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博主本人以前是做app開發的，之后轉做framework開發，因為android系統非常龐大繁雜，以前積累的知識都比較零散，沒有一個整體的認識，所以這篇文章希望先對整個android系統架構有個比較完整的了解，之后再細分模塊來逐一學習。
那么先來看看整個Android系統的架構：
從圖上可以看到，Android使用的是層級式架構，好處就是高內聚、低耦合。各層相對獨立，我不需要知道其他層的具體業務和邏輯，我單純地只需要從下層拿到對應的內容，把它包裝好，提供給上層使用，就類似于工廠流水線。
下面對每層做個簡單的介紹：
一、應用層：
Android平臺的應用層上包括各類與用戶直接交互的應用程序，或由java語言編寫的運行于后臺的服務程序，這里分為系統應用和第三方應用。其中系統應用可用作用戶的應用，以及提供開發者可從其自己的應用訪問的主要功能。例如，如果您的應用要發短信，您無需自己構建該功能，可以改為調用已安裝的短信應用向您指定的接收者發送消息。
二、framework層：該層的實現是Java
提供開發Android應用程序所需的一系列基礎API支持，包括了開發所需的一系列組件和系統服務等。
包括：
1）應用程序框架：這一層可以理解為 Android SDK，提供四大組件，視圖系統（View System）、各種Manager等等平時開發中用到的基礎部件。以下列舉一部分：
| 應用程序框架層類庫名稱 | 功能 |
|---|---|
| 活動管理器（Activity Mananger） | 管理各個應用程序生命周期并提供常用的導航回退功能，為所有程序的窗口提供交互的接口 |
| 窗口管理器（Window Manager） | 對所有開啟的窗口程序進行管理 |
| 內容提供器（Content Provider） | 提供一個應用程序訪問另一個應用程序數據的功能，或者實現應用程序之間的數據共享 |
| 視圖系統（View System） | 創建應用程序的基本組件，包括列表（lists），網格（grids），文本框（text boxes），按鈕（buttons），還有可嵌入的web瀏覽器。 |
| 通知管理器（Notification Manager） | 使應用程序可以在狀態欄中顯示自定義的客戶提示信息 |
| 包管理器（Package Manager） | 對應用程序進行管理，提供的功能諸如安裝應用程序，卸載應用程序，查詢相關權限信息等。 |
| 資源管理器（Resource Manager） | 提供各種非代碼資源供應用程序使用，如本地化字符串，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） | 管理所有的移動設備功能 |
| XMPP服務 | 是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 |
2）Java系統服務: 這部分系統服務又可以分為兩種：Java核心系統服務和Java硬件系統服務。
（1）Java核心系統服務是Android系統正常運轉的基礎，包括大家所熟知的AMS、WMS、PMS等。例如：
（2）Java硬件服務是為應用提供硬件控制服務，如電話服務、wifi服務、PowerManagerService等。例如：
該兩層之前，通過Binder實現進程間通信。允許framework來跨進程邊界，來調用Android的系統服務的代碼，這使得框架API與Android系統服務能夠進行交互。
總結：應用程序---SDK---->系統框架層---Binder IPC--->系統服務層。
以app 獲取GPS信息為例：
三、native層：該層的實現是C/C++
開篇首張圖中，用紅線框住的均屬于該層：包括C/C++ libs 、android runtime、HAL
1）C/C++ libs：C/C++編寫的系統類庫
(1) 本地守護進程
init進程根據init.rc文件中的定義，啟動本地守護進程。這些進程會常駐在系統中，有的只會啟動一次，有的如果退出了，還會被init啟動。具體的啟動方式就在init.rc中定義。
下面大體列舉幾個守護進程及其功能。
| 守護進程 | 功能 |
|---|---|
| vold | 管理存儲設備，自動安裝存儲設備，將設備分區格式化 |
| netd | 管理藍牙、wifi、usb等各種網絡連接 |
| installd | 負責安裝及卸載軟件包，確認軟件包的完整性 |
| rild | 接收來自于phone應用程序或其他客戶端程序發出的調制解調控制請求，并傳遞給調制解調器 |
| adbd | 提供可以調試Android的環境 |
| servicemanager | binder通信大管家 |
| surfaceflinger | 負責android系統的UI圖形顯示 |
| mediaserver | 負責播放音頻、視頻，camera拍照錄像 |
(2) Native系統服務
由c++語言編寫，運行在本地守護進程中。比如mediaserver守護進程中就包含AudioFlinger、MediaPlayerService、CameraService、AudioPolicyService和SoundTriggerHwService等服務。在所屬進程初始化的時候會將Native系統服務注冊到ServiceManager中。這樣，其他的應用或服務就可以通過binder機制調用Native系統服務了。 當然，我們也可以自己開發一個Native系統服務，實現其Binder接口，這樣Native層的其他應用或服務就可以調用該服務了。 如果我們開發的Native系統服務想提供給Java層應用使用，就需要實現一個Java接口，然后通過JNI調用Native系統服務。
(3) 功能性的Native類庫支持
比如：Webkit 、OpenGL ES 、SQlite等。
通過一張圖對系統服務有個大致了解：
2）Android Runtime: Android運行環境，對java提供支持
(1) 虛擬機：Dalvik and Art（android 4.4之后）
作用：面向Linux、為嵌入式操作系統設計的虛擬機，主要負責完成對象生命周期管理、堆棧管理、線程管理、安全和異常管理，以及垃圾回收等。
android為每個程序提供一個vm，可以使每個app都運行在獨立的運行環境，使穩定性提高，并且一個vm能運行多個進程。
android apk都被編譯成字節碼(bytecode)，在運行的時候，vm是先將字節碼編譯真正可執行的代碼，否則不同硬件設備的兼容是很大的麻煩。
(2) core libs: 核心庫提供了Java se API的多數功能,包括JNI，并提供Android的核心API，如android.os，android.net，android.media等。
- HAL 硬件抽象層 基于商業隱私考慮，對Kernel層進行二次封裝，屏蔽數據處理細節,運行于用戶空間。
鑒于商業隱私考慮，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。HAL規定了一套應用層對硬件層讀寫和配置的統一接口，本質上就是將硬件的驅動分為用戶空間和內核空間兩個層面；Linux內核驅動程序運行于內核空間，硬件抽象層運行于用戶空間。也正是由于這個分層的原因，Android被踢出了Linux內核主線代碼樹中。大家想想，Android放在內核空間的驅動程序對硬件的支持是不完整的，把Linux內核移植到別的機器上去時，由于缺乏硬件抽象層的支持，硬件就完全不能用了，這也是為什么說Android是開放系統而不是開源系統的原因。
另外談到該層，還需要了解兩個東西：
JNI：Java Native Interface，即 Java本地接口。使得Java 與 本地其他類型語言（如C、C++）交互。JNI 是屬于 Java 的，與 Android 無直接關系。
NDK：Native Development Kit，是 Android的一個工具開發包 。快速開發C、 C++的動態庫，并自動將so和應用一起打包成 APK 即可通過 NDK在 Android中 使用 JNI與本地代碼（如C、C++）交互。NDK是屬于 Android 的，與Java并無直接關系。
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。
四、Kernel層：
Android以Linux操作系統內核為基礎，借助Linux內核服務實現硬件設備驅動，進程和內存管理，網絡協議棧，電源管理，無線通信等核心功能。Android4.0版本之前基于Linux2.6系列內核，4.0及之后的版本使用更新的Linux3.X內核，并且兩個開源項目開始有了互通。Linux3.3內核中正式包括一些Android代碼，可以直接引導進入Android。Linux3.4增添了電源管理等更多功能，以增加與Android的硬件兼容性，使Android在更多設備上得到支持。直到現在最新的android6.0仍然繼續延用著linux3.4.0，而linux最新的版本已經到了4.3系列，那么為什么android沒有繼續去更新Linux kernel的版本也是一個值得探討的課題。
Android內核 對Linux內核進行了增強，增加了一些面向移動計算的特有功能。例如，低內存管理器LMK（Low Memory Keller），匿名共享內存（Ashmem）,以及輕量級的進程間通信Binder機制等。這些內核的增強使Android在繼承Linux內核安全機制的同時，進一步提升了內存管理，進程間通信等方面的安全性。下表列舉了Android內核的主要驅動模塊：
| 驅動名稱 | 說明 |
|---|---|
| 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） | 低內存管理器（Low Memory Keller） 可以根據需要殺死進程來釋放需要的內存。擴展了Linux的OOM機制，形成獨特的LMK機制 |
| 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（Anroid Alarm） | 提供了一個定時器用于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） | 可以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。 |
| Android Paranoid網絡 | 對Linux內核的網絡代碼進行了改動，增加了網絡認證機制。可在IPV4，IPV6和藍牙中設置，由ANDROID_PARANOID_NETWORK宏來啟用此特性。 |
參考文章：
http://gityuan.com/2015/08/01/android-arvchitecture/
http://gityuan.com/android/
http://blog.csdn.net/sp6645597/article/details/50472740
http://blog.csdn.net/u010753159/article/details/52193061
http://blog.csdn.net/lpjishu/article/details/50781415
http://blog.csdn.net/luoshengyang/article/details/6567257
