1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
| 从 Linux 内核到应用层
引言
Android 不仅仅是一个应用开发平台，它是一个完整的操作系统，基于 Linux 内核，拥有丰富的系统服务和运行环境。理解 Android 系统架构对开发高性能应用、优化系统资源以及调试底层问题非常重要。
1. Android 系统架构概览
Android 系统可以分为 五层结构：
应用层（Applications）
应用框架层（Application Framework）
系统运行库（Libraries & Android Runtime）
硬件抽象层（HAL）
Linux 内核（Linux Kernel）
2. Linux 内核（Linux Kernel）
作用：
驱动管理：管理硬件设备，如摄像头、显示屏、传感器
进程管理：提供多任务调度
内存管理：虚拟内存与物理内存管理
安全与网络：权限控制、网络通信
特点：
Android 使用的通常是 定制化 Linux 内核
提供 Binder IPC 机制，支撑应用层与系统服务通信
3. 硬件抽象层（HAL）
作用：
将硬件接口统一抽象
各种硬件模块通过 HAL 与 Android 框架交互，例如摄像头 HAL、音频 HAL
特点：
每个硬件模块都有对应的 HAL 模块（Camera HAL、GPS HAL 等）
开发者无需直接访问底层驱动，系统调用 HAL 接口即可
4. 系统运行库（Libraries & Android Runtime）
组成：
C/C++ 系统库
如 libc、SurfaceFlinger、OpenGL ES 等
Android Runtime（ART）
Java/Kotlin 应用运行环境
负责将 APK 中的字节码转换为机器码（JIT/AOT 编译）
提供垃圾回收机制和多线程管理
特点：
ART 替代了早期的 Dalvik 虚拟机
运行效率更高，内存管理更智能
5. 应用框架层（Application Framework）
作用：
为应用提供丰富的 API 和系统服务
核心组件：
Activity Manager：管理应用生命周期
Package Manager：应用安装和权限管理
Window Manager：界面窗口管理
Content Providers：应用数据共享
Location Manager：位置服务
Notification Manager：通知服务
特点：
应用通过调用框架 API 获取系统服务
框架层负责调度底层 HAL 和内核资源
6. 应用层（Applications）
作用：
直接运行用户应用，包括系统应用和第三方应用
应用通过 Java/Kotlin + Android SDK 调用框架层功能
特点：
每个应用运行在独立的 进程和虚拟机实例 中
利用 Linux 内核的权限机制进行隔离和安全管理
7. 总结
Android 系统是一套复杂的多层架构，从内核到应用层形成完整生态
开发者理解系统架构可以帮助：
性能优化
系统服务调用理解
调试底层问题
核心概念：内核提供基础，HAL封装硬件，运行库执行应用，框架层提供服务，应用层直接面向用户
|