一关系。由于dex进行最佳化，文件大小增加1-4倍,以ODEX结尾。需要提出的是Dalvik虚拟机依赖于Linux内核提供基本功能(线程、底层内存管理)。

Libraries(运行库)

     Android系统会通过一些C/C++库来支持我们使用的各个组件,使其更好的为我们服务。这些功能通过Android的应用程序框架暴漏给开发者。

     Bionic 系统C库: C语言标准库，系统最底层的库，C库基由Linux系统来调用。

     MediaFramework: Android系统多媒体库，基于PackerVideo的OpenCORE,支持各种音频、视频格式的录制和播放,包括静态图片文件。

     LibVebCore:web浏览器引擎,驱动Android浏览器和内嵌的web视图

     SGL:基本的2D图形引擎

     3D: 基于OpenGL ES的实现。

     SQLite:应用程序使用的强大、轻量的关系数据库引擎。

Application Framework

      Application Framework也许是大部分开发者接触的最多的部分了，因为Android应用的开发都是通过框架与Android底层进行交互来实现的。 应用开发层是Android提供给开发者一个框架开发平台，开发者在遵循框架原则的基础上，对框架进行扩展从而开发出各式各样的app应用。

      应用程序的体系结构简化了组件的重用，使得开发者开发也更加的灵活。

•          视图（View） ——丰富的、可扩展的视图集合，可用于构建一个应用程序。包括包括列表、网格、文本框、按 钮，甚至是内嵌的网页浏览器。
•          内容提供者（Content Providers） ——使应 用程序能访问其他应用程序（如通讯录）的数据，或共享自己的数据。
•          资源管理器（Resource Manager） ——提供访问非代码资源，如本地化字符串、图形和布局文件。
•          通知管理器（Notification Manager ） ——使所有的应用程序能够在状态栏显示自 定义警告。
•          活动管理器（Activity Manager ） ——管理应用程序生命周期,提供通用的导 航回退功能。

• Applications

         由Google我iAndroid系统装配的核心app集合，包括电子邮件客户端、SMS、日期、地图、浏览器等。Android是开源的，开源力量的强大使得能够运行在Android系统上的app层出不穷。

小结

        Android采取的是分层的架构，各层清晰分工明确,其本身就是一套软件堆叠(Software stack:软件叠层架构)，主要分为三层：操作系统、中间件、应用程序。