4.1　Android系统架构介绍

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Android是一个移动设备的开发平台，其软件层次结构包括操作系统（OS）、中间件（MiddleWare）和应用程序（Application）。整个Android系统的层次结构分为4层，自下而上分别如下。

• 操作系统层（OS）。
• 各种库（Libraries）和Android运行环境（RunTime）。
• 应用程序框架（Application Framework）。
• 应用程序（Application）。

上述各个层的具体结构如图4-1所示。

为了更加深入理解Android系统的技术精髓，初学者们很有必要了解Android系统的整体架构，了解它的具体组成。只有这样才能知道Android究竟能干什么，我们所要学的是什么。本节简要讲解Android系统架构的基本知识。

4.1.1　底层操作系统层（OS）

因为Android基于Linux内核，所以Android使用Linux作为操作系统。Linux是一种标准的技术，Linux也是一个开放的操作系统。Android对操作系统的使用包括核心和驱动程序两部分，Android的Linux核心为标准的Linux内核，Android更多的是需要一些与移动设备相关的驱动程序。主要的驱动如下。

• 显示驱动（Display Driver）：常用基于Linux的帧缓冲（Frame Buffer）驱动。
• Flash内存驱动（Flash Memory Driver）：是基于MTD的Flash驱动程序。
• 照相机驱动（Camera Driver）：常用基于Linux的v4l（Video for）驱动。
• 音频驱动（Audio Driver）：常用基于ALSA（Advanced Linux Sound Architecture，高级Linux声音体系）驱动。
• WiFi驱动（Camera Driver）：基于IEEE 802.11标准的驱动程序。
• 键盘驱动（KeyBoard Driver）：作为输入设备的键盘驱动。
• 蓝牙驱动（Bluetooth Driver）：基于IEEE 802.15.1标准的无线传输技术。
• Binder IPC驱动：Android一个特殊的驱动程序，具有单独的设备节点，提供进程间通信的功能。
• Power Management（能源管理）：管理电池电量等信息。

4.1.2　各种库（Libraries）和Android运行环境（RunTime）

Android的本层次分成两个部分，一个是各种库，另一个是Android运行环境。本层次对应一般嵌入式系统，相当于中间件层次。本层的内容大多是使用C和C＋＋实现的。其中包含的各种库如下。

• C库：C语言的标准库，也是系统中一个最为底层的库，C库是通过Linux的系统调用来实现。
• 多媒体框架（MediaFrameword）：这部分内容是Android多媒体的核心部分，基于PacketVideo（即PV）的OpenCORE，从功能上本库一共分为两大部分，一个部分是音频、视频的回放（PlayBack），另一部分则是音视频的记录（Recorder）。
• SGL：2D图像引擎。
• SSL：即Secure Socket Layer位于TCP/IP协议与各种应用层协议之间，为数据通信提供安全支持。
• OpenGL ES 1.0：提供对3D的支持。
• 界面管理工具（Surface Management）：提供了对管理显示子系统等功能。
• SQLite：一个通用的嵌入式数据库。
• WebKit：网络浏览器的核心。
• FreeType：位图和矢量字体的功能。

Android的各种库一般是以系统中间件的形式提供的，它们均有的一个显著特点就是与移动设备的平台应用密切相关。

Android运行环境主要是指的虚拟机技术—Dalvik。Dalvik虚拟机和一般Java虚拟机（Java VM）不同，它执行的不是Java标准的字节码（Bytecode），而是Dalvik可执行格式（.dex）中执行文件。在执行的过程中，每一个应用程序即一个进程（Linux的一个Process）。二者最大的区别在于Java VM是基于栈的虚拟机（Stack-based），而Dalvik是基于寄存器的虚拟机（Register-based）。显然，后者最大的好处在于可以根据硬件实现更大的优化，这更适合移动设备的特点。

4.1.3　应用程序（Application）

Android的应用程序主要是用户界面（User Interface）方面的，通常用Java语言编写，其中还可以包含各种资源文件（放置在res目录中）。Java程序和相关资源在经过编译后，会生成一个APK包。Android本身提供了主屏幕（Home）、联系人（Contact）、电话（Phone）和浏览器（Browser）等众多的核心应用。同时应用程序的开发者还可以使用应用程序框架层的API实现自己的程序，这也是Android开源的巨大潜力的体现。

4.1.4　应用程序框架（Application Framework）

Android的应用程序框架为应用程序层的开发者提供APIs，它实际上是一个应用程序的框架。由于上层的应用程序是以Java构建的，因此本层次提供的首先包含了UI程序中所需要的各种控件，例如Views（视图组件），其中又包括了List（列表）、Grid（栅格）、Text Box（文本框）和Button（按钮）等，甚至一个嵌入式的Web浏览器。

作为一个基本的Android应用程序，可以利用应用程序框架中的以下5个部分来构建。 ZMwBwPsgLCTMbiqtuOGgYZSQ5DS9XB84y3KcZUT6CAni1SV8Vna92XHfA6Amk6RU

• Activity（活动）。
• Broadcast Intent Receiver（广播意图接收者）。
• Service（服务）。
• Content Provider（内容提供者）。
• Intent and Intent Filter（意图和意图过滤器）。