Android系统架构，方方面面都在这

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关于Android系统

Android，本义指“机器人”，是Google于2007年11月5日宣布的基于Linux平台的操作系统。

Android系统优缺点

开放性

在优势方面，Android平台首先就是其开发性，开发的平台允许任何移动终端厂商加入到Android联盟中来。显著的开放性可以使其拥有更多的开发者，随着用户和应用的日益丰富，一个崭新的平台也将很快走向成熟。
开发性对于Android的发展而言，有利于积累人气，这里的人气包括消费者和厂商，而对于消费者来讲，最大的受益正是丰富的软件资源。开放的平台也会带来更大竞争，如此一来，消费者将可以用更低的价位购得心仪的手机。

丰富的硬件

这一点还是与Android平台的开放性相关，由于Android的开放性，众多的厂商会推出千奇百怪，功能特色各具的多种产品。功能上的差异和特色，却不会影响到数据同步、甚至软件的兼容，如同从诺基亚Symbian风格手机一下改用苹果iPhone，同时还可将Symbian中优秀的软件带iPhone上使用、联系人等资料更是可以方便地转移。

跨平台

由于使用Java进行开发，Android继承了Java跨平台的优点。任何Android应用几乎无需任何修改就能运行于所有的Android设备。包括但不限于手机，平板，手环，车载系统，智能家居。

方便开发

Android平台提供给第三方开发商一个十分宽泛、自由的环境，不会受到各种条条框框的阻扰，可想而知，会有多少新颖别致的软件会诞生。但也有其两面性，血腥、暴力、情色方面的程序和游戏如何控制正是留给Android难题之一。

Google应用

在互联网的Google已经走过10年度历史，从搜索巨人到全面的互联网渗透，Google服务如地图、邮件、搜索等已经成为连接用户和互联网的重要纽带，而Android平台手机将无缝结合这些优秀的Google服务。

太碎片化

纷繁复杂的屏幕尺寸，分辨率，不同版本且订制开发的Android系统，各个厂家硬件，虚拟菜单等，给开发者带来一定的复杂性。

截至目前发行历史版本：

每个版本都是按照英文字母顺序取的字母，然把它作为单词第一个字母，去拼一个甜点的单词，可是到了M,N,O,P，到了Q的时候就变了，改为就叫Android 10了。

• 1.5 Cupcake（纸杯蛋糕）
• 1.6 Donut（甜甜圈）
• 2.2 Froyo（冻酸奶）
• 2.3 Gingerbread（姜饼）
• 3.x Honeycomb（蜂巢）
• 4.0 Ice Cream Sandwich（冰激凌三明治）
• 4.1 Jelly Bean（果冻豆）
• 4.4 KitKat（奇巧巧克力）
• 5.0 Lollipop（棒棒糖）
• 6.0 Marshmallow（棉花糖）
• 7.0 Nougat（牛轧糖）
• 8.0 Oreo（奥利奥）
• 9.0 Pie (派)
• 10.0 Android 10

系统架构图：

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基于Android 8.0的系统根目录结构图：

Android从下往上层主要分为4层，如同网络的七层协议，这样做的好处是屏蔽本层与下层的差异。

• linux内核层（Linux Kernel）
• 系统运行时库层 （Libraries and Android Runtime）
• 应用程序框架层（Application Framework）
• 应用程序层 （Applications）

linux内核层（Linux Kernel）

硬件抽象层

在linux内核层和系统运行时库层之间还有一层硬件抽象层（Hardware Abstract Layer,HAL），它是对硬件设备的具体实现加以抽象。鉴于许多硬件设备厂商不希望公开其设备驱动的源代码，如果能将android的应用框架层与linux系统内核的设备驱动隔离，使应用程序框架的开发尽量独立于具体的驱动程序，则android将减少对Linux内核的依赖。HAL由此而生，它是对Linux内核驱动程序进行的封装，将硬件抽象化，屏蔽掉了底层的实现细节。

系统运行库层

由系统类库和Android运行时组成。

• 系统类库（Libraries）

系统类库大部分由C/C++编写，提供的功能通过Android应用程序框架来调用。

几个常用且比较重要的C/C++程序库所在的目录如图：

• Android运行时（Android Runtime）

由核心库和Dalvik虚拟机组成。
核心库：核心库提供了Java5 se API的多数功能，并提供Android的核心API，如android.os，android.net，android.media等。

Dalvik虚拟机：Dalvik虚拟机是基于apache的java虚拟机，并被改进以适应低内存，低处理器速度的移动设备环境。Dalvik虚拟机依赖于Linux内核，实现进程隔离与线程调试管理，安全和异常管理，垃圾回收等重要功能。

Jvm、Dalvik和Art

Android应用编译及运行流程：

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aapt:

即Android Asset Packaging Tool（Android 打包工具），在SDK的build-tools目录下，也行平时没有用到过，但是开发工具生成Apk时会自动使用aapt将代码和资源文件打包在其中。

Apk打包流程：

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SDK和NDK的关系：

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ndk可以通过native code跨过使用dalvik runtime,直接调用到android内核资源，而sdk则需要在dalvik runtime环境下才能调用到内核资源。然而两者并不是各司其职，各不相关。android提供了JNI(java native interface)使两者可以进行相互调用和通信。

应用框架层(Application Framework)

应用程序框架层提供开发Android应用程序所需的一系列类库，高度封装直接调用。

应用框架层的主要实现代码在frameworks/base和frameworks/av目录下，其中frameworks/base目录结构如图：

应用层(Applications)

系统内置的应用程序以及非系统级的应用程序都属于应用层，负责与用户进行直接交互，通常都是用Java进行开发的。包括设备系统自带的工具，日历，音乐，浏览器，图片查看等应用，还有开发者开发应用程序。

源码根目录中的packages目录对应着系统应用层，目录结构图：

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虽然我们平时开发应用主要行走在Applications层上，但是并不限制我们往下走，虽然这条路是艰难漫长的，坚持下去总有拨云见雾的一天。该篇文章保持更新。