Android 架构方面的一些拙见

Android 架构

Android 操作系统是一系列组件的栈，Android架构主要包含了四层五部分

由下至上来简单说明一下

Linux 内核

Android是基于Linux开发的，Android底层的Linux为它提供了基本的系统功能，比如进程管理，内存管理，设备管理（如摄像头，键盘，显示器）。同时，内核处理所有 Linux 所擅长的工作，如网络和大量的设备驱动，从而避免兼容大量外围硬件接口带来的不便。该层包含大量的驱动，用于直接操作各种硬件。

程序库

顾名思义，该层包含一系列基本的程序的库，包括开源的 Web 浏览器引擎 Webkit ，知名的 libc 库，用于仓库存储和应用数据共享的 SQLite 数据库，用于播放、录制音视频的库，用于网络安全的 SSL 库等。

Android 程序库

这里为Android的核心部分，包括了专门为 Android 开发的基于 Java 的程序库。包括应用程序框架库，如用户界面构建，图形绘制和数据库访问。一些 Android 开发者可用的 Android 核心程序库总结如下：

• android.app - 提供应用程序模型的访问，是所有 Android 应用程序的基石。
• android.content - 方便应用程序之间，应用程序组件之间的内容访问，发布，消息传递。
• android.database - 用于访问内容提供者发布的数据，包含 SQLite 数据库管理类。
• android.opengl - OpenGL ES 3D 图片渲染 API 的 Java 接口。
• android.os - 提供应用程序访问标注操作系统服务的能力，包括消息，系统服务和进程间通信。
• android.text - 在设备显示上渲染和操作文本。
• android.view - 应用程序用户界面的基础构建块。
• android.widget - 丰富的预置用户界面组件集合，包括按钮，标签，列表，布局管理，单选按钮等。
• android.webkit - 一系列类的集合，允许为应用程序提供内建的 Web 浏览能力。

Android 运行

这是架构中的第三部分，自下而上的第二层。这个部分提供名为 Dalvik 虚拟机的关键组件，类似于 Java 虚拟机，但专门为 Android 设计和优化。

Dalvik 虚拟机使得可以在 Java 中使用 Linux 核心功能，如内存管理和多线程。Dalvik 虚拟机使得每一个 Android 应用程序运行在自己独立的虚拟机进程。

Android 运行时同时提供一系列核心的库来为 Android 应用程序开发者使用标准的 Java 语言来编写 Android 应用程序。

但是在Android4.4开始，Android发布ART（Android Runtime）虚拟机，用来替换 Dalvik 虚拟机，Android 4.4 默认采用 DVM，但是可以选择使用 ART。

在 Android 5.0 版本中默认使用 ART，DVM 从此退出历史舞台。

DVM 中的应用每次运行时，字节码搜需要通过 JIT 编译器编译成机器码，这会使得应用程序的运行效率降低。而在 ART 中，系统在安装应用程序时会进行一次 AOT（ahead of time compilation, 预编译），将字节码预先编译成机器码并存储在本地，这样应用程序每次运行时就不需要执行编译了，运行 效率会大大提升，设备的耗电量也会降低。
不过采用 AOT 也有缺点
AOT 会使得应用程序的安装时间变长，尤其是一些复杂的应用
字节码预先编译成机器码，机器码需要的存储空间会多一些
为了弥补以上两个缺点，Android 7.0 版本的 ART 加入了即时编译器 JIT，作为 AOT 的一个补充，在应用程序安装时不会将字节码全部编译成机器码，而是在运行种将热点代码编译成机器码，从而缩短了应用程序的安装时间并节省了存储空间。

DVM 使用JIT，ART使用AOT+JIT(Android7.0之后混合使用，Android5.0-Android7.0之前使用AOT )
DVM 时为 32 位 CPU 设计的，而 ART 支持 64 位并兼容 32 位 CPU，这也是 DVM 被淘汰的主要原因之一。
ART 对垃圾回收机制进行了改进，比如更频繁地执行并行垃圾收集，将 GC 暂停由 2 次减少为 1 次等

Android 应用框架

应用框架层以 Java 类的形式为应用程序提供许多高级的服务。应用程序开发者被允许在应用中使用这些服务。同时如果需要针对需要进行个性化Android系统定制，则在该层进行个性化修改即可完成需求。

• 活动管理者 - 控制应用程序生命周期和活动栈的所有方面。
• 内容提供者 - 允许应用程序之间发布和分享数据。
• 资源管理器 - 提供对非代码嵌入资源的访问，如字符串，颜色设置和用户界面布局。
• 通知管理器 - 允许应用程序显示对话框或者通知给用户。
• 视图系统 - 一个可扩展的视图集合，用于创建应用程序用户界面。

应用

该层为Android 的顶层，直接面向用户提供直接可使用的应用程序，该层包含所有的 Android 应用程序。开发者编写的应用程序也将被安装在这层。这些应用程序包括通讯录，浏览器，游戏等。