Android系统框架学习
Android系统框架
下图为一张Google官方提供的经典分层架构图，从下往上依次分为Linux内核层、硬件抽象层HAL、系统运行库层、应用程序框架层以及应用程序层这5层架构，其中每一层都包含大量的子模块或子系统。
Linux内核层
Android的底层是基于Linux操作系统的。从严格意义上来讲，它属于Linux操作系统的一个变种。Android选择在Linux内核的基础上来搭建自己的运行平台有几个好处。首先，避开了与硬件直接打交道。Linux经过多年的发展，这方面工作正是它的强项，而且Linux也是开源的，Android没必要去做重复的工作。其次，基于Linux系统驱动开发可扩展性很强。这对嵌入式系统而言非常重要，因为每款产品在硬件上或多或少都会有差异，如果驱动开发不能做到高度可扩展性和易用性，那么Android系统的移植工作将是永无止境的噩梦。
硬件抽象层（Hardware Abstract Layer,HAL）
大家可能有这样的疑问，既然Linux内核是专职和硬件打交道的，为什么又多出一个硬件抽象层呢？其实HAL之前是并没有的，它的第一次亮相要追溯到2008年的Google I/O大会上。它是对硬件设备的具体实现加以抽象，鉴于许多硬件设备厂商不希望公开其设备驱动的源代码，如果能将android的应用框架层与linux系统内核的设备驱动隔离，使应用程序框架的开发尽量独立于具体的驱动程序，则android将减少对Linux内核的依赖。HAL由此而生，它是对Linux内核驱动程序进行的封装，将硬件抽象化，屏蔽掉了底层的实现细节。
系统运行库层
这一层中包含了支撑整个系统正常运行的基础库，由系统类库和Android运行时组成。由于这些库多数由C/C++实现，因此也被一些开发人员称为“C库层”，以区别应用程序框架层。
- 系统类库
系统类库大部分由C/C++编写，提供的功能通过Android应用程序框架来调用。
| 名称 |
简介 |
| Surface Manager |
管理应用显示，另外也对2D和3D图形提供支持 |
| Media Framework |
基于PacketVideo的OpenCORE的多媒体库，支持多种常见音视频格式的录制和播放 |
| SQLite |
本地小型关系数据库，如平时用数据库用到 |
| OpenGL |
基于OpenGL ES 1.0API标准实现的3D跨平台图形库 |
| FreeType |
用于显示位图和矢量字体 |
| WebKit |
Web浏览器的软件引擎 |
| SGL |
基于2D图形引擎 |
| Libc（bionic ibc） |
C函数库bionic libc，更适合基于嵌入式Linux的移动设备 |
| SSL |
安全套接层，为网络通信提供安全及数据完整性的一种安全协议，如https请求需认证 |
几个常用且比较重要的C/C++程序库所在的目录如图：
- Android运行时（Android Runtime）
每个应用都在其自己的进程中运行，都有自己的虚拟机实例。ART通过执行DEX文件可在设备运行多个虚拟机，DEX文件是一种专为Android设计的字节码格式文件，经过优化，使用内存很少。ART主要功能包括：预先(AOT)和即时(JIT)编译，优化的垃圾回收(GC)，以及调试相关的支持。
应用框架层(Application Framework)
与系统运行库层被称为“C库层”相对应，应用程序架构层往往被冠以“Java库层”的称号。这是因为框架层所提供的组件一般都用Java语音编写而成，它们一方面为上层应用提供了API接口，另一方面也囊括了不少系统级服务进程的实现，是与Android应用程序开发者关系最直接的一层。
应用程序框架层提供开发Android应用程序所需的一系列类库，高度封装直接调用。应用框架层的主要实现代码在frameworks/base和frameworks/av目录下，其中frameworks/base目录结构如图：
应用层(Applications)
系统内置的应用程序以及非系统级的应用程序都属于应用层，负责与用户进行直接交互，通常都是用Java进行开发的。包括设备系统自带的工具，日历，音乐，浏览器，图片查看等应用，还有开发者开发应用程序。
源码根目录中的packages目录对应着系统应用层，目录结构图：
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