整理自android系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

Android 是google公司針對手機開發(fā)的一個平臺，并公布了其中大部分代碼，其大部分應(yīng)用程序都是用JAVA開發(fā)的，畢竟它是商業(yè)性的產(chǎn)品嘛，有所保留也是理所 當(dāng)然的。對于搞嵌入式linux開發(fā)的人來說我們可以從中學(xué)習(xí)其長處，也算得上是未來的一個發(fā)展方向和趨勢吧。

Android的體系結(jié)構(gòu)

下面是一張公開的Android體系結(jié)構(gòu)圖。

android的系統(tǒng)架構(gòu)和其操作系統(tǒng)一樣，采用了分層的架構(gòu)。從架構(gòu)圖看，android分為四個層，從高層到低層分別是應(yīng)用程序?qū)印?yīng)用程序框架層、系統(tǒng)運行庫層和linux核心層。藍色的代表java程序，黃色的代碼為運行JAVA程序而實現(xiàn)的虛擬機，綠色部分為C/C++語言編寫的程序庫，紅色的代碼內(nèi)核(linux內(nèi)核+drvier)

1.應(yīng)用程序

Android會同一系列核心應(yīng)用程序包一起發(fā)布，該應(yīng)用程序包包括email客戶端，SMS短消息程序，日歷，地圖，瀏覽器，聯(lián)系人管理程序等。所有的應(yīng)用程序都是使用JAVA語言編寫的。

2.應(yīng)用程序框架

開發(fā)人員也可以完全訪問核心應(yīng)用程序所使用的API 框架。該應(yīng)用程序的架構(gòu)設(shè)計簡化了組件的重用；任何一個應(yīng)用程序都可以發(fā)布它的功能塊并且任何其 它的應(yīng)用程序都可以使用其所發(fā)布的功能塊（不過得遵循框架的安全性限制）。同樣，該應(yīng)用程序重用機制也使用戶可以方便的替換程序組件。

隱藏在每個應(yīng)用后面的是一系列的服務(wù)和系統(tǒng), 其中包括；

??? * 豐富而又可擴展的視圖（Views），可以用來構(gòu)建應(yīng)用程序， 它包括列表（lists），網(wǎng)格（grids），文本框（text boxes），按鈕（buttons）， 甚至可嵌入的web瀏覽器。
??? * 內(nèi)容提供器（Content Providers）使得應(yīng)用程序可以訪問另一個應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)（如聯(lián)系人數(shù)據(jù)庫）， 或者共享它們自己的數(shù)據(jù)
??? * 資源管理器（Resource Manager）提供 非代碼資源的訪問，如本地字符串，圖形，和布局文件（ layout files ）。
??? * 通知管理器 （Notification Manager） 使得應(yīng)用程序可以在狀態(tài)欄中顯示自定義的提示信息。
??? * 活動管理器（ Activity Manager） 用來管理應(yīng)用程序生命周期并提供常用的導(dǎo)航回退功能。

有關(guān)更多的細節(jié)和怎樣從頭寫一個應(yīng)用程序，請參考 如何編寫一個 Android 應(yīng)用程序.

3.系統(tǒng)運行庫

1)程序庫

Android 包含一些C/C++庫，這些庫能被Android系統(tǒng)中不同的組件使用。它們通過 Android 應(yīng)用程序框架為開發(fā)者提供服務(wù)。以下是一些核心庫：

??? * Bionic系統(tǒng) C 庫 - 一個從 BSD 繼承來的標(biāo)準(zhǔn) C 系統(tǒng)函數(shù)庫（ libc ）， 它是專門為基于 embedded linux 的設(shè)備定制的。
??? * 媒體庫 - 基于 PacketVideo OpenCORE；該庫支持多種常用的音頻、視頻格式回放和錄制，同時支持靜態(tài)圖像文件。編碼格式包括MPEG4, H.264, MP3, AAC, AMR, JPG, PNG 。
??? * Surface Manager - 對顯示子系統(tǒng)的管理，并且為多個應(yīng)用程序提 供了2D和3D圖層的無縫融合。這部分代碼
??? * Webkit,LibWebCore - 一個最新的web瀏覽器引擎用，支持Android瀏覽器和一個可嵌入的web視圖。鼎鼎大名的 Apple Safari背后的引擎就是Webkit
??? * SGL - 底層的2D圖形引擎
??? * 3D libraries - 基于OpenGL ES 1.0 APIs實現(xiàn)；該庫可以使用硬件 3D加速（如果可用）或者使用高度優(yōu)化的3D軟加速。
??? * FreeType -位圖（bitmap）和矢量（vector）字體顯示。
??? * SQLite - 一個對于所有應(yīng)用程序可用，功能強勁的輕型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫引擎。

??? *還有部分上面沒有顯示出來的就是硬件抽象層。其 實Android并非將所有的設(shè)備驅(qū)動都放在linux內(nèi)核里面，而是實現(xiàn)在userspace空間，這么做的主要原因是GPL協(xié)議，Linux是遵循該 協(xié)議來發(fā)布的，也就意味著對 linux內(nèi)核的任何修改，都必須發(fā)布其源代碼。而現(xiàn)在這么做就可以避開而無需發(fā)布其源代碼，畢竟它是用來賺錢的。而 在linux內(nèi)核中為這些userspace驅(qū)動代碼開一個后門，就可以讓本來userspace驅(qū)動不可以直接控制的硬件可以被訪問。而只需要公布這個 后門代碼即可。一般情況下如果要將Android移植到其他硬件去運行，只需要實現(xiàn)這部分代碼即可。包括：顯示器驅(qū)動，聲音，相機，GPS,GSM等等

2)Android 運行庫

Android 包括了一個核心庫，該核心庫提供了JAVA編程語言核心庫的大多數(shù)功能。

每一個Android應(yīng)用程序都在它自己的進程中運 行，都擁有一個獨立的Dalvik虛擬 機實例。Dalvik被設(shè)計成一個設(shè)備可以同時高效地運行多個虛擬系統(tǒng)。 Dalvik虛擬機執(zhí)行（.dex）的Dalvik可執(zhí)行文件，該格式文件針對小內(nèi)存使用做了 優(yōu)化。同時虛擬機是基于寄存器的，所有的類都經(jīng)由JAVA編譯器編譯，然后通過SDK中 的 "dx" 工具轉(zhuǎn)化成.dex格式由虛擬機執(zhí)行。

Dalvik虛擬機依賴于linux內(nèi)核的一些功能，比如線程機制和底層內(nèi)存管理機制。

4.Linux 內(nèi)核

Android 的核心系統(tǒng)服務(wù)依賴于 Linux 2.6 內(nèi)核?，如安全性，內(nèi)存管理，進程管理， 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧和驅(qū)動模型。 Linux 內(nèi)核也同時作為硬件和軟件棧之間的抽象層。其外還對其做了部分修改，主要涉及兩部分修改：

1).Binder (IPC)：提供有效的進程間通信，雖然linux內(nèi)核本身已經(jīng)提供了這些功能，但Android系統(tǒng)很多服務(wù)都需要用到該功能，為了某種原因其實現(xiàn)了自己的一套。

2).電源管理：主要是為了省電，畢竟是手持設(shè)備嘛，低耗電才是我們的追求。

Android所采用的語言

其應(yīng)用開發(fā)采用java語言，我們所說的java一般包含三個部分：

1)java語言：即其語法，其寫代碼的程式

2).java虛擬機：為了實現(xiàn)一次編譯到處可以運行的原則，java在編譯連接以后并沒有產(chǎn)生目標(biāo)機器語言，而是采用了Java bytecode這種Java共用指令，這時就需要一個虛擬機來執(zhí)行改指令。

3).庫：跟我們常用的C語言一樣提供一些常用的庫

后兩者結(jié)合就是Java Runtime Environment。

Android使用的虛擬機叫 Dalvik，最初并是不為Java設(shè)計的，它并不能運行Java bytecode指令，而是運行叫Dalvik executable，簡稱dx。為此Android提供了dx工具，用來將Java bytecode轉(zhuǎn)換為dx。

Android源代碼結(jié)構(gòu)

Google提供的Android包含了原始Android的目標(biāo)機代碼，主機編譯工具、仿真環(huán)境，代碼包經(jīng)過解壓縮后，第一級別的目錄和文件如下所示：
.
|-- Makefile??????? （全局的Makefile）
|-- bionic????????? （Bionic含義為仿生，這里面是一些基礎(chǔ)的庫的源代碼）
|-- bootloader????? （引導(dǎo)加載器）
|-- build?????????? （build目錄中的內(nèi)容不是目標(biāo)所用的代碼，而是編譯和配置所需要的腳本和工具）
|-- dalvik????????? （JAVA虛擬機）
|-- development???? （程序開發(fā)所需要的模板和工具）
|-- external??????? （目標(biāo)機器使用的一些庫）
|-- frameworks????? （應(yīng)用程序的框架層）
|-- hardware??????? （與硬件相關(guān)的庫）
|-- kernel????????? （Linux2.6的源代碼）
|-- packages??????? （Android的各種應(yīng)用程序）
|-- prebuilt??????? （Android在各種平臺下編譯的預(yù)置腳本）
|-- recovery??????? （與目標(biāo)的恢復(fù)功能相關(guān)）
`-- system????????? （Android的底層的一些庫）


bionic目錄展開一個級別的目錄如下所示：
bionic/
|-- Android.mk
|-- libc
|-- libdl
|-- libm
|-- libstdc++
|-- libthread_db
`-- linker


bootloader目錄展開的兩個級別目錄：
bootloader/
`-- legacy
??? |-- Android.mk
??? |-- README
??? |-- arch_armv6
??? |-- arch_msm7k
??? |-- fastboot_protocol.txt
??? |-- include
??? |-- libboot
??? |-- libc
??? |-- nandwrite
??? `-- usbloader


build目錄展開的一個級別的目錄如下所示：
build/
|-- buildspec.mk.default
|-- cleanspec.mk
|-- core?????????????????????? （各種以mk為結(jié)尾的文件，它門是編譯所需要的Makefile）
|-- envsetup.sh
|-- libs
|-- target???????????????????? （包含board和product兩個目錄，為目標(biāo)所需要文件）
`-- tools????????????????????? （編譯過程中主機所需要的工具，一些需要經(jīng)過編譯生成）


其中，core中的Makefile是整個Android編譯所需要的真正的Makefile，它被頂層目錄的Makefile引用。
envsetup.sh是一個在使用仿真器運行的時候，用于設(shè)置環(huán)境的腳本。
dalvik目錄用于提供Android JAVA應(yīng)用程序運行的基礎(chǔ)————JAVA虛擬機。
development目錄展開的一個級別的目錄如下所示：
development
|-- apps?????????????????????? （Android應(yīng)用程序的模板）
|-- build????????????????????? （編譯腳本模板）
|-- cmds
|-- data
|-- docs
|-- emulator?????????????????? （仿真相關(guān)）
|-- host?????????????????????? （包含windows平臺的一些工具）
|-- ide
|-- pdk
|-- samples??????????????????? （一些示例程序）
|-- simulator????????????????? （大多是目標(biāo)機器的一些工具）
`-- tools


在emulator目錄中qemud是使用QEMU仿真時目標(biāo)機器運行的后臺程序，skins是仿真時手機的界面。
samples中包含了很多Android簡單工程，這些工程為開發(fā)者學(xué)習(xí)開發(fā)Android程序提供了很大便利，可以作為模板使用。
external目錄展開的一個級別的目錄如下所示：
external/
|-- aes
|-- apache-http
|-- bluez
|-- clearsilver
|-- dbus
|-- dhcpcd
|-- dropbear
|-- elfcopy
|-- elfutils
|-- emma
|-- esd
|-- expat
|-- fdlibm
|-- freetype
|-- gdata
|-- giflib
|-- googleclient
|-- icu4c
|-- iptables
|-- jdiff
|-- jhead
|-- jpeg
|-- libffi
|-- libpcap
|-- libpng
|-- libxml2
|-- netcat
|-- netperf
|-- neven
|-- opencore
|-- openssl
|-- oprofile
|-- ping
|-- ppp
|-- protobuf
|-- qemu
|-- safe-iop
|-- skia
|-- sonivox
|-- sqlite
|-- srec
|-- strace
|-- tagsoup
|-- tcpdump
|-- tinyxml
|-- tremor
|-- webkit
|-- wpa_supplicant
|-- yaffs2
`-- zlib


在external中，每個目錄表示Android目標(biāo)系統(tǒng)中的一個模塊，可能有一個或者若干個庫構(gòu)成。其中：
opencore為PV（PacketVideo），它是Android多媒體框架的核心。
webkit是Android網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的核心。
sqlite是Android數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心。
openssl是Secure Socket Layer，一個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層，用于為數(shù)據(jù)通訊提供安全支持。
frameworks目錄展開的一個級別的目錄如下所示：
frameworks/
|-- base
|-- opt
`-- policies


frameworks是Android應(yīng)用程序的框架。
hardware是一些與硬件相關(guān)的庫
kernel是Linux2.6的源代碼

packages目錄展開的兩個級別的目錄如下所示：
packages/
|-- apps
|?? |-- AlarmClock
|?? |-- Browser
|?? |-- Calculator
|?? |-- Calendar
|?? |-- Camera
|?? |-- Contacts
|?? |-- Email
|?? |-- GoogleSearch
|?? |-- HTMLViewer
|?? |-- IM
|?? |-- Launcher
|?? |-- Mms
|?? |-- Music
|?? |-- PackageInstaller
|?? |-- Phone
|?? |-- Settings
|?? |-- SoundRecorder
|?? |-- Stk
|?? |-- Sync
|?? |-- Updater
|?? `-- VoiceDialer
`-- providers
??? |-- CalendarProvider
??? |-- ContactsProvider
??? |-- DownloadProvider
??? |-- DrmProvider
??? |-- GoogleContactsProvider
??? |-- GoogleSubscribedFeedsProvider
??? |-- ImProvider
??? |-- MediaProvider
??? `-- TelephonyProvider


packages中包含兩個目錄，其中apps中是Android中的各種應(yīng)用程序，providers是一些內(nèi)容提供者（在Android中的一個數(shù)據(jù)源）。
packages中兩個目錄的內(nèi)容大都是使用JAVA編寫的程序，各個文件夾的層次結(jié)構(gòu)是類似的。
prebuilt目錄展開的一個級別的目錄如下所示：
prebuilt/
|-- Android.mk
|-- android-arm
|-- common
|-- darwin-x86
|-- linux-x86
`-- windows


system目錄展開的兩個級別的目錄如下所示：
system/
|-- bluetooth
|?? |-- bluedroid
|?? `-- brfpatch
|-- core
|?? |-- Android.mk
|?? |-- README
|?? |-- adb
|?? |-- cpio
|?? |-- debuggerd
|?? |-- fastboot
|?? |-- include??????????? （各個庫接口的頭文件）
|?? |-- init
|?? |-- libctest
|?? |-- libcutils
|?? |-- liblog
|?? |-- libmincrypt
|?? |-- libnetutils
|?? |-- libpixelflinger
|?? |-- libzipfile
|?? |-- logcat
|?? |-- logwrapper
|?? |-- mkbootimg
|?? |-- mountd
|?? |-- netcfg
|?? |-- rootdir
|?? |-- sh
|?? `-- toolbox
|-- extras
|?? |-- Android.mk
|?? |-- latencytop
|?? |-- libpagemap
|?? |-- librank
|?? |-- procmem
|?? |-- procrank
|?? |-- showmap
|?? |-- showslab
|?? |-- sound
|?? |-- su
|?? |-- tests
|?? `-- timeinfo
`-- wlan
??? `-- ti

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/noble/p/4144178.html

創(chuàng)作挑戰(zhàn)賽新人創(chuàng)作獎勵來咯，堅持創(chuàng)作打卡瓜分現(xiàn)金大獎

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Android系统的体系结构、开发语言及源码结构的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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