Android基础学习笔记4：安卓平台架构

学习目标

能说出安卓平台架构有哪几层
会使用安卓设备监视器，尤其是DDMS
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）
data——内存目录
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

关于权限的简单说明

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/shared_prefs目录查看ContactsUpgradeReceiver.xml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）