外文翻译-罗永慧

Android 技术

1. Android简介

Android是一种以linux为基础的开放源代码操作系统，主要使用于便携设备。目前尚未有统一中文名称，中国大陆地区较多人使用“安卓”或“安致”。Android操作系统最初由Andy Rubin开发，最初主要支持手机。2005年由google收购注资，并组建开放手机联盟开发改良，逐渐扩展到平板电脑及其他领域上。Android的主要竞争对手是苹果公司的iOS以及RIM的Blackberry OS。2011年第一季度，Android在全球的市场份额首次超过塞班系统，跃居全球第一。 2012年2月数据，Android占据全球智能手机操作系统市场52.5%的份额，中国市场占有率为68.4%。

Android的系统架构和其它操作系统一样，采用了分层的架构。android分为四个层，从高层到低层分别是应用程序层、应用程序框架层、系统运行库层和linux 核心层。

Android是以Linux为核心的手机操作平台，作为一款开放式的操作系统，随着Android的快速发展，如今已允许开发者使用多种编程语言来开发Android应用程序，而不再是以前只能使用Java开发Android应用程序的单一局面，因而受到众多开发者的欢迎，成为真正意义上的开放式操作系统。

在Android中，开发者可以使用Java作为编程语言来开发应用程序，也可以通过NDK使用C/C++作为编程语言来开发应用程序，也可使用SL4A来使用其他各种脚本语言进行编程（如：python、lua、tcl、php等等），还有其他诸如：QT （qt for android）、Mono（mono for android）等一些著名编程框架也开始支持Android 编程，甚至通过MonoDroid，开发者还可以使用C#作为编程语言来开发应用程序。另外，谷歌还在2009年特别发布了针对初学者的Android Simple语言，该语言类似Basic语言。而在网页编程语言方面，JavaScript，ajax，HTML5，jquery、sencha、dojo、mobl、PhoneGap等等都已经支持Android开发。

2. 应用程序

早期的Android应用程序开发，通常通过Android SDK（Android软件开发包）下使用Java作为编程语言来开发应用程序，但通过不同的软件开发包，则使用的编程语言也不同。

例如开发者可以通过Android NDK（Android Native开发包）使用C语言或者

C++语言来作为编程语言开发应用程序。同时谷歌还推出了适合初学者编程使用的Simple语言，该语言类似微软公司的Visual Basic语言。此外，谷歌公司还推出了Google App Inventor开发工具，该开发工具可以快速地构建应用程序，方便新手开发者。

3. Java开发方面

Android支持使用Java作为编程语言来开发应用程序，而Android的Java开发方面从接口到功能，都有层出不穷的变化。考虑到Java虚拟机的效率和资源占用，谷歌重新设计了Android的Java，以便能提高效率和减少资源占用，因而与J2ME等不同。

Java虚拟机（JVM）一种用于计算机设备的规范，可用不同的方式（软件或硬件）加以实现。编译虚拟机的指令集与编译微处理器的指令集非常类似。Java 虚拟机包括一套字节码指令集、一组寄存器、一个栈、一个垃圾回收堆和一个存储方法域。

Java虚拟机（JVM）是可运行Java代码的假想计算机。只要根据JVM规格描述将解释器移植到特定的计算机上，就能保证经过编译的任何Java代码能够在该系统上运行。

Java虚拟机是一个想象中的机器，在实际的计算机上通过软件模拟来实现。Java虚拟机有自己想象中的硬件，如处理器、堆栈、寄存器等，还具有相应的指令系统。

Java语言的一个非常重要的特点就是与平台的无关性。而使用Java虚拟机是实现这一特点的关键。一般的高级语言如果要在不同的平台上运行，至少需要编译成不同的目标代码。而引入Java语言虚拟机后，Java语言在不同平台上运行时不需要重新编译。Java语言使用模式Java虚拟机屏蔽了与具体平台相关的信息，使得Java语言编译程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码（字节码），就可以在多种平台上不加修改地运行。Java虚拟机在执行字节码时，把字节码解释成具体平台上的机器指令执行。

Android虚拟机是google官方出品，以方便开发者使用安卓环境，方便开发。可以让你在PC端（电脑上）安装运行模拟Android系统。并可以在电脑端进行几乎任何手机上可以进行的操作，甚至还可以像手机一样连接电脑，被手机助手检测到，可以模拟所有官方版本的安卓系统，并且有多款皮肤和屏幕样式可供选择。但由于windows电脑需要跨平台，所以模拟出来的效果和虚拟机性能可没有arm 机器跑起来的好。

4. C/C++开发方面

早期的Android开发只支持Java作为编程语言开发应用程序，因而使得其他语言开发者只能望而却步。2010年4月，谷歌正式对开发者发布了Android NDK，NDK允许开发者使用C/C++作为编程语言来为Android开发应用程序，初版的NDK使得开发者看到了C/C++在Android开发中的希望。

但是，当前版本的NDK在功能上还有很多局限性：NDK并没有提供对应用程序生命周期的维护；NDK也不提供对Android系统中大量系统事件的支持；对于作为应用程序交互接口的UI API，当前版本的NDK中也没有提供。但是相对于初版的NDK，现在的NDK已经进行了许多重大的功能改进。

由此可见，NDK仍然需要完善和发展，相信未来随着NDK的发展，NDK可以做得更多更好。

4．1硬件抽像层

Android 的 HAL（硬件抽像层）是能以封闭源码形式提供硬件驱动模块。HAL 的目的是为了把 Android framework 与 Linux kernel 隔开，让 Android 不至过度依赖 Linux kernel，以达成 kernel independent 的概念，也让 Android framework 的开发能在不考量驱动程序实现的前提下进行发展。 HAL stub 是一种代理人（proxy）的概念，stub 是以 *.so 档的形式存在。Stub 向 HAL“提供”操作函数（operations），并由 Android runtime 向 HAL 取得 stub 的 operations，再 callback 这些操作函数。HAL 里包含了许多的 stub（代理人）。Runtime 只要说明“类型”，即 module ID，就可以取得操作函数。

4．2系统内核

Android 是运行于 Linux kernel之上，但并不是GNU/Linux。因为在一般GNU/Linux 里支持的功能，Android 大都没有支持，包括Cairo、X11、Alsa、FFmpeg、GTK、Pango及Glibc等都被移除掉了。Android又以bionic 取代Glibc、以Skia 取代Cairo、再以opencore 取代FFmpeg 等等。Android 为了达到商业应用，必须移除被GNU GPL授权证所约束的部份，例如Android将驱动程序移到 userspace，使得Linux driver 与 Linux kernel彻底分开。bionic/libc/kernel/ 并非标准的kernel header files。Android 的 kernel header 是利用工具由 Linux kernel header 所产生的，这样做是为了保留常数、数据结构与宏。