Android 进阶 (十一)Android 系统架构讲解

一、前言​

如果说一个成功男人的背后会有一个默默支持的女人的话，那么一个优越稳定的平台背后必有一个成熟的系统架构所支撑着。那么，Android 的系统架构是怎么样的呢?从下图我们可以从整体上有个大致的了解：           

    从上图中可以看出，Android 系统架构为四层结构，从上层到下层分别是应用程序层、应用程序框架层、系统运行库层以及 Linux 内核层，分别介绍如下：

二、应用程序层

Android 平台不仅仅是操作系统，也包含了许多应用程序，诸如 SMS 短信客户端程序、电话拨号程序、图片浏览器、Web 浏览器等应用程序。这些应用程序都是用 Java 语言编写的，并且这些应用程序都是可以被开发人员开发的其他应用程序所替换，这点不同于其他手机操作系统固化在系统内部的系统软件，更加灵活和个性化。

三、应用程序框架层

应用程序框架层是我们从事 Android 开发的基础，很多核心应用程序也是通过这一层来实现其核心功能的，该层简化了组件的重用，开发人员可以直接使用其提供的组件来进行快速的应用程序开发，也可以通过继承而实现个性化的拓展。

         a） Activity Manager（活动管理器）

          管理各个应用程序生命周期以及通常的导航回退功能

         b） Window Manager（窗口管理器）

              管理所有的窗口程序

         c）  Content Provider（内容提供器）

              使得不同应用程序之间存取或者分享数据

         d） View System（视图系统）

              构建应用程序的基本组件

         e） Notification Manager(通告管理器)

              使得应用程序可以在状态栏中显示自定义的提示信息

         f） Package Manager（包管理器） 

              Android 系统内的程序管理

         g）Telephony Manager(电话管理器)

              管理所有的移动设备功能

         h）Resource Manager（资源管理器）

              提供应用程序使用的各种非代码资源，如本地化字符串、图片、布局文件、颜色文件等

         i）Location Manager(位置管理器)

             提供位置服务

         j）XMPP Service（XMPP 服务）

             提供 Google Talk 服务 

四、系统运行库层

         从图中可以看出，系统运行库层可以分成两部分，分别是系统库和 Android 运行时，分别介绍如下：

    a）系统库

      系统库是应用程序框架的支撑，是连接应用程序框架层与 Linux 内核层的重要纽带。其主要分为如下几个：

    Ø  Surface Manager：

 执行多个应用程序时候，负责管理显示与存取操作间的互动，另外也负责 2D 绘图与 3D 绘图进行显示合成。 

   Ø  Media Framework： 

    多媒体库，基于 PacketVideo OpenCore;支持多种常用的音频、视频格式录制和回放，编码格式包括 MPEG4、MP3、H.264、AAC、ARM。

    Ø  SQLite:

    小型的关系型数据库引擎 

     Ø  OpenGL|ES：

    根据 OpenGL ES 1.0API 标准实现的 3D 绘图函数库 

    Ø  FreeType：

    提供点阵字与向量字的描绘与显示 

   Ø  WebKit：

     一套网页浏览器的软件引擎

    Ø  SGL：

    底层的 2D 图形渲染引擎 

   Ø  SSL：

   在 Andorid 上通信过程中实现握手 

   Ø  Libc：

 从 BSD 继承来的标准 C 系统函数库，专门为基于 embedded linux 的设备定制

    b）Android 运行时

     Android 应用程序时采用 Java 语言编写，程序在 Android 运行时中执行，其运行时分为核心库和 Dalvik 虚拟机两部分。

    Ø  核心库

    核心库提供了 Java 语言 API 中的大多数功能，同时也包含了 Android 的一些核心 API,如 android.os、android.net、android.media 等等。

    Ø  Dalvik 虚拟机

    Android 程序不同于 J2me 程序，每个 Android 应用程序都有一个专有的进程，并且不是多个程序运行在一个虚拟机中，而是每个 Android 程序都有一个 Dalivik 虚拟机的实例，并在该实例中执行。Dalvik 虚拟机是一种基于寄存器的 Java 虚拟机，而不是传统的基于栈的虚拟机，并进行了内存资源使用的优化以及支持多个虚拟机的特点。需要注意的是，不同于 J2me,Android 程序在虚拟机中执行的并非编译后的字节码，而是通过转换工具 dx 将 Java 字节码转成 dex 格式的中间码。

五、Linux 内核层 

        Android 是基于 Linux2.6 内核，其核心系统服务如安全性、内存管理、进程管理、网路协议以及驱动模型都依赖于 Linux 内核。

  注：Android 软件安装、启动过程：