Android系統架構

Android本質就是在標準的Linux系統上增加了Java虛擬機器Dalvik/ART，並在Dalvik/ART虛擬機器上搭建了一個JAVA的application framework，所有的應用程式都是基於JAVA的application framework之上。

android分為四個層，從高層到低層分別是應用程式層、應用程式框架層、系統執行庫層和Linux核心層。

• 應用程式層

  該層提供一些核心應用程式包，例如電子郵件、簡訊、日曆、地圖、瀏覽器和聯絡人管理等。同時，開發者可以利用Java語言設計和編寫屬於自己的應用程式，而這些程式與那些核心應用程式彼此平等、友好共處。

• 應用程式框架層

  應用框架層為開發人員提供了可以開發應用程式所需要的API，我們平常開發應用程式都是呼叫的這一層所提供的API，當然也包括系統的應用。這一層的是由Java程式碼編寫的，可以稱為Java Framework。

  應用程式框架層包括活動管理器、位置管理器、包管理器、通知管理器、資源管理器、 電話管理器、視窗管理器、內容提供者、檢視系統和XMPP服務十個部分。

• 系統執行庫層

  系統執行庫層分為兩部分，分別是C/C++程式庫和Android執行時庫。

  （1）C/C++程式庫

  C/C++程式庫能被Android系統中的不同元件所使用，並通過應用程式框架為開發者提供服務。C/C++程式庫包括九個子系統，分別是圖層管理、媒體庫、SQLite、OpenGLEState、FreeType、WebKit、SGL、SSL和libc。

（2）Android執行時庫

執行時庫又分為核心庫和ART(5.0系統之後，Dalvik虛擬機器被ART取代)。核心庫提供了Java語言核心庫的大多數功能，這樣開發者可以使用Java語言來編寫Android應用。相較於JVM，Dalvik虛擬機器是專門為移動裝置定製的，允許在有限的記憶體中同時執行多個虛擬機器的例項，並且每一個Dalvik 應用作為一個獨立的Linux 程序執行。獨立的程序可以防止在虛擬機器崩潰的時候所有程式都被關閉。而替代Dalvik虛擬機器的ART的機制與Dalvik不同。在Dalvik下，應用每次執行的時候，位元組碼都需要通過即時編譯器轉換為機器碼，這會拖慢應用的執行效率，而在ART 環境中，應用在第一次安裝的時候，位元組碼就會預先編譯成機器碼，使其成為真正的本地應用。

• Linux核心層

  Android 的核心繫統服務基於Linux 核心，在此基礎上添加了部分Android專用的驅動。系統的安全性、記憶體管理、程序管理、網路協議棧和驅動模型等都依賴於該核心。Linux核心也是作為硬體與軟體棧的抽象層。

Android系統原始碼

對國內的開發者來說最痛苦的是無法去訪問android開發網站。為了更好的認識世界，對程式設計師來說，會翻牆也是的一門技術，帶你去領略牆外的世界, 國內開發者訪問(androiddevtools) 上面已經有了所有你要的資源，同時可以下載到我們的主角framework。

如果你只是想檢視原始碼，androidxref也是一個不錯的資源。

整體結構

Android7.0的根目錄結構說明如下表所示：

|– Makefile （全域性Makefile檔案，用來定義編譯規則）
|– abi （應用程式二進位制介面）
|– art （ART執行環境）
|– bionic （bionic C庫）
|– bootable （啟動引導相關程式碼）
|– build （存放系統編譯規則及generic等基礎開發包配置）
|– cts （Android相容性測試套件標準）
|– dalvik （dalvik JAVA虛擬機器）
|– developers （開發者目錄）
|– development （應用程式開發相關）
|– device （裝置相關配置）
|– docs （參考文件目錄）
|– external （android使用的一些開源的模組）
|– frameworks （核心框架——java及C++語言）
|– hardware （部分廠家開源的硬解適配層HAL程式碼）
|– kernel
|– libcore （核心庫相關檔案）
|– libnativehelper （動態庫，實現JNI庫的基礎）
|– ndk （NDK相關程式碼，幫助開發人員在應用程式中嵌入C/C++程式碼）
|– out （編譯完成後的程式碼輸出與此目錄）
|– packages （應用程式包）
|– pdk （Plug Development Kit 的縮寫，本地開發套件）
|– prebuilts （x86和arm架構下預編譯的一些資源）
|– sdk （sdk及模擬器）
|– system （底層檔案系統庫、應用及元件——C語言）
|– tools （工具檔案）
|– toolchain（工具鏈檔案）
|– vendor （廠商定製程式碼）

應用層部分

應用層位於整個Android系統的最上層，開發者開發的應用程式以及系統內建的應用程式都位於應用層。原始碼根目錄中的packages目錄對應著系統應用層。

|– apps （核心應用程式）
|– experimental （第三方應用程式）
|– inputmethods （輸入法目錄）
|– providers （內容提供者目錄）
|– screensavers （螢幕保護）
|– services （通訊服務）
|– wallpapers （牆紙）

從目錄結構可以發現，packages目錄存放著系統核心應用程式、第三方的應用程式和輸入法等等，這些應用都是執行在系統應用層的，因此packages目錄對應著系統的應用層。

應用框架層部分

應用框架層是系統的核心部分，一方面向上提供介面給應用層呼叫，另一方面向下與C/C++程式庫以及硬體抽象層等進行銜接。 應用框架層的主要實現程式碼在/frameworks/base和/frameworks/av目錄下，其中/frameworks/base目錄結構如下：

|– api （定義API）
|– core （核心庫）
|– docs （文件）
|– include （標頭檔案）
|– libs （庫）
|– media （多媒體相關庫）
|– nfc-extras （NFC相關）
|– opengl 2D/3D （圖形API）
|– sax （XML解析器）
|– telephony （電話通訊管理）
|– tests （測試相關）
|– test-runner （測試工具相關）
|– tools （工具）
|– wifi （wifi無線網路）
|– cmds （重要命令：am、app_proce等）
|– data （字型和聲音等資料檔案）
|– graphics （圖形影象相關）
|– keystore （和資料簽名證書相關）
|– location （地理位置相關庫）
|– native （本地庫）
|– obex （藍芽傳輸）
|– packages （設定、TTS、VPN程式）
|– services （系統服務）