Android系統架構簡(jiǎn)介

　　目前Android的Linux kernel控制包括安全、存儲器管理、進(jìn)程管理、網(wǎng)絡(luò )堆疊、驅動(dòng)程序模型等。下載Android源碼之前，先要安裝其構建工具Repo來(lái)初始化源碼。Repo是Android用來(lái)輔助Git工作的一個(gè)工具。

　　應用程序

　　Android系統是基于Linux內核開(kāi)發(fā)，使用Java作編程語(yǔ)言，使界面到功能，都有層出不窮的變化，其中Activity等同于J2ME的MIDlet，一個(gè)Activity類(lèi)別負責創(chuàng )建視窗，一個(gè)活動(dòng)中的Activity就是在foreground(前景)模式，背景執行的程序叫做Service。兩者之間透過(guò)由ServiceConnection和AIDL連結，達到復數程序同時(shí)執行的效果。如果執行中的Activity全部畫(huà)面被其他Activity取代時(shí)，該Activity便被停止，甚至被系統清除。

　　View等同于J2ME的Displayable，程序人員可以透過(guò)View類(lèi)別與“XML layout”檔將UI放置在視窗上，并可以利用View打造出所謂的Widgets，其實(shí)Widget只是View的一種，所以可以使用xml來(lái)設計layout。至于ViewGroup是各種layout的基礎抽象類(lèi)別，ViewGroup之內還可以有ViewGroup。View的構造函數不需要在A(yíng)ctivity中調用，但是Displayable的是必須的，在A(yíng)ctivity中，要通過(guò)findViewById()來(lái)從XML中獲取View，Android的View類(lèi)的顯示很大程度上是從XML中讀取的。View與事件息息相關(guān)，兩者之間透過(guò)Listener結合在一起，每一個(gè)View都可以注冊event listener，例如：當View要處理用戶(hù)觸碰的事件時(shí)，就要向Android框架注冊View.OnClickListener。另外還有Image等同于J2ME的BitMap。

　　中介軟件

　　操作系統與應用程序的溝通橋梁，并用分為兩層：函數層和虛擬機器。 Bionic是Android改良libc的版本。Android包含了Chrome瀏覽器引擎。Surface flinger是就2D或3D的內容顯示到螢幕上。Android使用工具鏈為Google自制的Bionic Libc。

　　Android采用OpenCORE作為基礎多媒體框架。OpenCORE可分7大塊：PVPlayer、PVAuthor、Codec、PacketVideo Multimedia Framework(PVMF)、Operating System Compatibility Library(OSCL)、Common、OpenMAX。

　　Android使用Skia為核心圖形引擎，搭配OpenGL/ES。Skia與Linux Cairo功能相當，但相較于Linux Cairo，Skia功能還只是陽(yáng)春型的。2005年Skia公司被Google收購，2007年初，Skia GL源碼被公開(kāi)，目前Skia也是Google Chrome的圖形引擎。

　　Android的多媒體資料庫采用SQLite資料庫系統。資料庫又分為共用資料庫及私用資料庫。用戶(hù)可透過(guò)ContentProvider類(lèi)別獲取共用資料庫。

　　Android的中間層多以Java實(shí)現，4.4版之前使用特殊的Dalvik虛擬機器。Dalvik虛擬機器是一種“暫存器型態(tài)”的Java虛擬機器，變數皆存放于暫存器中，虛擬機器的指令相對減少。5.0版起改用Android Runtime(ART)。

　　Dalvik虛擬機器可以有多個(gè)實(shí)例，每個(gè)Android應用程序都用一個(gè)自屬的Dalvik虛擬機器來(lái)執行，讓系統在執行程序時(shí)可達到最優(yōu)化。Dalvik虛擬機器并非執行Java字節碼，而是執行一種稱(chēng)為.dex格式的檔案。

　　硬件抽像層(HAL)

　　Android的硬件抽像層是能以封閉源碼形式提供硬件驅動(dòng)模塊。HAL的目的是為了把Android framework與Linux kernel隔開(kāi)，讓Android不至過(guò)度依賴(lài)Linux kernel，以達成“內核獨立”(kernel independent)的概念，也讓Android framework的開(kāi)發(fā)能在不考量驅動(dòng)程序實(shí)現的前提下進(jìn)行發(fā)展，以達到壟斷GPU市場(chǎng)的目的。

　　HAL stub是一種代理人的概念，stub是以*.so檔的形式存在。Stub向HAL“提供”操作函數，并由Android runtime向HAL獲取stub的操作，再回調這些操作函數。HAL里包含了許多的stub(代理人)。Runtime只要說(shuō)明“類(lèi)型”，即module ID，就可以獲取操作函數。

　　編程語(yǔ)言

　　Android是執行于Linux kernel之上，但并不是GNU/Linux。因為在一般GNU/Linux里支持的功能，Android大都沒(méi)有支持，包括Cairo、X11、Alsa、FFmpeg、GTK、Pango及Glibc等都被移除掉了。Android又以bionic取代Glibc、以Skia取代Cairo、再以opencore取代FFmpeg等等。Android為了達到商業(yè)應用，必須移除被GNU GPL授權證所約束的部分，Android并沒(méi)有用戶(hù)層驅動(dòng)(user space driver)這種東西。所有的驅動(dòng)還是在內核空間中，并以HAL隔開(kāi)版權問(wèn)題。bionic/libc/kernel/ 并非標準的內核頭文件(kernel header files)。Android的內核頭文件是利用工具由Linux內核的頭文件所產(chǎn)生的，這樣做是為了保留常數、資料結構與宏。

　　Android的核心基于Linux，除了核心之外，則是中介層、數據庫元和用C/C++編寫(xiě)的API以及應用程序框架。Android的應用程序通常以Java數據庫元為基礎編寫(xiě)，運行程序時(shí)，應用程序的代碼會(huì )被即時(shí)轉變?yōu)镈alvik dex-code(Dalvik Executable)，然后Android操作系統通過(guò)使用即時(shí)編譯的Dalvik虛擬機來(lái)將其運行。

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