Android的系统架构

Posted 2020-10-05

android系统的底层建立在Linux系统之上，整个系统采用软件叠层（Software Stack）的方式进行构建，包括4层：操作系统层、中间件层、用户界面层和应用软件层。叠层结构能够使层与层之间相互分离，明确各自的分工，保证了层与层之间的低耦合。下面根据Android系统的体系结构图，对各个部分进行介绍。

一、Linux内核
Android系统建立在Linux2.6之上，Linux内核是系统硬件和软件叠层之间的抽象层，它提供了安全性、内存管理、进程管理、网络协议栈、驱动模型等核心系统服务。驱动模型包括：

Disney Driver：显示驱动
Camera Driver：摄像头驱动
Flash Memory Driver：闪存驱动
Binder（IPC） Driver：Binder（IPC）驱动
Keypad Driver：键盘驱动
WiFi Driver：WiFI驱动
Audio Driver：音频驱动
Power Management：电源管理

二、系统库

Surface Manager：管理对显示子系统的访问。
Media Framework：媒体库，基于PacketVideo的OpenCORE，支持查看静态图片、支持录制和播放多种主流格式的音视频文件，包括PNG、JPG、MPEG4、H.264、MP3、AAC、AMR等。
SQLite：功能强大的轻量级关系数据库。
OpenGL ES：用于3D开发的系统库
FreeType：位图和向量字体显示。
WebKit：Web浏览器引擎。
SGL：底层的2D图形引擎。
SSL：网络通信中进行SSL加密的库。
libc：标准C系统库。

三、Android运行时
在Android5.0以前，Android运行时由两部分组成：Android核心库和Dalvik虚拟机。从5.0开始，ART取代了Dalvik虚拟机。原因在于，Dalvik虚拟机采用JIT（Just-in-time）解释器进行动态编译并执行，导致APP运行时比较慢；而ART模式在用户安装APP时进行预编译（Ahead-of-time，AOT）操作，将原本在程序运行时的编译动作提前到用户安装时，字节码预先编译成机器码，使其成为真正的本地应用。ART虽然占用了更多的存储空间，延长了应用安装和系统启动的时间，但是它可以减少程序运行时动态编译的开销，提高APP的运行效率。

四、应用程序框架
开发人员在开发Android应用程序时，就是面向底层的应用程序框架层进行的。应用程序框架层提供了大量API供开发者使用。应用程序框架既是应用程序开发的基础，也是软件复用的重要手段。该层包括：

Activity Manager：活动管理器
Window Manager：窗口管理器
Content Providers：内容提供者
View System：视图系统
Package Manager：包管理器
Telephony Manager：电话管理器
Resource Manager：资源管理器
Location Manager：位置管理器
Notification Manager：通知管理器

五、应用程序层
该层提供一些核心应用程序包，例如电子邮件、短信、日历、地图、浏览器和联系人管理等。同时，开发者可以利用Java语言设计和编写属于自己的应用程序。