framework开发一：Android架构

最新推荐文章于 2023-10-07 17:02:08 发布

原创最新推荐文章于 2023-10-07 17:02:08 发布 · 872 阅读

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本文介绍了Android系统的架构和分层，从Linux内核层到应用程序层，重点讲述了Framework层的作用和相机服务的工作流程，强调了HAL层作为硬件抽象层的重要角色。

Android系统的源代码数量非常庞大，这些代码主要分为4层，从低到高为Linux内核层、系统库层、应用程序框架层和应用程序层，它们分别由驱动工程师、系统工程师、框架工程师和应用程序工程师来开发，而一般来说系统工程师和框架工程师没有严格的区分。

目标

首先，学习目标，很简单也很清晰：了解并掌握Android底层开发模式和方法。

底层开发，其实就是framework层和HAL层的开发。必备技能，Linux、C、C++、Java。

Android系统架构与分层

在这里插入图片描述

整个Android系统是由软件和硬件组成的。

硬件包括CPU等，CPU里面又包含Cache、mmu、GPU、各种总线，这是CPU厂商提供的。
CPU确定之后就是其他硬件的选型了，比如camera的选型、sensor的选型、LCD的选型、memory的选择、存储空间的大小等等，
整个硬件确定之后，就开始搞软件了。

软件部分，从底层到上层一共可以分为以下几个部分：

第一个，UBOOT。
第二个，内核。
第三个，Android的os。

uboot的主要作用就是引导内核的启动，它首先会把内核从flash搬到内存中，然后引导内核启动。
那么，uboot是如何被引导的呢？这其实是由主CPU完成的，CPU内部也会有一段引导程序和一块固化的ROM，这是芯片厂商干的。主芯片一般都会提供几种启动模式，比如从USB启动、吃sd卡启动、从flash启动。这个启动顺序是由GPIO的电频决定的，当决定了从哪里启动，当上电之后，就会从相对应的位置去引导uboot，从而完成uboot的启动。

内核是整个系统的核心，负责进程的管理、内存的管理、网络的管理、可以直接对硬件进行控制并且把硬件全部抽象成文件，对上层提供接口。
当内核启动完成之后，就是根据所设定的启动参数去启动Android系统。

Android系统也是分层的：

1，HAL层，
2，framework c++层，
3，第三方的库文件，
4，虚拟机系统，Dalvik虚拟机、ART虚拟机，
5，framework java层，
6，应用层。

HAL层的主要作用就是把主要的外设抽象出一套标准接口供framework C++ 层调用。
比如说，会把camera抽象出一套接口，如果说底层换了camera驱动或者硬件之后，camera的HAL和framework c++之间是不会发生改变的，改变的部分就是，从HAL到内核之间调用驱动的方式可能会发生改变，但是，framework到HAL之间的标准接口是不会发生改变的。

同理，HAL层的sensor、audio、WiFi等都是类似的。

framework其实分两部分，framework java和framework cpp。

**framework C++**层主要是起一个承上启下的作用，对上是对framework java层提供服务，对下挂接HAL层的camera、audio、sensor、WiFi等外设，并且能够对这些外设提供保护，比如，有两个应用要对camera进行访问的话，但是实际上同一时间只能有一个应用程序对camera进行访问，framework就有一种机制去管理这种访问，确保同一时间只有一个应用程序对camera访问。

Android中还引入了很多第三方的开源库，比如webkit、sqlite、OpenGL等等的第三方的库为系统提供对应功能。

虚拟机，主要是连接上层应用，连接第三方库，连接framework c++层的服务，提供内存的自动化管理，有了虚拟机就可以用java去编写APP。

framework java层提供了activityManager、windowManager、providerManager、packageManager、、、、、以及电源管理、WiFi管理等一系列服务，支撑开发者快速的构建出一个APP，这一部分的代码是开源的，可以根据实际情况去自定义控件，和服务。

最后就是应用层，应用层是运行在虚拟机之上，

一个camera APP从上到下是如何调用的呢？
比如拍一张照片，要想拍照，首先需要获取camera服务，就会从APP调用到framework java层，framework java层会通过虚拟机获取framework c++层的camera服务，如果当前camera有人在占用就会返回null，断开当前连接。如果没有人占用就顺利拿到了camera的访问权限并且获取到camera所支持的属性；然后camera service和HAL层建立连接，拍照命令会一直从APP到framework 到HAL层，HAL层再去调用驱动去控制硬件抓拍一张照片，照片数据会返回给HAL层，再从HAL层返给camera service，再从虚拟机传递给上层，上层拿到照片之后就可以做一些处理了，比如存储、预览。