Android层次架构

最新推荐文章于 2024-09-08 22:18:54 发布

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#android 层次架构

本文详细介绍了Android的四层架构：应用程序层、应用程序框架层、系统运行库层和Linux核心层，涵盖各层的主要功能和组件，如Activity、Content Providers、Dalvik虚拟机以及Linux内核的Binder和电源管理等。

一直以来对于android 的架构层次只是简单的知道分为那几个层次，并没有太大的关注内部的一些东西，今天花了点时间又看了看，便随手记录了下。

Android开源和兼容性技术负责人Dan Morrill在Android开发手册兼容性部分所解释的，“Android并不是传统的Linux风格的一个规范或分发版本，也不是一系列可重用的组件集成，Android是一个用于连接设备的软件块。‘’具体看看每个层次吧。

android分为四个层，从高层到低层分别是应用程序层、应用程序框架层、系统运行库层和linux核心层。
蓝色的代表java程序，黄色的代码为运行JAVA程序而实现的虚拟机，绿色部分为C/C++语言编写的程序库，红色的代码内核(linux内核+driver)。在Application Framework之下，由C/C++的程序库组成，通过JNI完成从JAVA到C的调用。

1) 应用程序
所有的应用程序都是使用JAVA语言编写的，每一个应用程序由一个或者多个活动组成，活动必须以Activity类为超类，活动类似于操作系统上的进程，但是活动比操作系统的进程要更为灵活，与进程类似的是，活动在多种状态之间进行切换。
利用JAVA的跨平台性质，基于Android框架开发的应用程序可以不用编译运行于任何一台安装有android系统的平台，这点正是Android的精髓所在。

2) 应用程序框架
应用程序的架构设计简化了组件的重用；任何一个应用程序都可以发布它的功能块并且任何其它的应用程序都可以使用其所发布的功能块（不过得遵循框架的安全性限制）。帮助程序员快速的开发程序，并且该应用程序重用机制也使用户可以方便的替换程序组件。
隐藏在每个应用后面的是一系列的服务和系统, 其中包括；
a.丰富而又可扩展的视图（Views），可以用来构建应用程序，它包括列表（lists），网格（grids），文本框（text boxes），按钮（buttons），甚至可嵌入的web浏览器。
b.内容提供器（Content Providers）使得应用程序可以访问另一个应用程序的数据（如联系人数据库），或者共享它们自己的数据。
c.资源管理器（Resource Manager）提供非代码资源的访问，如本地字符串，图形，和布局文件（layout files）。
d.通知管理器（Notification Manager）使得应用程序可以在状态栏中显示自定义的提示信息。
e.活动管理器（Activity Manager）用来管理应用程序生命周期并提供常用的导航回退功能。

3) 系统运行库
a)程序库
    Android包含一些C/C++库，这些库能被Android系统中不同的组件使用。它们通过Android应用程序框架为开发者提供服务。
    以下是一些核心库：
    主要包括基本的C库、以及多媒体库以支持各种多媒体格式、位图和矢量字体、2D和3D图形引擎、浏览器、数据库支持。
1.Bionic系统C库。
2.媒体库，基于PacketVideo OpenCORE。
3.Surface Manager 顾名思义，用于管理Surface。
4.Webkit,LibWebCore 浏览器，基于Webkit引擎。
5.SGL 底层的2D图形引擎
6.3D libraries 基于OpenGL ES 1.0 APIs实现
7.FreeType 位图（bitmap）和矢量（vector）字体显示。
8.SQLite 一个对于所有应用程序可用，功能强劲的轻型关系型数据库引擎。

   另外这里还有一个硬件抽象层。其实Android并非所有的设备驱动都放在linux内核里面，有一部分实现在用户空间，
   这么做的主要原因是可以避开Linux所遵循的GPL协议，一般情况下如果要将Android移植到其他硬件去运行，
   只需要实现这部分代码即可。包括：显示器驱动，声音，相机，GPS，GSM等等。

b)Android 运行库
Android 包括了一个核心库，该核心库提供了JAVA编程语言核心库的大多数功能。
每一个 Android应用程序都在它自己的进程中运行，都拥有一个独立的Dalvik虚拟机实例。
Dalvik被设计成一个设备可以同时高效地运行多个虚拟系统。
Dalvik虚拟机执行（.dex）的Dalvik可执行文件，该格式文件针对小内存使用做了优化。
同时虚拟机是基于寄存器的，所有的类都经由JAVA编译器编译，然后通过SDK中的 "dx" 工具转化成.dex格式由虚拟机执行。
Dalvik虚拟机依赖于linux内核的一些功能，比如线程机制和底层内存管理机制。

4) Linux 内核
Android 的核心系统服务依赖于 Linux 2.6 内核，如安全性，内存管理，进程管理，网络协议栈和驱动模型。
Linux 内核也同时作为硬件和软件栈之间的抽象层。其外还对其做了部分修改，主要涉及两部分修改：
   a)Binder
  (IPC)：提供有效的进程间通信，虽然linux内核本身已经提供了这些功能，但Android系统很多服务都需要用到该功能，为了某种原因
其实现了自己的一套。
   b)电源管理：为手持设备节省能耗。

最后在谈谈Android所采用的语言，其应用开发采用java语言，我们所说的java一般包含三个部分：
a) java语言：即其语法，其写代码的程式
b) java虚拟机：为了实现一次编译到处可以运行的原则，java在编译连接以后并没有产生目标机器语言，而是采用了Java bytecode
这种Java共用指令，这时就需要一个虚拟机来执行改指令。
c) 库：跟我们常用的C语言一样提供一些常用的库
后两者结合就是Java Runtime Environment。