Android App的運行環境及Android系統架構概覽_Android

Android基於linux核心，面向移動終端的作業系統。主要包括以下幾個方面：

Application Framework：
這一層為應用開發人員提供了豐富的應用編程介面，如 Activity Manager，Content Provider，Notification Manager，以及各種視窗 Widget 資源等。所有的APP都是運行在這一層之上。
Dalvik 虛擬機器：
Dalvik VM採用寄存器架構，而不是JVM的棧架構，更適於行動裝置。java原始碼經過編譯成為.class位元組碼檔案，然後由Google提供的 dx工具將其轉化為Dalvik可識別的.dex檔案。
Linux kernel：
每個APP應用程式由一個獨立的Dalvik VM來解釋執行，而一個Dalvik VM執行個體對應一個linux核心進程。
所以說，每個APP之間完全隔離，資源獨立。使得每個APP更加安全，但也不利於處理序間通訊

Android官方介紹

Android 系統架構

Application framework
大部分開發人員十分關心這一層。你必須要瞭解開發人員會接觸到的所有API介面，大部分介面都與硬體抽象層(HAL層)介面一一對應，而且它們會告訴你如何?你自己的驅動。

Binder IPC
Binder處理序間通訊機制協助Application framework層能夠跨進程並且調用系統級服務。從根本上講，它協助進階別的framework的API介面與Android系統服務進行互動。

系統服務
大部分Application framework api具備的功能都要依靠與某種系統服務進行通訊從而操作底層硬體。系統服務根據不同的功能分成了若干模組組件，例如Window Manager, Search Service, or Notification Manager。系統服務主要包含兩大塊：系統和媒體。前者對應的服務包含如Window Manager 或 Notification Manager，後者對應的服務都與播放或記錄媒體有關。
硬體抽象層Hardware abstraction layer (HAL)
硬體抽象層可以作為一個標準介面讓Android系統調用裝置驅動層而不用管這些驅動和硬體時如何?的。

Linux Kernel
大多數情況下，你自己開發裝置驅動和開發linux裝置驅動時一樣的。Android挑選了一個特定的linux核心版本，這個版本包含了如wakelocks(一個記憶體管理系統)，Binder IPC驅動和其他一些特徵，這些特徵對於像Android一樣的移動嵌入式平台都非常重要。你也可以根據自己的需求選擇合適的kernel版本，只要它能支援一些必要的屬性如Binder IPC驅動等。但是，我們仍然推薦你使用最新版本的Android核心。

相關知識點：
應用程式進程間隔離機制：
Android系統包括四層架構：從底層往上依次是Linux kernel層、C/C++函數庫與Android運行時環境(Dalvik VM等)層、Android Framwork架構層、應用程式層。其中，Android運行時環境層類似Java裡的JRE層，主要用來運行java程式，不過此處的虛擬機器是Dalvik虛擬機器。每一個Android應用程式都運行在單獨的Davlik進程裡，Dalvik虛擬機器針對同時高效運行多個虛擬機器而最佳化，在這一層實現了應用程式的進程間隔離。

Dalvik虛擬機器與JVM區別：

JVM直接從.class或Jar包中載入位元組碼解釋運行，Dalvik通過DX工具將.class檔案編譯為.dex檔案（Dalvik Executable）來運行。
JVM採用棧結構，而Dalvik採用寄存器結構，更適於行動裝置。
為何Android要採用Dalvik虛擬機器而不是JVM呢？

大多數虛擬機器（包括JVM）都是基於棧的，而Dalvik虛擬機器則是基於寄存器的，效能更好，不過也導致硬體通用性略差；
運行專有.dex檔案。DX工具對.class檔案編譯時間，去除裡面的冗餘資訊，並把所有.class檔案整合到一個檔案中，提高了效能。同時DX工具還會對.dex檔案進行效能最佳化。