Google Android軟體架構

Google Android軟體架構

Android系統架構分為四層，從高到低為

1. Applications

2. Application Framework
3. Libraries and Android Runtime
4. Linux Kernel

Applications 應用程式層

Android裝配一個核心應用程式集合，包括電子郵件用戶端、SMS程式、月曆、地圖、浏覽器、聯系人和其他設定。所有應用程式都是用Java程式設計語言寫的。更加豐富的應用程式有待我們去開發！

Application Framework 應用程式架構層

通過提供開放的開發平台，Android使開發者能夠編制極其豐富和新穎的應用程式。開發者可以自由地利用裝置硬體優勢、通路位置資訊、運作背景服務、設定鬧鐘、向狀态欄添加通知等等，很多很多。

開發者可以完全使用核心應用程式所使用的架構APIs。應用程式的體系結構旨在簡化元件的重用，任何應用程式都能釋出他的功能且任何其他應用程式可以使用這些功能（需要服從架構執行的安全限制）。這一機制允許使用者替換元件。

所有的應用程式其實是一組服務和系統，包括：

• 視圖（View）——豐富的、可擴充的視圖集合，可用于建構一個應用程式。包括包括清單、網格、文本框、按鈕，甚至是内嵌的網頁浏覽器
• 内容提供者（Content Providers）——使應用程式能通路其他應用程式（如通訊錄）的資料，或共享自己的資料
• 資料總管（Resource Manager）——提供通路非代碼資源，如本地化字元串、圖形和布局檔案
• 通知管理器（

  Notification Manager

  ）——使所有的應用程式能夠在狀态欄顯示自定義警告
• 活動管理器（

  Activity Manager

  ）——管理應用程式生命周期,提供通用的導航回退功能

Libraries 系統運作庫

Android包含一個C/C++庫的集合，供Android系統的各個元件使用。這些功能通過Android的應用程式架構（application framework）暴露給開發者。下面列出一些核心庫：

• 系統C庫——标準C系統庫（libc）的BSD衍生，調整為基于嵌入式Linux裝置
• 媒體庫——基于PacketVideo的OpenCORE。這些庫支援播放和錄制許多流行的音頻和視訊格式，以及靜态圖像檔案，包括MPEG4、 H.264、 MP3、 AAC、 AMR、JPG、 PNG
• 界面管理——管理通路顯示子系統和無縫組合多個應用程式的二維和三維圖形層
• LibWebCore——新式的Web浏覽器引擎,驅動Android 浏覽器和内嵌的web視圖
• SGL——基本的2D圖形引擎
• 3D庫——基于OpenGL ES 1.0 APIs的實作。庫使用硬體3D加速或包含高度優化的3D軟體光栅
• FreeType ——位圖和矢量字型渲染
• SQLite ——所有應用程式都可以使用的強大而輕量級的關系資料庫引擎

Android Runtime Android運作時

Android 包含一個核心庫的集合，提供大部分在Java程式設計語言核心類庫中可用的功能。每一個Android應用程式是Dalvik虛拟機中的執行個體，運作在他們自己的程序中，每個應用程式都有一個自己的Dalvik虛拟機。Dalvik虛拟機設計成，在一個裝置可以高效地運作多個虛拟機。Dalvik虛拟機可執行檔案格式是.dex，dex格式是專為Dalvik 設計的一種壓縮格式，适合記憶體和處理器速度有限的系統。

大多數虛拟機包括JVM都是基于棧的，而Dalvik虛拟機則是基于寄存器的。 兩種架構各有優劣，一般而言，基于棧的機器需要更多指令，而基于寄存器的機器指令更大。dx 是一套工具，可以將 Java .class 轉換成 .dex 格式。一個dex檔案通常會有多個.class。由于dex有時必須進行最佳化，會使檔案大小增加1-4倍，以ODEX結尾。

Dalvik虛拟機依賴于Linux 核心提供基本功能，如線程和底層記憶體管理。

Linux Kernel Linux核心

Android基于Linux 2.6提供核心系統服務，例如：安全、記憶體管理、程序管理、網絡堆棧、驅動模型。Linux Kernel也作為硬體和軟體之間的抽象層，它隐藏具體硬體細節而為上層提供統一的服務。

如果你學過計算機網絡知道OSI/RM，就會知道分層的好處就是使用下層提供的服務而為上層提供統一的服務，屏蔽本層及以下層的差異，當本層及以下層發生了變化不會影響到上層。也就是說各層各司其職，各層提供固定的SAP（Service Access Point），專業點可以說是高内聚、低耦合。