Android架构解析

Android系统架构划分为四个层次，从上到下依次为：应用层、应用框架层、类库与运行时环境层，以及最底层的Linux内核层。这种分层结构设计清晰，各层职责分明，协同支撑整个系统的运行。

位于最底层的是Linux内核，它是Android系统的基础。Linux本身是开源且免费的操作系统内核，允许自由修改和定制。Android正是由谷歌基于Linux内核开发而来，其底层核心几乎完全沿用Linux，仅做了少量适配性调整。

内核层集成了多种关键驱动与服务模块，图中列举了其中八种典型组件，实际还包括更多未列出的部分：

• 显示驱动：控制屏幕图像输出，确保视觉内容正确呈现。
• 摄像头驱动：实现摄像头硬件与系统之间的数据通信。
• Hash内存驱动：用于管理设备中的闪存存储空间。
• Binder驱动：作为Android进程间通信（IPC）的核心机制，支持跨进程数据交换。
• 键盘驱动：接收并处理来自物理按键的输入信号。
• WIFI驱动：负责无线网络的连接与通信管理。
• 音频驱动：控制扬声器、麦克风等音频设备的工作。
• 电源管理模块：优化系统能耗，提升电池使用效率。

往上一层是类库与Android运行时层。该层并非所有组件均由Google独立开发，而是融合了多种开源项目和技术。

• 媒体框架：处理音频、视频的编解码与播放功能。
• SQLite：嵌入式轻量级数据库，广泛用于应用数据存储。
• OpenGL ES：专为移动平台设计的高性能图形渲染引擎。
• 字体库：提供可自由调用的字体资源。
• WebKit：主流网页渲染引擎，曾被广泛应用于Android、iOS及Linux系统的浏览器中，包括早期IE在内的多个浏览器均采用其技术。
• SGL：另一种图形渲染系统，但普及度不及OpenGL ES。
• SSL：构建在TCP/IP之上的安全传输协议，保障网络通信安全。
• libc：一组用C语言编写的基础函数库，提供底层系统调用支持。
• 核心库：支撑Java层运行的关键类库集合。
• Dalvik虚拟机：专为Android设计的运行环境，使得Android应用程序能在Linux系统上高效执行，解决了原生Android应用无法直接运行于标准Linux环境的问题。

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应用框架层层位于类库层之上，主要由Java语言编写，为开发者提供构建应用所需的高层API。

该层包含多个系统级服务组件：

• 活动管理器：负责应用程序生命周期及界面导航。
• 窗口管理器：控制应用窗口的创建、布局与显示行为。
• 内容提供者：实现应用间数据共享的机制。
• 视图系统：提供UI组件框架，用于构建用户界面。
• 包管理服务、电话管理、资源访问、定位服务、通知系统和即时通信功能也集成于此层。

Android平台全面开放了这些核心框架的API接口，无论是系统自带应用还是第三方开发的应用，均可平等调用这些功能模块。

此外，类库层多以C/C++编写，而应用框架层则基于Java。若让上层频繁直接调用底层C代码，不仅复杂且易出错。因此，通过应用框架层对底层能力进行封装与抽象，有效屏蔽了复杂性，显著提升了开发效率与系统稳定性。

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