Android開發(fā)之旅：android架構(gòu)

假堅(jiān)強(qiáng) · 發(fā)表于 2013-8-28 16:29

5通過前面兩篇：

我們對(duì)android有了個(gè)大致的了解，知道如何搭建android的環(huán)境及簡(jiǎn)單地寫一個(gè)HelloWorld程序，而且知道一個(gè)android項(xiàng)目包括哪些文件夾和文件及相應(yīng)的作用。本篇將站在頂級(jí)的高度——架構(gòu)，來看android。我開篇就說了，這個(gè)系列適合0基礎(chǔ)的人且我也是從0開始按照這個(gè)步驟來學(xué)的，談架構(gòu)是不是有點(diǎn)螳臂擋車，自不量力呢？我覺得其實(shí)不然，如果一開始就對(duì)整個(gè)android的架構(gòu)了然于胸，就不會(huì)誤入歧途，能夠很好地把握全局。本文的主題如下：1、架構(gòu)圖直觀2、架構(gòu)詳解
2.1、Linux Kernel2.1、Android Runtime2.3、Libraries2.4、Application Framework2.5、Applications
3、總結(jié)
下面這張圖展示了Android系統(tǒng)的主要組成部分：

圖1、Android系統(tǒng)架構(gòu)（來源于：android sdk）可以很明顯看出，Android系統(tǒng)架構(gòu)由5部分組成，分別是：Linux Kernel、Android Runtime、Libraries、Application Framework、Applications。第二部分將詳細(xì)介紹這5個(gè)部分。現(xiàn)在我們拿起手術(shù)刀來剖析各個(gè)部分。其實(shí)這部分SDK文檔已經(jīng)幫我們做得很好了，我們要做的就是拿來主義，然后再加上自己理解。下面自底向上分析各層。Android基于Linux 2.6提供核心系統(tǒng)服務(wù)，例如：安全、內(nèi)存管理、進(jìn)程管理、網(wǎng)絡(luò)堆棧、驅(qū)動(dòng)模型。Linux Kernel也作為硬件和軟件之間的抽象層，它隱藏具體硬件細(xì)節(jié)而為上層提供統(tǒng)一的服務(wù)。如果你學(xué)過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)知道OSI/RM，就會(huì)知道分層的好處就是使用下層提供的服務(wù)而為上層提供統(tǒng)一的服務(wù)，屏蔽本層及以下層的差異，當(dāng)本層及以下層發(fā)生了變化不會(huì)影響到上層。也就是說，專業(yè)點(diǎn)可以說是如果你只是做應(yīng)用開發(fā)，就不需要深入了解Linux Kernel層。Android包含一個(gè)核心庫(kù)的集合，提供大部分在Java編程語言核心類庫(kù)中可用的功能。每一個(gè)Android應(yīng)用程序是Dalvik虛擬機(jī)中的實(shí)例，運(yùn)行在他們自己的進(jìn)程中。Dalvik虛擬機(jī)設(shè)計(jì)成，在一個(gè)設(shè)備可以高效地運(yùn)行多個(gè)虛擬機(jī)。Dalvik虛擬機(jī)可執(zhí)行文件格式是.dex，dex格式是專為Dalvik設(shè)計(jì)的一種壓縮格式，適合內(nèi)存和處理器速度有限的系統(tǒng)。大多數(shù)虛擬機(jī)包括JVM都是基于棧的，而Dalvik虛擬機(jī)則是基于寄存器的。兩種架構(gòu)各有優(yōu)劣，一般而言，基于棧的機(jī)器需要更多指令，而基于寄存器的機(jī)器指令更大。dx 是一套工具，可以將 Java .class 轉(zhuǎn)換成 .dex 格式。一個(gè)dex文件通常會(huì)有多個(gè).class。由于dex有時(shí)必須進(jìn)行最佳化，會(huì)使文件大小增加1-4倍，以O(shè)DEX結(jié)尾。Dalvik虛擬機(jī)依賴于Linux 內(nèi)核提供基本功能，如線程和底層內(nèi)存管理。Android包含一個(gè)C/C++庫(kù)的集合，供Android系統(tǒng)的各個(gè)組件使用。這些功能通過Android的應(yīng)用程序框架（application framework）暴露給開發(fā)者。下面列出一些核心庫(kù)：——標(biāo)準(zhǔn)C系統(tǒng)庫(kù)（libc）的BSD衍生，調(diào)整為基于嵌入式Linux設(shè)備——基于PacketVideo的OpenCORE。這些庫(kù)支持播放和錄制許多流行的音頻和視頻格式，以及靜態(tài)圖像文件，包括MPEG4、 H.264、 MP3、 AAC、 AMR、JPG、 PNG——管理訪問顯示子系統(tǒng)和無縫組合多個(gè)應(yīng)用程序的二維和三維圖形層——新式的Web瀏覽器引擎,驅(qū)動(dòng)Android 瀏覽器和內(nèi)嵌的web視圖——基本的2D圖形引擎——基于OpenGL ES 1.0 APIs的實(shí)現(xiàn)。庫(kù)使用硬件3D加速或包含高度優(yōu)化的3D軟件光柵 ——位圖和矢量字體渲染 ——所有應(yīng)用程序都可以使用的強(qiáng)大而輕量級(jí)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)引擎
通過提供開放的開發(fā)平臺(tái)，Android使開發(fā)者能夠編制極其豐富和新穎的應(yīng)用程序。開發(fā)者可以自由地利用設(shè)備硬件優(yōu)勢(shì)、訪問位置信息、運(yùn)行后臺(tái)服務(wù)、設(shè)置鬧鐘、向狀態(tài)欄添加通知等等，很多很多。開發(fā)者可以完全使用核心應(yīng)用程序所使用的框架APIs。應(yīng)用程序的體系結(jié)構(gòu)旨在簡(jiǎn)化組件的重用，任何應(yīng)用程序都能發(fā)布他的功能且任何其他應(yīng)用程序可以使用這些功能（需要服從框架執(zhí)行的安全限制）。這一機(jī)制允許用戶替換組件。所有的應(yīng)用程序其實(shí)是一組服務(wù)和系統(tǒng)，包括：——豐富的、可擴(kuò)展的視圖集合，可用于構(gòu)建一個(gè)應(yīng)用程序。包括包括列表、網(wǎng)格、文本框、按鈕，甚至是內(nèi)嵌的網(wǎng)頁(yè)瀏覽器——使應(yīng)用程序能訪問其他應(yīng)用程序（如通訊錄）的數(shù)據(jù)，或共享自己的數(shù)據(jù)——提供訪問非代碼資源，如本地化字符串、圖形和布局文件——使所有的應(yīng)用程序能夠在狀態(tài)欄顯示自定義警告——管理應(yīng)用程序生命周期,提供通用的導(dǎo)航回退功能
Android裝配一個(gè)核心應(yīng)用程序集合，包括電子郵件客戶端、SMS程序、日歷、地圖、瀏覽器、聯(lián)系人和其他設(shè)置。所有應(yīng)用程序都是用Java編程語言寫的。更加豐富的應(yīng)用程序有待我們?nèi)ラ_發(fā)！從上面我們知道Android的架構(gòu)是分層的，非常清晰，分工很明確。Android本身是一套軟件堆疊(Software Stack)，或稱為「軟件疊層架構(gòu)」，疊層主要分成三層：操作系統(tǒng)、中間件、應(yīng)用程序。從上面我們也看到了開源的力量，一個(gè)個(gè)熟悉的開源軟件在這里貢獻(xiàn)了自己的一份力量?，F(xiàn)在我們對(duì)android的系統(tǒng)架構(gòu)有了一個(gè)整體上的了解，我將用一個(gè)例子來深入體會(huì)一下，但是考慮到此系列希望0基礎(chǔ)的人也能看懂，在介紹例子之前將介紹一下，可能需要幾篇來介紹。敬請(qǐng)關(guān)注！

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