關于Android系統
Android，本義指“機器人”，是Google于2007年11月5日宣布的基于Linux平臺的操作系統。
Android系統優缺點
開放性
在優勢方面，Android平臺首先就是其開發性，開發的平臺允許任何移動終端廠商加入到Android聯盟中來。顯著的開放性可以使其擁有更多的開發者，隨著用戶和應用的日益豐富，一個嶄新的平臺也將很快走向成熟。
開發性對于Android的發展而言，有利于積累人氣，這里的人氣包括消費者和廠商，而對于消費者來講，最大的受益正是豐富的軟件資源。開放的平臺也會帶來更大競爭，如此一來，消費者將可以用更低的價位購得心儀的手機。
豐富的硬件
這一點還是與Android平臺的開放性相關，由于Android的開放性，眾多的廠商會推出千奇百怪，功能特色各具的多種產品。功能上的差異和特色，卻不會影響到數據同步、甚至軟件的兼容，如同從諾基亞Symbian風格手機一下改用蘋果iPhone，同時還可將Symbian中優秀的軟件帶iPhone上使用、聯系人等資料更是可以方便地轉移。
跨平臺
由于使用Java進行開發，Android繼承了Java跨平臺的優點。任何Android應用幾乎無需任何修改就能運行于所有的Android設備。包括但不限于手機，平板，手環，車載系統，智能家居。
方便開發
Android平臺提供給第三方開發商一個十分寬泛、自由的環境，不會受到各種條條框框的阻擾，可想而知，會有多少新穎別致的軟件會誕生。但也有其兩面性，血腥、暴力、情色方面的程序和游戲如何控制正是留給Android難題之一。
Google應用
在互聯網的Google已經走過10年度歷史，從搜索巨人到全面的互聯網滲透，Google服務如地圖、郵件、搜索等已經成為連接用戶和互聯網的重要紐帶，而Android平臺手機將無縫結合這些優秀的Google服務。
太碎片化
紛繁復雜的屏幕尺寸，分辨率，不同版本且訂制開發的Android系統，各個廠家硬件，虛擬菜單等，給開發者帶來一定的復雜性。
截至目前發行歷史版本：
每個版本都是按照英文字母順序取的字母，然把它作為單詞第一個字母，去拼一個甜點的單詞，可是到了M,N,O,P，到了Q的時候就變了，改為就叫Android 10了。
- 1.5 Cupcake（紙杯蛋糕）
- 1.6 Donut（甜甜圈）
- 2.2 Froyo（凍酸奶）
- 2.3 Gingerbread（姜餅）
- 3.x Honeycomb（蜂巢）
- 4.0 Ice Cream Sandwich（冰激凌三明治）
- 4.1 Jelly Bean（果凍豆）
- 4.4 KitKat（奇巧巧克力）
- 5.0 Lollipop（棒棒糖）
- 6.0 Marshmallow（棉花糖）
- 7.0 Nougat（牛軋糖）
- 8.0 Oreo（奧利奧）
- 9.0 Pie (派)
- 10.0 Android 10
系統架構圖：
基于Android 8.0的系統根目錄結構圖：
Android從下往上層主要分為4層，如同網絡的七層協議，這樣做的好處是屏蔽本層與下層的差異。
- linux內核層（Linux Kernel）
- 系統運行時庫層 （Libraries and Android Runtime）
- 應用程序框架層（Application Framework）
- 應用程序層 （Applications）
linux內核層（Linux Kernel）
| 驅動名稱 | 簡介 |
|---|---|
| Android電源管理（Power Management） | 針對嵌入式設備的，基于標準Linux電源管理系統的，輕量級的電源管理驅動 |
| 低內存管理器 （Low Memory Keller） | 選擇性殺死進程來釋放需要的內存 |
| 匿名共享內存 （Ashmem） | 為進程之間提供共享內存資源，同時為內核提供回收和管理內存的機制 |
| 日志（Android Logger） | 一個輕量級的日志設備 |
| 定時器（Android Alarm） | 提供一個定時器把設備從睡眠狀態喚醒 |
| 物理內存映射管理 （Android PMEM） | DSP及其他設備只能工作在連續的物理內存上，PMEM用于向用戶空間提供 連續的物理內存區域映射 |
| Android定時設備（Android Timed device） | 執行對設備的定時控制功能 |
| Yaffs2文件系統 | Android采用大容量的NAND閃存作為存儲設備，使用Yaffs2作為文件系統管理大容量MTD NAND Flash；Yaffs2占用內存小，垃圾回收簡潔迅速 |
硬件抽象層
在linux內核層和系統運行時庫層之間還有一層硬件抽象層（Hardware Abstract Layer,HAL），它是對硬件設備的具體實現加以抽象。鑒于許多硬件設備廠商不希望公開其設備驅動的源代碼，如果能將android的應用框架層與linux系統內核的設備驅動隔離，使應用程序框架的開發盡量獨立于具體的驅動程序，則android將減少對Linux內核的依賴。HAL由此而生，它是對Linux內核驅動程序進行的封裝，將硬件抽象化，屏蔽掉了底層的實現細節。
系統運行庫層
由系統類庫和Android運行時組成。
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系統類庫（Libraries）
系統類庫大部分由C/C++編寫，提供的功能通過Android應用程序框架來調用。
| 名稱 | 簡介 |
|---|---|
| Surface Manager | 管理應用顯示，另外也對2D和3D圖形提供支持 |
| Media Framework | 基于PacketVideo的OpenCORE的多媒體庫，支持多種常見音視頻格式的錄制和播放 |
| SQLite | 本地小型關系數據庫，如平時用數據庫用到 |
| OpenGL | 基于OpenGL ES 1.0API標準實現的3D跨平臺圖形庫 |
| FreeType | 用于顯示位圖和矢量字體 |
| WebKit | Web瀏覽器的軟件引擎 |
| SGL | 基于2D圖形引擎 |
| Libc（bionic ibc） | C函數庫bionic libc，更適合基于嵌入式Linux的移動設備 |
| SSL | 安全套接層，為網絡通信提供安全及數據完整性的一種安全協議，如https請求需認證 |
幾個常用且比較重要的C/C++程序庫所在的目錄如圖：
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Android運行時（Android Runtime）
由核心庫和Dalvik虛擬機組成。
核心庫：核心庫提供了Java5 se API的多數功能，并提供Android的核心API，如android.os，android.net，android.media等。
Dalvik虛擬機：Dalvik虛擬機是基于apache的java虛擬機，并被改進以適應低內存，低處理器速度的移動設備環境。Dalvik虛擬機依賴于Linux內核，實現進程隔離與線程調試管理，安全和異常管理，垃圾回收等重要功能。
Jvm、Dalvik和Art
| java虛擬機 | Dalvik虛擬機 |
|---|---|
| java虛擬機基于棧，基于棧的機器必須使用指令來載入和操作棧上數據 | Dalvik虛擬機基于寄存器 |
| java虛擬機運行的是java字節碼。（java類會被編譯成一個或多個字節碼.class文件，打包到.jar文件中，java虛擬機從相應的.class文件和.jar獲取相應的字節碼） | Dalvik運行的是自己專屬的.dex字節碼格式。（java類被編譯成.class文件后，會通過一個dx工具將所有的.class文件轉換成一個.dex文件，然后dalvik虛擬機會從其中讀取指令和數據） |
| - | 一個應用對應一個Diavik虛擬機實例，獨立運行 |
Android應用編譯及運行流程：
aapt:
即Android Asset Packaging Tool（Android 打包工具），在SDK的build-tools目錄下，也行平時沒有用到過，但是開發工具生成Apk時會自動使用aapt將代碼和資源文件打包在其中。
Apk打包流程：
SDK和NDK的關系：
ndk可以通過native code跨過使用dalvik runtime,直接調用到android內核資源，而sdk則需要在dalvik runtime環境下才能調用到內核資源。然而兩者并不是各司其職，各不相關。android提供了JNI(java native interface)使兩者可以進行相互調用和通信。
應用框架層(Application Framework)
應用程序框架層提供開發Android應用程序所需的一系列類庫，高度封裝直接調用。
應用框架層的主要實現代碼在frameworks/base和frameworks/av目錄下，其中frameworks/base目錄結構如圖：
| 類庫名稱 | 簡介 |
|---|---|
| 視圖系統（View System） | 創建應用所需的組件 |
| 活動管理器（ActivityManager） | 管理各個應用程序生命周期，為所有程序的窗口提供交互的接口 |
| 窗口管理器（Window Manager） | 對窗口程序進行管理 |
| 內容提供者（Content Provider） | 提供一個應用程序訪問另一個應用程序數據的功能，實現應用間共享數據 |
| 通知管理器（Notification Manager） | 使應用可以在系統狀態欄中顯示通知消息 |
| 包管理器（Package Manager） | 管理應用安裝、卸載，應用版本號、版本名，查詢相關權限等功能 |
| 資源管理器（Resource Manager） | 提供各種非代碼資源供應用程序使用，如字符串，顏色，圖片，音頻等 |
| 位置管理器（Location Manager） | 提供位置服務 |
| 電話管理器（Telephony Manager） | 提供設備電話相關功能 |
| XMPP服務 | Google在線即時交流軟件中一個通用的進程，提供后臺推送服務 |
系統應用
根據Google給出的官方架構圖，Android系統應用開發處于Android架構的System Apps層，像桌面，撥號盤，日歷，相機，郵件，設置等，但這些app屬于系統app，系統app本質上跟第三方app沒什么區別，只是最終存放在Android系統中的位置不同，系統app存放在/system/priv-app/和/system/app/中，第三方app存放在/data/app/當中，這三個目錄的權限不一樣，按照權限大小排序分別為，/system/priv-app/ > /system/app/ > /data/app/。
應用層(Applications)
系統內置的應用程序以及非系統級的應用程序都屬于應用層，負責與用戶進行直接交互，通常都是用Java進行開發的。包括設備系統自帶的工具，日歷，音樂，瀏覽器，圖片查看等應用，還有開發者開發應用程序。
源碼根目錄中的packages目錄對應著系統應用層，目錄結構圖：
在線閱讀Android源碼
在Android系統源碼官網，各個Android版本的源碼任君挑選。
Android在線閱讀源碼地址
雖然我們平時開發應用主要行走在Applications層上，但是并不限制我們往下走，雖然這條路是艱難漫長的，堅持下去總有撥云見霧的一天。該篇文章保持更新。
