Android系统的框架及初探Android移植

Android系统的框架及初探Android移植
安卓是⼀个以Linux为基础的半开放原始码作业系统，以其说android是⼀个系统，更不如说它是⼀个软件堆更为准确。

由于android采⽤软件堆的架构，所以整个安卓系统的架构如下：
从图可知，Android系统架构为四层结构，从上层到下层分别是应⽤程序层、应⽤程序框架层、系统运⾏库层以及Linux内核层。

（1）应⽤层：
android应⽤程序⼀般由java编写。

Android会同⼀系列核⼼应⽤程序包⼀起发布，该应⽤程序包包括email客户端，SMS短消息程序，⽇历，地图，浏览器，联系⼈管理程序等。

（2）应⽤程序框架层（也称为java框架层）：
应⽤程序框架层是⽤c/c++编写的，这⼀层是编写Google发布的核⼼应⽤时所使⽤的API框架，开发⼈员可以使⽤这些框架来开发⾃⼰的应⽤。

View System：可以⽤来构建应⽤程序，它包括列表、⽹格、⽂本框、按钮以及可嵌⼊的Web浏览器。

Content Providers：它可以让⼀个应⽤访问另⼀个应⽤的数据，或共享它们⾃⼰的数据。

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。

Notification Manager：应⽤可以在状态栏中显⽰⾃定义的提⽰信息。

Activity Manager：⽤来管理应⽤程序⽣命周期并提供常⽤的导航退回功能。

Window Manager：管理所有的窗⼝程序。

Package Manager：android系统内的程序管理。

（3）系统运⾏库层：
系统运⾏库层分为两个部分：
1、程序库（本地代码框架）：
Android 包含⼀些C/C++库，这些库能被Android系统中不同的组件使⽤。

它们通过 Android 应⽤程序框架为开发者提供服务。

以下是⼀些核⼼库：
系统 C 库 - ⼀个从 BSD 继承来的标准 C 系统函数库( libc )，它是专门为基于 embedded linux 的设备定制的。

媒体库 - 基于 PacketVideo OpenCORE;该库⽀持多种常⽤的⾳频、视频格式回放和录制，同时⽀持静态图像⽂件。

编码格式包括MPEG4, H.264, MP3, AAC, AMR, JPG, PNG 。

Surface Manager - 对显⽰⼦系统的管理，并且为多个应⽤程序提供了2D和3D图层的⽆缝融合。

LibWebCore - ⼀个最新的web浏览器引擎⽤，⽀持Android浏览器和⼀个可嵌⼊的web视图。

SGL - 底层的2D图形引擎
3D libraries - 基于OpenGL ES 1.0 APIs实现;该库可以使⽤硬件 3D加速(如果可⽤)或者使⽤⾼度优化的3D软加速。

FreeType -位图(bitmap)和⽮量(vector)字体显⽰。

SQLite - ⼀个对于所有应⽤程序可⽤，功能强劲的轻型关系型数据库引擎。

2、Android 运⾏库：
Android 运⾏库包括了⼀个核⼼库，该核⼼库提供了JAVA编程语⾔核⼼库的⼤多数功能和基于寄存器的Dalvik虚拟机组成。

在Android操作系统中，每个Java程序都运⾏在Dalvik虚拟机上，其只能执⾏.dex的可执⾏⽂件，当Java程序通过编译后，最后还需要通过SDK中的dx⼯具转为成.dex格式才能正常在虚拟机上执⾏，Java虚拟机运⾏的是Java字节码，⽽Dalvik虚拟机运⾏的则是其专有的⽂件格式dex（Dalvik Exceutable）的⽂件。

　Dalvik虚拟机有如下⼏个主要特征：
1）.专有的dex⽂件格式。

2）.dex的优化，dex⽂件的结构是紧凑的。

3）.基于寄存器。

4）.⼀个应⽤，⼀个虚拟机实例，⼀个进程。

每⼀个Android应⽤度运⾏在⼀个Dalvik虚拟机实例中，每⼀个虚拟机实例都是⼀个独⽴的进程空间。

（4）、linux内核层：
Android 的核⼼系统服务依赖于 Linux 内核，如安全性，内存管理，进程管理，⽹络协议栈和驱动模型。

Linux 内核也同时作为硬件和软件栈之间的抽象层。

关于HAL，这篇⽂章讲得很好：
（转⾃：/linuxzhouying/article/details/7004418）
Android的硬件抽象层，简单来说，就是对Linux内核驱动程序的封装，向上提供接⼝，屏蔽低层的实现细节。

也就是说，把对硬件的⽀持分成了两层，⼀层放在⽤户空间（UserSpace），⼀层放在内核空间（KernelSpace），其中，硬件抽象层运⾏在⽤户空间，⽽Linux内核驱动程序运⾏在内核空间。

为什么要这样安排呢？把硬件抽象层和内核驱动整合在⼀起放在内核空间不可⾏吗？从技术实现的⾓度来看，是可以的，然⽽从商业的⾓度来看，把对硬件的⽀持逻辑都放在内核空间，可能会损害⼚家的利益。

我们知道，Linux内核源代码版权遵循GNULicense，⽽Android源代码版权遵
循ApacheLicense，前者在发布产品时，必须公布源代码，⽽后者⽆须发布源代码。

如果把对硬件⽀持的所有代码都放在Linux驱动层，那就意味着发布时要公开驱动程序的源代码，⽽公开源代码就意味着把硬件的相关参数和实现都公开了，在⼿机市场竞争激烈的今天，这对⼚家来说，损害是⾮常⼤的。

因此，Android才会想到把对硬件的⽀持分成硬件抽象层和内核驱动层，内核驱动层只提供简单的访问硬件逻辑，例如读写硬件寄存器的通道，⾄于从硬件中读到了什么值或者写了什么值到硬件中的逻辑，都放在硬件抽象层中去了，这样就可以把商业秘密隐藏起来了。

也正是由于这个分层的原因，Android被踢出了Linux内核主线代码树中。

⼤家想想，Android放在内核空间的驱动程序对硬件的⽀持是不完整的，把Linux内核移植到别的机器上去时，由于缺乏硬件抽象层的⽀持，硬件就完全不能⽤了，这也是为什么说Android是开放系统⽽不是开源系统的原因。