初识android系统，五层系统架构详解

有时间了，就整理一下这几年下来android的基础知识，希望可以帮到需要的人和影响到一些开发者，然后也希望自己也能从中有一个更深的理解，android的一个很好的理念就是开源，但好像最新几年开发者不像前几年在网上开源自己，整个氛围感觉不太好，一个很大的感觉就是以前开发的问题都能再网上找到解决方案，现在很难找到了，或许是大家都没有时间，或许是知识付费的体系问题。如果有说的不对的地方，请评论上指正。

Android 是一套基于linux内核的开源系统，主要应用于移动端，在移动互联网时代，应运而生。要详细了解它的起源历史历程的情况可以点击查看百度百科  Android 百度百科。下面主要介绍一下整个Android 的5层系统架构，如图自上而下（高层到底层，上层调用下层代码）分别是：

1.System Apps：系统应用层，也就是应用层，不只是系统自带的应用（Dialer：拨号器，Email：邮件，Camera：相机，Calendar：日历等），还有广大的android应用层开发者开发的第三方应用：比如支付宝，微信，qq等。

开发者使用android studio 就很容易创建一个android应用出来。

2.JavaAPIFramework:应用架构层，招聘上写的Android  framework工程师，就是主要在这一层工作的，

1. ActivityManagerService(Ams):负责管理所有应用程序中的Activity,它掌握所有Activity的情况，具有所有调度Activity生命周期的能力，简单来说，ActivityManagerService是管理和掌控所有的Activity.

2. WindowManagerService(Wms):控制窗口的显示、隐藏以及窗口的层序，简单来说，它就是管理窗口的，大多数和View有关系的都要和它打交道。

3. 内容提供器(Content Providers)：可以让一个应用访问"另一个应用"的数据(比如联系人数据库),或者共享他们的数据

4. 视图系统(View System):丰富且可拓展,包括:列表(lists),网络(grids),文本框(text boxes),按钮(buttons)等等.

5. 通知管理器(Notification Manager):可以在"状态栏中"显示自定义的提示信息

6. 包管理器(Package Manger):对Android系统内的程序管理

7. Telephony Manager主要提供了一系列用于访问与手机通讯相关的状态和信息的方法，查询电信网络状态信息，sim卡的信息等。

8. Resource Manager提供非代码资源的访问，如本地字符串，图形，和布局文件（Layout files )。

9. Location Manager提供设备的地址位置的获取方式。很显然，GPS导航肯定能用到位置服务。

10. XMPP可扩展通讯和表示协议。前身为Jabber，提供即时通信服务。例如推送功能,Google Talk。

Android 4大组件，6大布局，view等系统定义的原生组件都在这层。

3.系统运行库层：

Native C/C++ Libraries:C/C++程序库，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。也可以利用一些.a静态库和.so动态库，NdK和Jni的开发，C和C++平台的代码移植等都需要动这层代码，编译。

Android Runtime：运行时库 ，  Dalvik虚拟机是Google等厂商合作开发的Android移动设备平台的核心组成部分之一。它可以支持已转换为.dex（即Dalvik Executable）格式的Java应用程序的运行，.dex格式是专为Dalvik设计的一种压缩格式，适合内存和处理器速度有限的系统。（dx 是一套工具，可以将 Java .class 转换成 .dex 格式. 一个dex档通常会有多个.class。由于dex有时必须进行最佳化，会使档案大小增加1-4倍，以ODEX结尾。）然而Dalvik VM 效率并不是最高的。从 Android 4.4 开始，Google 开发者引进了新的 Android 运行环境 ART（意思就是 Android Runtime。Android 官方页面的介绍中，也将其称作新的虚拟机），以替代旧的 Dalvik VM。Android 5.0之后就彻底的代替了。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。这个过程叫做预编译（AOT,Ahead-Of-Time）。这样的话，应用的启动(首次)和执行都会变得更加快速。代价就是安装会慢。里面有 预先 (AOT) 和即时 (JIT) 编译，优化的垃圾回收 (GC)，更好的调试支持，包括专用采样分析器、详细的诊断异常和崩溃报告，并且能够设置监视点以监控特定字段，Android Runtime Excepiton  就出自这里。

 

4.Hardware Abstraction Layer：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：Audio音频模块，BlueTooth：蓝牙模块，Camera：相机模块，Sensors:传感器。系统内置对传感器的支持达13种，他们分别是：加速度传感器(accelerometer)、磁力传感器(magnetic field)、方向传感器(orientation)、陀螺仪(gyroscope)、环境光照传感器(light)、压力传感器(pressure)、温度传感器(temperature)和距离传感器(proximity)等。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。厂商会在这层定义自己的HAL接口。

5.Linux Kernel：Linux内核层

Android依赖于Linux2.6内核提高的高核心系统服务，例如安全，内存管理，进程管理，网络斎等等方面内容。内核作为一个抽象层，存在与硬件层和软件层之间。android对Linux下面内容做了增强。　有下面这些驱动

        1.音频（Audio）

　　 2.android IPC机制（Binder机制）跨进程通讯。一般来说，Android中为一个应用程序开启一个进程进行执行，一个应用里面可以多个线程。

        3.显示 （Display）主要是屏幕显示。

        4.按键（Keypad） 处理按键的分发等

        5.蓝牙（BlueTooth）

        6.相机（Camera）

        7.内存分配与共享（Shared Memory）

　　 8.USB

        9.WIFI

最后是  电源管理（power management）