Android開發之Android體系架構介紹

 

來源：Android開發之Android體系架構介紹

在Android中，整個架構由應用、應用程式框架、原生庫、Android即時庫、硬體抽象層、Linux核心等若干部分組成。

其中最核心的Android虛擬機器部分也已經開放源碼。對開發人員而言，如果期望在深度定製的基礎上開發出差異化、高度競爭力的產品，需要在應用程式框架、原生庫、硬體抽象層、Linux核心等方面有較深入的理解。圖1顯示了Android的體系架構。

圖1 Android體系架構

1、核心服務

所謂Android的核心服務主要包括熵服務（Entropy Service）、電源管理器（Power Manager）、Activity管理器（Activity Manager）、通話寄存器（Telephony Registry）、包管理器（Package Manager）、賬戶管理器（Account Manager）、內容組合管理（Content Manager）、內容提供器（System Content Providers）、電池服務（Battery Service）、光線服務（Lights Service）、震動服務（Vibrator
Service）、鬧鐘管理器（Alarm Manager）、看門狗（Init Watchdog）、視窗管理器（Window Manager）、藍芽服務（Bluetooth Service）等。這些服務和應用程式密切相關，但通常應用程式不能直接接入核心服務。早期版本中的硬體服務（Hardware Service）和感應器服務（Sensor Service）已經被移除，光線服務和震動服務在核心服務通過系統伺服器來啟動。系統伺服器的實現位於SystemServer.java中。

2、原生服務

在Android中，上層的應用是基於Java開發的，但是架構層的服務很多是基於C/C++的，為了說明的方便，在本書中，將基於C/C++的服務稱為原生服務。目前，Android提供的和多媒體相關的原生服務主要有渲染管理器（Surface Flinger）、音頻管理器（Audio Flinger）、Camera服務（Camera Service）、媒體播放服務（MediaPlayer Service）、音頻策略服務（Audio Policy Service）等。

3、原生庫

Android的原生庫主要是基於C\C++實現的一些原生組件，包括C庫Bionic、瀏覽器引擎Webkit、多媒體引擎OpenCORE、SQL資料庫SQLite、3D渲染引擎OpenGL ES、位元影像和字型向量渲染引擎FreeType、2D映像渲染引擎SGL（Skia Graphics Library）、互連網安全性通訊協定SSL和TSL等。

4、運行時組件

在Android中，比較重要的Java組件包括Java核心庫、Dalvik虛擬機器等，兩者一起構成了Android的應用環境基礎。

5、硬體抽象層

在Android中，考慮到並非所有組件都具有標準的Linux核心驅動介面，而且基於GPL V20許可的Linux驅動核心會暴露出專用IP核的細節，另外Android對硬體驅動也有些特殊的需求。為了屏蔽底層實現的細節，實現硬體邏輯和硬體介面的分離，Google定義了一個硬體抽象層的介面HAL（Hardware Abstraction Layer）。

HAL在為商業開發帶來便利的同時，對系統的效能略有阻礙，更多的層次會導致系統變慢，在案頭Ubunut Linux中，為了加快系統的啟動速度，就徹底拋棄了HAL的理念。

6、Linux核心

Android平台是基於Linxu核心搭建的，Linux核心的優勢在於大記憶體管理、進程管理、基於許可權的安全模型、統一的驅動模型、共用庫支援、代碼開源等。

Android平台在設計過程中，針對移動終端資源有限的特點，對Linux進行了一定程度的裁剪：砍掉了原生的視窗系統、去除了對GNU Libc的支援（引入了更高效、針對嵌入式最佳化過的Bionic）、裁剪掉了一些標準Linux工具的部分特性等。

另外Android針對移動終端的特點還對Linux核心在鬧鐘（Alarm）、Low Memory Killer、Ashmem、核心調試（Kernel Debugger）、處理序間通訊（Binder）、日誌（Logger）、電源管理（Power Management）等方面做了大量的最佳化。

其中Low Memory Killer相對於Linux標準OOM（Out Of Memory）機制更加靈活，它可以根據需要殺死進程來釋放需要的記憶體。Low Memory Killer的實現主要位於aurora\msm\msm drivers/staging/android/lowmemorykiller.c檔案中。

Ashmem為進程間提供大塊共用記憶體，同時為核心提供回收和管理這個記憶體的機制。 Ashmem的實現位於system\core\libcutils\ashmem-dev.c檔案中。（摘自華清遠見系列圖書《Android多媒體編程從初學到精通》）

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