Android系统架构

一、Android系统架构

         Android 是谷歌开发的一款基于 Linux 内核的操作系统。系统架构分为五层，从下到上依次是Linux内核层、硬件抽象层、系统运行库层、应用框架层和应用层。

1、应用层（System Apps）

        系统内置的应用程序以及非系统级的应用程序都属于应用层，负责与用户进行直接交互，通常都是用Java进行开发的。

2.应用框架层（Framework）

应用框架层为开发人员提供了开发应用程序所需要的API，我们平常开发应用程序都是调用这一层所提供的API，当然也包括系统应用。这一层是由Java代码编写的，可以称为Java Framework。下面来看这一层所提供的主要组件：

名称	功能描述
Activity Manager（活动管理器）	管理各个应用程序生命周期，以及常用的导航回退功能
Location Manager（位置管理器）	提供地理位置及定位功能服务
Package Manager（包管理器）	管理所有安装在Android系统中的应用程序
Notification Manager（通知管理器）	使得应用程序可以在状态栏中显示自定义的提示信息
Resource Manager（资源管理器）	提供应用程序使用的各种非代码资源，如本地化字符串、图片、布局文件、颜色文件等
Telephony Manager（电话管理器）	管理所有的移动设备功能
Window Manager（窗口管理器）	管理所有开启的窗口程序
Content Provider（内容提供者）	使得不同应用程序之间可以共享数据
View System（视图系统）	构建应用程序的基本组件

3.系统运行库层

        从Android系统框架图上可以看出，系统运行库层分为两部分，分别是 C/C++ 程序库和 Android 运行时库，下面分别进行介绍：

（1）C/C++程序库

名称	功能描述
OpenGL ES	3D绘图函数库
Libc	从BSD继承来的标准C系统函数库，专门为基于嵌入式Linux的设备定制
Media Framework	多媒体库，支持多种常用的音频、视频格式录制和回放。
SQLite	轻型的关系型数据库引擎
SGL	底层的2D图形渲染引擎
SSL	安全套接层，是为网络通信提供安全及数据完整性的一种安全协议
FreeType	可移植的字体引擎，它提供统一的接口来访问多种字体格式文件

（2）Android运行时库

        运行时库又分为核心库和ART(5.0系统之后，Dalvik虚拟机被ART取代)。核心库提供了Java语言核心库的大多数功能，这样开发者可以使用Java语言来编写Android应用。相较于JVM，Dalvik虚拟机是专门为移动设备定制的，允许在有限的内存中同时运行多个虚拟机的实例，并且每一个Dalvik 应用作为一个独立的Linux 进程执行。独立的进程可以防止在虚拟机崩溃的时候所有程序都被关闭。而替代Dalvik虚拟机的ART 的机制与Dalvik 不同。在Dalvik下，应用每次运行的时候，字节码都需要通过即时编译器转换为机器码，这会拖慢应用的运行效率，而在ART 环境中，应用在第一次安装的时候，字节码就会预先编译成机器码，使其成为真正的本地应用。

4.硬件抽象层（HAL)

        硬件抽象层是位于操作系统内核与硬件电路之间的接口层，其目的在于将硬件抽象化，为了保护硬件厂商的知识产权，它隐藏了特定平台的硬件接口细节，为操作系统提供虚拟硬件平台，使其具有硬件无关性，可在多种平台上进行移植。 从软硬件测试的角度来看，软硬件的测试工作都可分别基于硬件抽象层来完成，使得软硬件测试工作的并行进行成为可能。通俗来讲，就是将控制硬件的动作放在硬件抽象层中。

5.Linux内核层

        Android 的核心系统服务基于Linux 内核，在此基础上添加了部分Android专用的驱动。系统的安全性、内存管理、进程管理、网络协议栈和驱动模型等都依赖于该内核。

二、SDK目录解析

1.安卓源码目录解析

Android源码根目录	描述
abi	应用程序二进制接口
art	全新的ART运行环境
bionic	系统C库
bootable	启动引导相关代码
build	存放系统编译规则及generic等基础开发包配置
cts	Android兼容性测试套件标准
dalvik	dalvik虚拟机
developers	开发者目录
development	应用程序开发相关
device	设备相关配置
docs	参考文档目录
external	开源模组相关文件
frameworks	应用程序框架，Android系统核心部分，由Java和C++编写
hardware	主要是硬件抽象层的代码
libcore	核心库相关文件
libnativehelper	动态库，实现JNI库的基础
ndk	NDK相关代码，帮助开发人员在应用程序中嵌入C/C++代码
out	编译完成后代码输出在此目录
packages	应用程序包
pdk	Plug Development Kit 的缩写，本地开发套件
platform_testing	平台测试
prebuilts	x86和arm架构下预编译的一些资源
sdk	sdk和模拟器
system	底层文件系统库、应用和组件
toolchain	工具链文件
tools	工具文件
Makefile	全局Makefile文件，用来定义编译规则

2.u-boot目录解析

u-boot源码根目录	描述
arch	与体系结构相关的代码，uboot的重头戏
board	根据不同开发板定制的代码，代码也不少
common	通⽤的代码，涵盖各个⽅⾯，以命令⾏处理为主
disk	磁盘分区相关代码
doc	⽂档，⼀堆README开头的⽂件
drivers	驱动，很丰富，每种类型的设备驱动占⽤⼀个⼦⽬录
examples	⽰例程序
fs	⽂件系统，⽀持嵌⼊式开发板常⻅的⽂件系统
include	头⽂件，已通⽤的头⽂件为主
lib	通⽤库⽂件
nand_spl	NAND存储器相关代码
net	⽹络相关代码，⼩型的协议栈
post	加电⾃检程序

3.kernel目录解析

kernel源码根目录	描述
COPYING	许可和授权信息
CREDITS	贡献者列表
Documentation	Documentation与drivers下的模块对应
Kbuild	设置⼀些内核设定的脚本
Kconfig	这个脚本会在开发⼈员配置内核的时候⽤到
MAINTAINERS	这是⼀个⽬前维护者列表，他们的电⼦邮件地址，主⻚
Makefile	这个脚本是编译内核的主要⽂件
REPORTING-BUGS	这个⽂档提供如何报告问题的信息
arch	每个⽀持的处理器 架构 都在它相应的⽂件夹中，由KConfig维护，DTS也在其中修改
block	此⽂件夹包含块设备驱动程序的代码
crypto	这个⽂件夹包含许多加密 算法 的源代码
drivers	⽬录包含了驱动代码，添加修改驱动位置
frameworks	应用程序框架，Android系统核心部分，由Java和C++编写
fs	⽂件系统的⽂件夹
include	包含了内核所需的各种头⽂件
init、ipc	包含了内核启动的处理代码(INITiation)
kernel	这个⽂件夹中的代码控制内核本⾝
lib	这个⽂件夹包含了内核需要引⽤的⼀系列内核库⽂件代码
mm	包含了内存管理代码
net	net⽂件夹中包含了⽹络协议代码
samples	此⽂件夹包含了程序⽰例和正在编写中的模块代码
scripts	这个⽂件夹有内核编译所需的脚本
security	这个⽂件夹是有关内核安全的代码
sound	这个⽂件夹中包含了声卡驱动
usr	该⽬录中的代码为内核尚未完全启动时执⾏⽤⼾空间代码提供了⽀持
tools	工具文件
virt	此⽂件夹包含了虚拟化代码，它允许⽤⼾⼀次运⾏多个操作系统