Android 平台架构
Android 是一种基于 Linux 的开放源代码软件栈,如下图:
系统应用层
Android 系统包含一系列核心应用,比如电子邮件、短信、日历、互联网浏览和联系人等。我们开发的应用一般也位于该层。 系统包含的应用与用户开发应用一样,没有特殊状态。因此第三方应用可成为用户的默认网络浏览器、短信 Messenger 甚至默认键盘(但有一些例外,例如系统的“设置”应用,此外,第三方系统开发商可能会对系统应用做出额外限制)。
系统应用可用作用户的应用,以及提供开发者可从其自己的应用访问的主要功能。例如,如果您的应用要发短信,您无需自己构建该功能,可以改为调用已安装的短信应用向您指定的接收者发送消息。
Java API框架层
这个部分是使用 Java 语言编写的 API 。这些 API 形成创建 Android 应用所需的构建块,它们可简化核心模块化系统组件和服务的重复使用。我们也是通过使用这些API来开发应用,从上图看,它包含:
- Content Providers:可让应用访问其他应用(例如“联系人”应用)中的数据或者共享其自己的数据
- View System:,可用以构建应用的 UI,包括列表、网格、文本框、按钮甚至可嵌入的网络浏览器
- Managers:各种managers,如ActivityManager,LocationManager,PackageManager等一些核心模块化系统组件和服务,点击此处查看所有API。
C/C++原生库
Android包含被不同组件使用的C/C++库,一般而言,Android应用开发者不能直接调用,需要通过Java API框架层提供的API来简介调用它。例如,通过 Android 框架的 Java OpenGL API访问OpenGL。
如果需要开发 C 或 C++ 代码的应用,就需要用 Android NDK直接从原生代码访问某些原生平台库。
一般包括以下内容:
- C 标准库 (
libc
/libm
) :专门为嵌入式Linux设备调整过的标准C系统库。 - C++:支持多种 C++ 运行时库。
- webakit:浏览器引擎。
- OpenMAX AL:Android 原生多媒体处理基于 Khronos Group OpenMAX AL 1.0.1 API。
- OpenGL ES: OpenGL 三维图形API的子集,针对手机、PDA和游戏主机等嵌入式设备而设计。
Android运行时
Android运行时由两部分组成:Android核心库集和ART。核心库集提供了Java语言核心库所能使用的绝大部分功能,而ART负责运行Android应用程序。
Android5.0的运行时由Dalvik虚拟机和Android核心库集组成,在Dalvik下,应用每次运行都需要通过即时编译器(JIT)将字节码转换为机器码,即每次都要编译加运行,这虽然会使安装过程比较快,但是会拖慢应用以后每次启动的效率。而在ART 环境中,应用在第一次安装的时候,字节码就会预编译(AOT)成机器码,这样的话,虽然设备和应用的首次启动(安装慢了)会变慢,但是以后每次启动执行的时候,都可以直接运行,因此运行效率会提高。
ART占用空间比Dalvik大(字节码变为机器码之后,可能会增加10%-20%),这也是著名的“空间换时间大法"。
硬件抽象层 (HAL)
硬件抽象层 (HAL)提供标准界面,向更高级别的 Java API 框架显示设备硬件功能。HAL 包含多个库模块,其中每个模块都为特定类型的硬件组件实现一个界面,例如相机或蓝牙模块。当框架 API 要求访问设备硬件时,Android 系统将为该硬件组件加载库模块。
Linux内核
Android 平台的基础是 Linux 内核。例如,Android Runtime (ART)依靠 Linux 内核来执行底层功能,例如线程和低层内存管理。