Android开发之Android体系架构介绍

在Android中，整个框架由应用、应用框架、原生库、Android实时库、硬件抽象层、Linux内核等若干部分组成。
其中最核心的Android虚拟机部分也已经开放源码。对开发者而言，如果期望在深度定制的基础上开发出差异化、高度竞争力的产品，需要在应用框架、原生库、硬件抽象层、Linux内核等方面有较深入的理解。图1显示了Android的体系架构。

图1 Android体系架构
1、核心服务
所谓Android的核心服务主要包括熵服务（Entropy Service）、电源管理器（Power Manager）、Activity管理器（Activity Manager）、通话寄存器（Telephony Registry）、包管理器（Package Manager）、账户管理器（Account Manager）、内容管理器（Content Manager）、内容提供器（System Content Providers）、电池服务（Battery Service）、光线服务（Lights Service）、振动服务（Vibrator Service）、闹钟管理器（Alarm Manager）、看门狗（Init Watchdog）、窗口管理器（Window Manager）、蓝牙服务（Bluetooth Service）等。这些服务和应用程序密切相关，但通常应用程序不能直接接入核心服务。早期版本中的硬件服务（Hardware Service）和传感器服务（Sensor Service）已经被移除，光线服务和振动服务在核心服务通过系统服务器来启动。系统服务器的实现位于SystemServer.java中。
2、原生服务
在Android中，上层的应用是基于Java开发的，但是框架层的服务很多是基于C/C++的，为了说明的方便，在本书中，将基于C/C++的服务称为原生服务。目前，Android提供的和多媒体相关的原生服务主要有渲染管理器（Surface Flinger）、音频管理器（Audio Flinger）、Camera服务（Camera Service）、媒体播放服务（MediaPlayer Service）、音频策略服务（Audio Policy Service）等。
3、原生库
Android的原生库主要是基于C\C++实现的一些原生组件，包括C库Bionic、浏览器引擎Webkit、多媒体引擎OpenCORE、SQL数据库SQLite、3D渲染引擎OpenGL ES、位图和字体矢量渲染引擎FreeType、2D图像渲染引擎SGL（Skia Graphics Library）、互联网安全协议SSL和TSL等。
4、运行时组件
在Android中，比较重要的Java组件包括Java核心库、Dalvik虚拟机等，两者一起构成了Android的应用环境基础。
5、硬件抽象层
在Android中，考虑到并非所有组件都具有标准的Linux内核驱动接口，而且基于GPL V20许可的Linux驱动内核会暴露出专用IP核的细节，另外Android对硬件驱动也有些特殊的需求。为了屏蔽底层实现的细节，实现硬件逻辑和硬件接口的分离，Google定义了一个硬件抽象层的接口HAL（Hardware Abstraction Layer）。
HAL在为商业开发带来便利的同时，对系统的性能略有阻碍，更多的层次会导致系统变慢，在桌面Ubunut Linux中，为了加快系统的启动速度，就彻底抛弃了HAL的理念。
6、Linux内核
Android平台是基于Linxu内核搭建的，Linux内核的优势在于大内存管理、进程管理、基于权限的安全模型、统一的驱动模型、共享库支持、代码开源等。
Android平台在设计过程中，针对移动终端资源有限的特点，对Linux进行了一定程度的裁剪：砍掉了原生的窗口系统、去除了对GNU Libc的支持（引入了更高效、针对嵌入式优化过的Bionic）、裁剪掉了一些标准Linux工具的部分特性等。
另外Android针对移动终端的特点还对Linux内核在闹钟（Alarm）、Low Memory Killer、Ashmem、内核调试（Kernel Debugger）、进程间通信（Binder）、日志（Logger）、电源管理（Power Management）等方面做了大量的优化。
其中Low Memory Killer相对于Linux标准OOM（Out Of Memory）机制更加灵活，它可以根据需要杀死进程来释放需要的内存。Low Memory Killer的实现主要位于aurora\msm\msm drivers/staging/android/lowmemorykiller.c文件中。
Ashmem为进程间提供大块共享内存，同时为内核提供回收和管理这个内存的机制。 Ashmem的实现位于system\core\libcutils\ashmem-dev.c文件中。（摘自华清远见系列图书《Android多媒体编程从初学到精通》）

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