安卓学习笔记04：安卓平台架构

零、学习目标

1. 能说出安卓平台架构有哪几层
2. 会使用安卓设备监视器，尤其是DDMS
3. 会基本使用安卓调试桥ADB进入安卓的Linxu内核

一、安卓平台架构

• Android 是一种基于 Linux 的开放源代码软件栈，为各类设备和机型而创建
• Android平台构成的主要组件
  

（一）安卓平台架构简述

1、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。
• 使用 Linux 内核可让 Android 利用主要安全功能，并且允许设备制造商为著名的内核开发硬件驱动程序。

2、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。

3、安卓运行时(Android Runtime)

• 对于运行 Android 5.0（API 级别 21）或更高版本的设备，每个应用都在其自己的进程中运行，并且有其自己的 Android Runtime (ART) 实例。ART 编写为通过执行 DEX 文件在低内存设备上运行多个虚拟机，DEX 文件是一种专为 Android 设计的字节码格式，经过优化，使用的内存很少。编译工具链（例如 Jack）将 Java 源代码编译为 DEX 字节码，使其可在 Android 平台上运行。
• 在 Android 版本 5.0（API 级别 21）之前，Dalvik 是 Android Runtime。如果您的应用在 ART 上运行效果很好，那么它应该也可在 Dalvik 上运行，但反过来不一定。
• Android 还包含一套核心运行时库，可提供 Java API 框架所使用的 Java 编程语言中的大部分功能，包括一些 Java 8 语言功能。

4、原生 C/C++ 库

• 许多核心 Android 系统组件和服务（例如 ART 和 HAL）构建自原生代码，需要以 C 和 C++ 编写的原生库。Android 平台提供 Java 框架 API 以向应用显示其中部分原生库的功能。例如，您可以通过 Android 框架的 Java OpenGL API 访问 OpenGL ES，以支持在应用中绘制和操作 2D 和 3D 图形。
• 如果开发的是需要 C 或 C++ 代码的应用，可以使用 Android NDK 直接从原生代码访问某些原生平台库。

5、Java API 框架

• 您可通过以 Java 语言编写的 API 使用 Android OS 的整个功能集。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，包括以下组件和服务：丰富、可扩展的视图系统，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；资源管理器，用于访问非代码资源，例如本地化的字符串、图形和布局文件；通知管理器，可让所有应用在状态栏中显示自定义提醒；Activity 管理器，用于管理应用的生命周期，提供常见的导航返回栈；内容提供程序，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；开发者可以完全访问 Android 系统应用使用的框架 API。

6、系统应用

• Android 随附一套用于电子邮件、短信、日历、互联网浏览和联系人等的核心应用。平台随附的应用与用户可以选择安装的应用一样，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（有一些例外，例如系统的“设置”应用）。
• 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。

（二）安卓分层架构优点

• Android系统采用分层架构的思想，架构清晰，层次分明，协同工作。
• Android的系统架构不仅从宏观上认识了Android系统，同时，也给我们的学习与实践指明了方向。若是从事Android应用开发，那应该研究Android的应用框架层和应用程序层；若是从事Android系统开发，那应该研究Android的系统库和Android运行时；若是从事Android驱动开发，那应该研究Android的Linux内核。总之，找准切入点，实践出真知。

二、安卓设备监视器（ADM）

Android Device Monitor是 Android 开发环境中虚拟机调试监控服务。 它为我们提供例如：为测试设备截屏，针对特定的进程查看正在运行的线程以及堆信息、Logcat、广播状态信息、模拟电话呼叫、接收SMS、虚拟地理坐标等等。

1、启动安卓设备监视器

• 进入安卓SDK目录里的tools子目录，找到monitor.bat
  
• 双击monitor.bat，启动安卓设备监视器
  
• 启动安卓应用【HelloWorld】
  
• 查看安卓设备监视器，查看文件浏览器（File Explorer）与日志捕获（LogCat）
  

2、查看DDMS的File Explorer

• DDMS（Dalvik Debug Monitor Service）

1. data——内存目录
2. mnt——外存目录
   

• 单击data，目前无法查看其内容

• 模拟器目前采用Android 7.0（API 24），改成Android 6.0（API 23）
  

• 点开data/data，找到我们运行的安卓程序：net.hw.helloworld
  

• 屏幕截图的最后一行就是我们自己的安卓应用：net.hw.helloworld

• 单击mnt，查看其内容
  

• sdcard: secure digital card

• permission: 10位权限字符
  1位：文件类型（d：directory 目录；l：link 链接；-：普通文件）
  234位：表示文件所有者具有的权限（r——读；w——写；x——执行）
  567位：表示用户组成员具有的权限（r——读；w——写；x——执行）
  8910位：表示非用户组成员具有的权限（r——读；w——写；x——执行）
  从第2位到第10位，“-”表示不具有该权限。

三、安卓调试桥（ADB）

1、ADB作用

利用adb shell进入Linux内核进行相关操作。

2、ADB操作演示

• 启动DOS，进入adb程序所在目录D:\Android\sdk\platform-tools
  
• 输入adb shell命令，出现命令提示符#（如果是Android 7.0，那么提示符就是$）
  
• 进入/data/data目录
  
• 查看该目录下的内容
  
  
• 进入data/data/com.android.providers.contacts目录
  利用 cd 命令修改当前目录
  利用 ls 命令查看当前目录下的文件信息
  然后再利用 cat 命令查看文本文件内容
  
• 键入exit命令，退出adb shell
  

3、利用adb杀死和启动服务进程

遇到问题：The connection to adb is down, and a severe error has occured.

• 首先关闭Android Studio集成开发环境
• 启动DOS，进入安卓SDK的platform-tools目录
• 键入adb kill-server （杀死服务进程）
• 再输入 adb start-server（启动服务进程）