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Android是一种基于Linux内核（不包含GNU组件）的自由及开放源代码的移动操作系统，由Google成立的OHA（Open Handset Alliance，开放手机联盟）领导并开发，为各类智能手机及便携式设备提供可运行的操作系统。
Android操作系统最早由Andy Rubin、Rich Miner和Nick Sears等创建并开发，后被Google于2005年收购。2007年11月，Google联合硬件制造商、软件开发商及电信营运商组建了开放手机联盟，随后以Apache开源许可证的授权方式，发布了Android的源代码，称为AOSP（Android Open Source Project, Android开放源代码项目）。
2008年，Google提出了Android HAL架构，并联合HTC发布了第一部Android智能手机。此后，Android不断发展更新，并逐渐扩展到平板电脑及其他领域，如电视、数码相机、游戏机、智能手表等，并在2011年首次超过塞班系统，跃居全球移动操作系统市场份额第一，彼时的iOS、塞班等移动操作系统完全没有与之抗衡的能力。Android能在短时间内称雄移动操作系统市场，归功于Android系统的AOSP。
随着Android系统的不断发展壮大，Android在2017年3月成功超越Microsoft Windows，成为全球装机量最多的操作系统。截至2023年8月，根据StatCounter统计，除了美国、英国、加拿大、巴哈马、冰岛等少数国家和地区外，Android都是占比最高的智能手机操作系统。
Android系统构架又被称为体系结构。和其他操作系统一样，Android系统也采用了分层的架构，共分为四层五部分，从下到上分别是Linux内核层、硬件抽象层（HAL）、Android Runtime系统库、Java API框架层和应用层，如图1—1所示。
图1—1 Android系统架构图
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。同时，Linux内核也是硬件和软件栈之间的抽象层，允许设备制造商为内核开发硬件驱动程序。
硬件抽象层
硬件抽象层提供标准接口，向更高级别的Java API框架提供接入能力。HAL包含多个库模块，其中每个模块都为特定类型的硬件组件实现一个界面，例如相机或蓝牙模块。当框架API要求访问硬件设备时，Android系统将为该硬件加载相应的库模块。
Android Runtime系统库
对于运行Android 5.0或更高版本的设备，每个应用都在自己的进程中运行，并且拥有自己的Android Runtime（ART）实例。而在Android 5.0版本之前，Dalvik就是Android Runtime。ART通过执行DEX文件，可以在设备上运行多个虚拟机，DEX文件是一种专为Android设计的字节码格式文件，作为一种经过优化的字节码文件，DEX文件占用的内存很少。
编译工具链（如Jack）能够将Java源代码编译为DEX字节码，使其运行在Android设备上。ART主要功能包括：预先（AOT）编译和即时（JIT）编译，优化垃圾回收（GC），以及调试方面的支持，如专用采样分析器、详细的诊断异常和崩溃报告等。
同时，Android还包含一套核心运行时库，可提供Java API框架所使用的Java编程语言中的大部分功能，还包括一些Java 8语言功能。
事实上，Android系统的许多核心系统组件和服务（如ART和HAL）都构建自原生代码，所以需要使用C和C++来编写对应的原生库，然后再提供Java API供应用层调用。例如，可以通过Android提供的Java OpenGL API来访问OpenGL ES的相关服务，实现在应用中绘制和操作2D和3D图形。
Java API框架层
Java API框架层主要提供构建应用程序可能用到的各种API, Android自带的一些核心应用就使用到了这些API，开发者也可以使用这些API来构建属于自己的应用程序。
事实上，这些API是创建Android应用所必需的构建模块，它们是一些简化后的系统组件和服务，是可以重复使用的，具体包括如下：
· 丰富、可扩展的视图系统，可用于构建应用的UI，如列表、网格、文本框、按钮以及浏览器等；
· 资源管理器，用于访问非代码资源，如本地化的字符串、图形和布局文件等；
· 通知管理器，用于在应用的状态栏中显示提醒消息；
· Activity管理器，用于管理应用的生命周期，以及提供导航栈管理；
· 内容提供程序，用于访问其他应用的数据或者共享自己的数据。
应用层
Android系统在发布时会默认提供一些核心应用程序包，如电子邮件、短信、日历和联系人等，它们一般使用Java语言进行编写。事实上，所有安装在手机上的应用程序都属于这一层。