Android 平台架构

Android是一种基于Linux的开放源代码软件栈,为各类设备和机型而创建。下图所示为Android平台的主要组件。


android平台架构图.png

从下往上分别为
1.Linux Kernel (内核层)
Android平台的基础是Linux内核。例如,Android Runtime(ART)依赖Linux内核来执行底层功能,例如线程和底层内存管理。

2.Hardware Abstraction Layer(HAL)(硬件抽象层)
HAL提供标准界面,向更高级别的Java API框架显示设备硬件功能。HAL包含多个库模块,其中每个模块都为特定类型的硬件组件实现一个界面,例如相机或蓝牙模块。当框架API要求访问硬件设备时,Android系统将为该硬件组件加载库模块。

3.Android Runtime (Android运行时库)
对于运行 Android 5.0(API 级别 21)或更高版本的设备,每个应用都在其自己的进程中运行,并且有其自己的 Android Runtime (ART)实例。ART 编写为通过执行 DEX 文件在低内存设备上运行多个虚拟机,DEX 文件是一种专为 Android 设计的字节码格式,经过优化,使用的内存很少。编译工具链例如 Jack将 Java 源代码编译为 DEX 字节码,使其可在 Android 平台上运行。

ART 的部分主要功能包括:

  • 预先 (AOT) 和即时 (JIT) 编译
  • 优化的垃圾回收 (GC)
  • 在 Android 9(API 级别 28)及更高版本的系统中,支持将应用软件包中的 Dalvik Executable 格式 (DEX) 文件转换为更紧凑的机器代码
  • 更好的调试支持,包括专用采样分析器、详细的诊断异常和崩溃报告,并且能够设置观察点以监控特定字段

在 Android 版本 5.0(API 级别 21)之前,Dalvik 是 Android Runtime。如果您的应用在 ART 上运行效果很好,那么它应该也可在 Dalvik 上运行,但反过来不一定。

Android 还包含一套核心运行时库,可提供 Java API 框架所使用的 Java 编程语言中的大部分功能,包括一些 Java 8 语言功能。

4.Native C/C++ Libraries (原生 C/C++ 库 )
许多核心 Android 系统组件和服务(例如 ART 和 HAL)构建自原生代码,需要以 C 和 C++ 编写的原生库。Android 平台提供 Java 框架 API 以向应用显示其中部分原生库的功能。例如,您可以通过 Android 框架的 Java OpenGL API 访问 OpenGL ES,以支持在应用中绘制和操作 2D 和 3D 图形。

如果开发的是需要 C 或 C++ 代码的应用,可以使用 Android NDK 直接从原生代码访问某些原生平台库。

5.Java API Framework (Java API 框架 )
您可通过以 Java 语言编写的 API 使用 Android OS 的整个功能集。这些 API 形成创建 Android 应用所需的构建块,它们可简化核心模块化系统组件和服务的重复使用,包括以下组件和服务:

丰富、可扩展的视图系统,可用以构建应用的 UI,包括列表、网格、文本框、按钮甚至可嵌入的网络浏览器
资源管理器,用于访问非代码资源,例如本地化的字符串、图形和布局文件
通知管理器,可让所有应用在状态栏中显示自定义提醒
Activity 管理器,用于管理应用的生命周期,提供常见的导航返回栈
内容提供程序,可让应用访问其他应用(例如“联系人”应用)中的数据或者共享其自己的数据
开发者可以完全访问 Android 系统应用使用的框架 API。

6.System Apps (系统应用)
Android 随附一套用于电子邮件、短信、日历、互联网浏览和联系人等的核心应用。平台随附的应用与用户可以选择安装的应用一样,没有特殊状态。因此第三方应用可成为用户的默认网络浏览器、短信 Messenger 甚至默认键盘(有一些例外,例如系统的“设置”应用)。

系统应用可用作用户的应用,以及提供开发者可从其自己的应用访问的主要功能。例如,如果您的应用要发短信,您无需自己构建该功能,可以改为调用已安装的短信应用向您指定的接收者发送消息。

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