Android系统架构

Android系统架构分为4层，从上到下依次是应用层、应用框架层、系统运行库层、Linux内核层。

Java应用程序层：

Android会同一系列核心应用程序包一起发布，该应用程序包包括客户端，SMS短消息程序，日历，地图，浏览器，联系人管理程序等。所有的应用程序都是使用JAVA语言编写的。

显然你自己也可以使用Java通过Java原生接口JNI（Java Native Interface）的方式，配合Android NDK来开发原生程序，它允许Java代码和其他语言写的代码（通常为 Ｃ和C++ ，形成的代码称为本地代码）进行交互．使用Java与本地已编译的代码交互，通常会丧失平台可移植性．但有些情况下这样做是可以接受的，甚至是必须的。

Java应用程序框架层

应用框架层为应用开发者提供了用以访问核心功能的API框架．应用框架层提供了各种服务和管理工具，包括了应用开发所需的界面管理、数据访问、应用层的消息传递、应用包的管理、电话管理、定位管理等功能。

它主要包括以下几部分：

丰富而又可扩展的视图（Views)，可以用来构建应用程序， 它包括列表（Lists)，网格（Grids)，文本框（Text boxes)，按钮（Buttons)， 甚至可嵌入的web浏览器。

内容提供器（Content Providers)使得应用程序可以访问另一个应用程序的数据（如联系人数据库)， 或者共享它们自己的数据。

资源管理器（Resource Manager)提供 非代码资源的访问，如本地字符串，图形，和布局文件（Layout files )。

通知管理器 （Notification Manager) 使得应用程序可以在状态栏中显示自定义的提示信息。

活动管理器（ Activity Manager) 用来管理应用程序生命周期并提供常用的导航回退功能。

请往下看：

我们在开发应用时都是通过框架来与Android底层进行交互，接触最多的就是应用框架层了。

Android系统提供给应用开发者的本身就是一个框架，所有的应用开发都必须遵守这个框架的原则。我们在开发应用时就是在这个框架上进行扩展。Android应用框架功能如下。

　　*android.app：提供高层的程序模型和基本的运行环境。

　　*android.content：包含对各种设备上的数据进行访问和发布。

　　*android.database：通过内容提供者浏览和操作数据库。

　　*android.graphics：底层的图形库，包含画布、颜色过滤、点、矩形，可以将它们直接绘制到屏幕上。

　　*android.location：定位和相关服务的类。

　　*android.media：提供一些类管理多种音频、视频的媒体接口。

　　android.net：提供帮助网络访问的类，超过通常的java.net.接口。

　　*android.os：提供了系统服务、消息传输和IPC机制。

　　*android.opengl：提供OpenGL的工具。

　　*android.provider：提供访问Android内容提供者的类。

　　*android.telephony：提供与拨打电话相关的API交互。

　　*android.view：提供基础的用户界面接口框架。

　　*android.util：涉及工具性的方法，例如时间日期的操作。

　　*android.webkit：默认浏览器操作接口。

　　*android.widget：包含各种UI元素（大部分是可见的）在应用程序的布局中。

如果觉得不够清晰，可以自己查阅Android API文档。

C、C++本地库和Android运行时环境

开发者可以在自己的应用中使用C、C++本地库中的接口来方便地实现官方 API未实现的功能 ． 例如，Facebook提供了一个开源的Java库，开发者可以在自己的 应 用 中 嵌 入 Facebook的 部 分 社 交 功 能， 第三 方类库独立于 Android系统架构实现，但与系统架构处于相同的地位，都是使用内核层来提供服务，实现、封装功能模块，供应用层调用．

Android 包含一些C/C++库，这些库能被Android系统中不同的组件使用。它们通过 Android 应用程序框架为开发者提供服务。以下是一些核心库：

系统 C 库 - 一个从BSD (Berkeley Software Distribution，伯克利软件套件)，Unix的衍生系统继承来的标准C系统函数库 Libc )， 它是专门为基于Embedded linux的设备定制的。

媒体库 - 基于PacketVideo OpenCORE;该库支持多种常用的音频、视频格式回放和录制，同时支持静态图像文件。编码格式包括MPEG4, H.264, MP3, AAC, AMR, JPG, PNG 。

Surface Manager - 对显示子系统的管理，并且为多个应用程序提 供了2D和3D图层的无缝融合。

LibWebCore - 一个最新的web浏览器引擎用，支持Android浏览器和一个可嵌入的web视图。

Android运行时环境（ Android Runtime）提供了核心链接库（Core Libraries）和 Dalvik VM虚拟系统（Dalvik Virtual Machine），采用 Java开发的应用程序编译成 apk程序代码后，交给 Android操作环境来执行。

Android采用 Dalvik VM来代替 Java VM，熟悉 Java SE开发环境的开发人员可以很快地学会开发 Android应用程序。将写好的 Java程序“.java”先编译成“.class”程序，这个过程和开发 Java SE是相同的；接下来再次编译成可以在 Dalvik VM执行的“.dex”程序，最后要包装成 Android可以执行的文件“.apk”

每个Android 应用都运行在自己的进程上， Dalvik 虚拟机为它分配自有的实例。 Dalvik 使一台设备能运行多个虚拟机程序但消耗较少的资源。

Linux内核与驱动层

Android是基于不同版本的 Linux内核开发出来的， Linux内核层包括系统层安全机制、内存管理、进程管理、网络堆栈及一系列的驱动模块，位于硬件与其他的软件层之间，提供与硬件的交互．

Android 内核与标准 Linux 内核在文件系统、进程间通信机制、内存管理等方面存在不同：

Android内核中增加了标准 Linux 内核中没有采纳的 YAFFS2文件系统。 YAFFS2 （ Yet Another Flash File Sy-stem,2nd edition ） 是专用于 Flash 的文件系统， 对 NAND-Flash 芯片有着良好的支持。 YAFFS2 是日志结构的文件系统，提供了损耗平衡和掉电保护，可以有效地避免意外断电对文件系统一致性和完整性的影响。

Android 增加了一种进程间的通信机制 IPC Binder ， 在内核源代码中， 驱动程序文件为 coredroid/include/linux/binder.h 和 coredroid/drivers/android/binder.c 。 Binder 通过守护进程 Service Manager 管理系统中的服务，负责进程间的数据交换。 各进程通过 Binder 访问同一块共享内存，以达到数据通信的机制。

Android 内核采用了一种不用于标准 Linux 内核的低内存管理策略。 在标准 Linux内核当中，使用一种叫做 OOM（ Out of Memory) 的低内存管理策略；当内存不足时，系统检查所有的进程，并对进程进行限制评分， 获得最高分的进程将被关闭（内核进程除外）。 Android 系统采用的则是一种叫作LMK （ Low Memory Killer ）的机制，这种机制将进程按照重要性进行分级、分组。内存不足时，将处于最低级别组的进程关闭。 例如，在移动设备当中， UI 界面处于最高级别，所以该进程永远不会被中止，这样，在终端用户看来，系统是稳定运行的。 在 Andorid 内核源码 中 ， LMK 的 位 置 coredroid/drivers/misc/lowme -morykiller.c