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Android App的运行环境及Android系统架构概览

作者:佚名 来源:吾爱源码 2016-03-09 05:15:12

Android基于linux内核,面向移动终端的操作系统。主要包括以下几个方面:

Application Framework:
这一层为应用开发者提供了丰富的应用编程接口,如 Activity Manager,Content Provider,Notification Manager,以及各种窗口 Widget 资源等。所有的APP都是运行在这一层之上。
Dalvik 虚拟机:
Dalvik VM采用寄存器架构,而不是JVM的栈架构,更适于移动设备。java源代码经过编译成为.class字节码文件,然后由谷歌提供的 dx工具将其转化为Dalvik可识别的.dex文件。
Linux kernel:
每个APP应用程序由一个独立的Dalvik VM来解释执行,而一个Dalvik VM实例对应一个linux内核进程。
所以说,每个APP之间完全隔离,资源独立。使得每个APP更加安全,但也不利于进程间通信

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Android官方介绍

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Android 系统架构

Application framework
大部分开发者十分关心这一层。你必须要了解开发者会接触到的所有API接口,大部分接口都与硬件抽象层(HAL层)接口一一对应,而且它们会告诉你如何实现你自己的驱动。

Binder IPC
Binder进程间通信机制帮助Application framework层能够跨进程并且调用系统级服务。从根本上讲,它帮助高级别的framework的API接口与Android系统服务进行交互。

系统服务
大部分Application framework api具备的功能都要依靠与某种系统服务进行通信从而操作底层硬件。系统服务根据不同的功能分成了若干模块组件,例如Window Manager, Search Service, or Notification Manager。系统服务主要包含两大块:系统和媒体。前者对应的服务包含如Window Manager 或 Notification Manager,后者对应的服务都与播放或记录媒体有关。
硬件抽象层Hardware abstraction layer (HAL)
硬件抽象层可以作为一个标准接口让Android系统调用设备驱动层而不用管这些驱动和硬件时如何实现的。


Linux Kernel
大多数情况下,你自己开发设备驱动和开发linux设备驱动时一样的。Android挑选了一个特定的linux内核版本,这个版本包含了如wakelocks(一个内存管理系统),Binder IPC驱动和其他一些特征,这些特征对于像Android一样的移动嵌入式平台都非常重要。你也可以根据自己的需求选择合适的kernel版本,只要它能支持一些必要的属性如Binder IPC驱动等。但是,我们仍然推荐你使用最新版本的Android内核。

相关知识点:
应用程序进程间隔离机制:
Android系统包括四层架构:从底层往上依次是Linux kernel层、C/C++函数库与Android运行时环境(Dalvik VM等)层、Android Framwork框架层、应用程序层。其中,Android运行时环境层类似Java里的JRE层,主要用来运行java程序,不过此处的虚拟机是Dalvik虚拟机。每一个Android应用程序都运行在单独的Davlik进程里,Dalvik虚拟机针对同时高效运行多个虚拟机而优化,在这一层实现了应用程序的进程间隔离。

Dalvik虚拟机与JVM区别:

JVM直接从.class或Jar包中加载字节码解释运行,Dalvik通过DX工具将.class文件编译为.dex文件(Dalvik Executable)来运行。
JVM采用栈结构,而Dalvik采用寄存器结构,更适于移动设备。
为何Android要采用Dalvik虚拟机而不是JVM呢?

大多数虚拟机(包括JVM)都是基于栈的,而Dalvik虚拟机则是基于寄存器的,性能更好,不过也导致硬件通用性略差;
运行专有.dex文件。DX工具对.class文件编译时,去除里面的冗余信息,并把所有.class文件整合到一个文件中,提高了性能。同时DX工具还会对.dex文件进行性能优化。

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