疯狂Android讲义（一）——第一部分

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备注：下方的*代表这章的重要性。

一、本章内容：

1.Android的发展与简介

        Android并不是Google创造的，而是Android公司创造的，该公司的创始人是Andy Rubin。该公司后来被Google收购，而Andy Rubin也成为了Google公司的Android产品负责人。

        Google于2007年11月5日发布了Android 1.0手机操作系统,但是并没有得到广泛的市场支持。

        2009年5月.Gooole发布了Android 1.5 ,该版本的 Android提供了一个非常“豪华”的用户界面，而且提供了蓝牙连接支持。这个版本的Android吸引了大量开发者的目光。接下来，Android的版本更新得较快，前最新的 Android版本是9.0，这也是本书所介绍的 Android版本。

        Android系统广泛应用于TV、手机、手表，以及各种可穿戴的设备。Android 9.0已经专门提供了TV、Wear等系统镜像。

什么是系统镜像？

        系统镜像是驱动器的精确副本。 默认情况下，系统镜像包含系统运行所需的驱动器。它还包含系统和系统设置、程序及文件。 

        镜像文件是无法直接使用的，需要利用一些虚拟光驱工具进行解压后才能使用。虚拟光驱的原理跟物理光驱一样。
 
       如果硬盘或计算机无法工作，则可以使用系统映像来还原计算机的内容。 从系统映像还原计算机时，将进行完整还原；不能选择个别项进行还原，当前的所有程序、系统设置和文件都将被系统映像中的相应内容替换。

       所谓镜像文件其实和ZIP压缩包类似，它将特定的一系列文件按照一定的格式制作成单一的文件，以方便用户下载和使用，例如一个测试的操作系统、游戏等。
 
       它最重要的特点是可以被特定的软件识别并可直接刻录到光盘上。其实通常意义上的镜像文件可以再扩展一下，在镜像文件中可以包含更多的信息。比如说系统文件、引导文件、分区表信息等，这样镜像文件就可以包含一个分区甚至是一块硬盘的所有信息。

2.Android 9.x平台架构及特性（**）

        Android系统的底层建立在Linux系统之上，该平台由操作系统、中间件、用户界面和应用软件4层组成。它采用一种被称为软件叠层（Software Stack）的方式构建。这种软件叠层结构使得层与层之间相互分离，明确各层的分工。这种分工保证了层与层之间的低耦合，当下层的层内或层下发生改变时，上层应用程序无需任何改变。

        如图所示：Android系统主要由6个部分组成，接下来进行详解。

  2.1 系统 App 层

        Android提供了一系列核心App(应用程序)，包括电话拨号应用、电子邮件客户端、日历、相机、联系人等。这些应用程序通常都是用Java编写的。

        普通开发者开发各种App都在这一层。本书也是基于此讲解的。

  2.2 Java API 框架层

        开发Android App就是面向Java API框架层进行开发。Android系统上的每个App都是平等的，都可以调用Android提供的Java  API框架。Java  API框架提供了大量的API供开发者使用。

        Java  API框架除了可以作为App开发的基础之外，也是软件复用的重要手段，任何一个应用程序都可以发布他的功能模块——只要发布时遵守了API框架的规范，其他App就都可以调用这个功能的模块。

  2.3 原生 C/C++ 库  

        Android包含一套被不同组件所使用的C/C++库的集合。下面简单的列出一些原生C/C++库：

• WebKit:一个全新的Web浏览器引擎，也为WebView提供支持，WebView完全可以嵌入开发者的自己的程序当中。
• OpenMAX（开放媒体加速层）:其目的在于使用统一的接口，加速处理大量多媒体资料，其中最上层为OpenMAX AL（App Layer）,该层代表App和多媒体中间层的标准接口，使得App在多媒体接口上具有良好的可移植性。
• Libc（系统C库）:一个从BSD系统派生的标准C系统库，并且专门为嵌入式Linux设备调整过。
• Media Framework（媒体框架）:基于PacketVideo的OpenCORE，这套媒体库支持播放和录制许多流行的音频和视频格式，以及查看静态图片。主要包括MPEG4、H.264、MP3、AAC、JPG、PNG等多媒体格式。
• SGL:底层的2D图片引擎
• OpenGL ES :基于OpenGL ES API实现3D系统，这套3D库既可以使用硬件3D加速（如果系统支持的话），也可以使用高度优化的软件3D加速。
• SQLite:功能强大的轻量级关系数据库。

  2.4 Android 运行时

        Android运行时由两个部分组成：Android核心库和ART。其中核心库提供了Java语言核心库所使用的的绝大部分功能；而ART则负责运行Android应用程序。

背景：

早期Android运行时由Dalvik虚拟机和Android核心库集组成，但是Dalvik虚拟机采用了一种被称为JIT（Just-In-Time）的解释器进行动态编译且执行，因此导致Android App运行时比较慢。从Android 5.0开始，Android运行时改为使用ART，ART在用户安装App时进行预编译（Ahead-Of-Time,AOT）,将原本在程序运行时的编译动作提前到了App安装时，这样使得程序在运行的时候可以减小动态编译的开销，从而提高的Android App的运行效率。

相对的，ART需要在App安装时进行AOT处理，因此ART需要占用更多的存储空间，应用安装和启动时间会延长不少。此外，ART还支持ARM、x86和MIPS架构，并且能完全兼容64位系统。

        Android 6.0的重要更新是运行时权限，使得App能在安装之后动态地请求获取相关权限；Android 7.0的重要更新是多窗口模式。

  2.5 硬件抽象层（HAL）

        硬件抽象层主要提供了对Linux内核驱动的封装，这种分装可以向上提供驱动音频、蓝牙、摄像头、传感器等设备的编程接口，向下则可隐藏底层的实现细节。

        简单的来说，Android系统把对硬件的支持分为了两层：内核驱动层和硬件抽象层。其中底层的内核驱动层处于Linux 内核中，内核驱动层只提供简单的硬件访问逻辑，这部分代码是完全开源的；而硬件抽象层则负责参数和访问流程控制，这层的封装代码并不开源，他只是向上提供统一的编程接口，而具体的实现往往属于各厂家。

  2.6 Linux 内核

        Android系统是基于Linux的（所以说Android本质上是一个Linux系统）。Linux 内核提供了安全性、内存管理、进程管理、网络协议和驱动模型等核心系统服务。除此之外，Linux内核也是系统硬件和软件叠层之间的抽象层。