android简介

Android系统架构图及简单的系统架构介绍

Android的系统架构和其操作系统一样，采用了分层的架构。从架构图看，android分为四个层，从高层到低层分别是应用程序层、应用程序框架层、系统运行库层和linux核心层。

Android系统架构图

　　1.应用程序

　　Android会同一系列核心应用程序包一起发布，该应用程序包包括email客户端，SMS短消息程序，日历，地图，浏览器，联系人管理程序等。所有的应用程序都是使用JAVA语言编写的。

　　2.应用程序框架

　　开发人员也可以完全访问核心应用程序所使用的API框架。该应用程序的架构设计简化了组件的重用;任何一个应用程序都可以发布它的功能块并且任何其它的应用程序都可以使用其所发布的功能块(不过得遵循框架的安全性限制)。同样，该应用程序重用机制也使用户可以方便的替换程序组件。

　　隐藏在每个应用后面的是一系列的服务和系统, 其中包括;

　　* 丰富而又可扩展的视图(Views)，可以用来构建应用程序， 它包括列表(lists)，网格(grids)，文本框(text boxes)，按钮(buttons)， 甚至可嵌入的web浏览器。

　　* 内容提供器(Content Providers)使得应用程序可以访问另一个应用程序的数据(如联系人数据库)， 或者共享它们自己的数据

　　* 资源管理器(Resource Manager)提供 非代码资源的访问，如本地字符串，图形，和布局文件( layout files )。

　　* 通知管理器 (Notification Manager) 使得应用程序可以在状态栏中显示自定义的提示信息。

　　* 活动管理器( Activity Manager) 用来管理应用程序生命周期并提供常用的导航回退功能。

　　有关更多的细节和怎样从头写一个应用程序，请参考 如何编写一个 Android 应用程序.

 

     3.系统运行库

　　1)程序库

　　Android 包含一些C/C++库，这些库能被Android系统中不同的组件使用。它们通过 Android 应用程序框架为开发者提供服务。以下是一些核心库：

　　* 系统 C 库 - 一个从 BSD 继承来的标准 C 系统函数库( libc )， 它是专门为基于 embedded linux 的设备定制的。

　　* 媒体库 - 基于 PacketVideo OpenCORE;该库支持多种常用的音频、视频格式回放和录制，同时支持静态图像文件。编码格式包括MPEG4, H.264, MP3, AAC, AMR, JPG, PNG 。

　　* Surface Manager - 对显示子系统的管理，并且为多个应用程序提 供了2D和3D图层的无缝融合。

　　* LibWebCore - 一个最新的web浏览器引擎用，支持Android浏览器和一个可嵌入的web视图。

　　* SGL - 底层的2D图形引擎

　　* 3D libraries - 基于OpenGL ES 1.0 APIs实现;该库可以使用硬件 3D加速(如果可用)或者使用高度优化的3D软加速。

　　* FreeType -位图(bitmap)和矢量(vector)字体显示。

　　* SQLite - 一个对于所有应用程序可用，功能强劲的轻型关系型数据库引擎。

　　2)Android 运行库

　　Android 包括了一个核心库，该核心库提供了JAVA编程语言核心库的大多数功能。

　　每一个Android应用程序都在它自己的进程中运行，都拥有一个独立的Dalvik虚拟机实例。Dalvik被设计成一个设备可以同时高效地运行多个虚拟系统。 Dalvik虚拟机执行(.dex)的Dalvik可执行文件，该格式文件针对小内存使用做了优化。同时虚拟机是基于寄存器的，所有的类都经由JAVA编译器编译，然后通过SDK中 的 "dx" 工具转化成.dex格式由虚拟机执行。

　　Dalvik虚拟机依赖于linux内核的一些功能，比如线程机制和底层内存管理机制。

　　4.Linux 内核

　　Android 的核心系统服务依赖于 Linux 2.6 内核，如安全性，内存管理，进程管理， 网络协议栈和驱动模型。 Linux 内核也同时作为硬件和软件栈之间的抽象层。

Android是一种以Linux为基础的开放源码操作系统，主要使用于便携设备。目前尚未有统一中文名称，中国大陆地区较多人使用安卓（非官方）或安致（官方）。Android操作系统最初由Andy Rubin开发，最初主要支持手机。2005年由Google收购注资，并拉拢多家制造商组成开放手机联盟开发改良，逐渐扩展到到平板电脑及其他领域上。 2010年末数据显示，仅正式推出两年的操作系统的Android已经超越称霸十年的诺基亚Symbian系统，跃居全球最受欢迎的智能手机平台。Android的主要竞争对手是苹果的IOS，微软的WP7以及RIM的Blackberry OS。

中文名：安卓、安致外文名：Android开发商：Google/开放手持设备联盟发行商：Google发行时间：2008年9月23日编程语言：C语言（核心），JAVA（UI），C++源码模式：混合（自由免费，开放源码）包类型：APK支持平台：ARM、MIPS、x86内核类：整块性核心（Linux）

目录

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历史

名称来源

内置服务

开放手持设备联盟

版本记录

1. 命名规则
2. 发行版本

Android智能手机现状

发展历史

系统架构

1. 应用程序
2. 中介软件
3. 硬件抽像层
4. 编程语言
5. 安全权限机制

展开

编辑本段历史

　　Android早期由“Android之父”之称的安迪·鲁宾创办，Google于2005年并购了成立不到2年的高科技企业Android，展开了短信、手机检索、定位等业务，基于Linux的通用平台进入了开发。Google公司在2007年11月5日正式公布这个操作系统，2008年，Patrick Brady于Google I/O演讲“Anatomy & Physiology of an Android”，并提出的Android HAL架构图。HAL以*.so档的形式存在，可以把Android framework与Linux kernel隔开。　　2010年2月3日，Linux内核开发者Greg Kroah-Hartman将Android的驱动程序从Linux内核“状态树”（“staging tree”）上除去，从此，Android与Linux核心开发分道扬镳。

编辑本段名称来源

　　Android一词最早出现于法国作家利尔亚当（Auguste Villiers de l'Isle-Adam）在1886年发表的科幻小说《未来夏娃》（L'ève future）中。他将外表像人的机器起名为Android。

编辑本段内置服务

　　谷歌移动服务（英文：Google Mobile Service）是谷歌的一项服务，该服务简称“GMS”，旨在让用户利用移动电话或其他移动设备使用谷歌搜索、谷歌地图、Gmail、YouTube、Android Market等谷歌服务产品。　　谷歌将谷歌移动服务（GMS）内嵌到Android手机系统中，并且对android手机生产商给予不同程度的授权。　　GMS是Android操作系统的灵魂，大部分用户使用Android手机，其实就是为了使用谷歌服务。

编辑本段开放手持设备联盟

　　开放手持设备联盟（Open Handset Alliance）是美国Google公司于2007年11月5日宣布组建的一个全球性的联盟组织。这一联盟将支持Google发布的手机操作系统或者应用软件，共同开发Android系统的开放源代码。开放手持设备联盟包括手机制造商、手机芯片厂商和移动运营商。

编辑本段版本记录

命名规则

　　Android 用甜点作为它们系统版本的代号的命名方法开始于 Andoird 1.5 发布的时候。作为每个版本代表的甜点的尺寸越变越大，然后按照26个字母数序：纸杯蛋糕，甜甜圈，松饼，冻酸奶，姜饼，蜂巢。

发行版本

　　版本备注
Android1.12008 年9月发布的Android第一版Android 1.5
Cupcake
（纸杯蛋糕）2009年4月30日，官方1.5版本（Cupcake 纸杯蛋糕）的Android发布。主要的更新如下：
1、拍摄/播放影片，并支持上传到Youtube
2、支持立体声蓝牙耳机，同时改善自动配对性能
3、最新的采用WebKit技术的浏览器，支持复制/贴上和页面中搜索
4、GPS性能大大提高
5、提供屏幕虚拟键盘
6、主屏幕增加音乐播放器和相框widgets
7、应用程序自动随着手机旋转
8、短信、Gmail、日暦，浏览器的用户接口大幅改进，如Gmail可以批量删除邮件
9、相机启动速度加快，拍摄图片可以直接上传到Picasa
10、来电照片显示Android 1.6
Donut
（甜甜圈）2009年9月15日，1.6（Donut 甜甜圈）版本软件开发工具包发布。主要的更新如下：
1、重新设计的Android Market手势
2、支持支持CDMA网络
3、文字转语音系统（Text-to-Speech）
4、快速搜索框
5、全新的拍照接口
6、查看应用程序耗电
7、支持虚拟私人网络（VPN）
8、支持更多的屏幕分辨率。
9、支持OpenCore2媒体引擎
10、新增面向视觉或听觉困难人群的易用性插件Android2.0/2.0.1/2.1
Eclair
（松饼）2009年10月26日，2.0（Eclair 松饼）版本软件开发工具包发布。主要的更新如下：
1、优化硬件速度
2、"Car Home"程序
3、支持更多的屏幕分辨率
4、改良的用户界面
5、新的浏览器的用户接口和支持HTML5
6、新的联系人名单
7、更好的白色/黑色背景比率
8、改进Google Maps3.1.2
9、支持Microsoft Exchange
10、支持内置相机闪光灯
11、支持数码变焦
12、改进的虚拟键盘
13、支持蓝牙2.1
14、支持动态桌面的设计Android 2.2/2.2.1
Froyo
（冻酸奶）2010年5月20日，2.2（Froyo 冻酸奶）版本软件开发工具包发布。主要的更新如下：
1、整体性能大幅度的提升
2、3G网络共享功能。
3、Flash的支持。
4、App2sd功能。
5、全新的软件商店。
6、更多的Web应用API接口的开发。Android 2.3
Gingerbread
（姜饼）2010年12月7日，2.3（Gingerbread 姜饼）版本软件开发工具包发布。主要的更新如下：
1、增加了新的垃圾回收和优化处理事件
2、原生代码可直接存取输入和感应器事件、EGL/OpenGL ES、OpenSL ES。
3、新的管理窗口和生命周期的框架。
4、支持VP8和WebM视频格式，提供AAC和AMR宽频编码，提供了新的音频效果器
5、支持前置摄像头、SIP/VOIP和NFC（近场通讯）
6、简化界面、速度提升：
7、更快更直观的文字输入：
8、一键文字选择和复制/粘帖：
9、改进的电源管理系统：
10、新的应用管理方式：
Android 3.0
Honeycomb
（蜂巢）2011年2月2日， 3.0（Honeycomb 蜂巢）版本主要更新如下：
·优化针对平板
·全新设计的UI增强网页浏览功能
·n-app purchases功能Android 3.1
Honeycomb
（蜂巢）2011年5月11日在Google I/O开发者大会宣布发布，版本主要更新如下：
Honeycomb蜂巢（改进3.0BUG）
经过优化的Gmail电子邮箱；
全面支持GoogleMaps
将Android手机系统跟平板系统再次合并从而方便开发者。
任务管理器可滚动，支持USB 输入设备（键盘、鼠标等）。
支持 Google TV.可以支持XBOX 360无线手柄
widget支持的变化，能更加容易的定制屏幕widget插件。
Android 3.2
Honeycomb
（蜂巢）2011年7月13日发布，版本更新如下：
支持7英寸设备
引入了应用显示缩放功能
Android 4.0
Ice Cream Sandwich
“冰激凌三明治”2011年10月19日 在香港发布，
4.0（Ice Cream Sandwich 冰激凌三明治）版本主要更新如下：
1、全新的ui
2、全新的Chrome Lite浏览器，有离线阅读，16标签页，隐身浏览模式等。
3、截图功能
4、更强大的图片编辑功能
5、自带照片应用堪比Instagram，可以加滤镜、加相框，进行360度全景拍摄，照片还能根据地点来排序
6、Gmail加入手势、离线搜索功能，UI更强大。
7、新功能People：以联系人照片为核心，界面偏重滑动而非点击，集成了Twitter、Linkedin、Google+等通讯工具。有望支持用户自定义添加第三方服务。
8、新增流量管理工具，可具体查看每个应用产生的流量。
9、正在运行的程序可以像电脑一样的互相切换
10、人脸识别功能
11、系统优化、速度更快
12、支持虚拟按键，手机可以不再拥有任何按键
13、更直观的程序文件夹：
14、平板电脑和智能手机通用
15、支持更大的分辨率
16、专为双核处理器编写的优化驱动
17、全新的^[1]18、增强的复制粘贴功能
19、语音功能
20、全新通知栏：
21、更加丰富的数据传输功能
22、更多的感应器支持
23、语音识别的键盘：
24、全新的3D驱动， 游戏支持能力提升
25、全新的谷歌电子市场
26、增强的桌面插件自定义
Android N.n
Jelly Bean
“果冻豆”继“冰激凌三明治”之后的下一版Android系统。

编辑本段Android智能手机现状

　　Android产品上市速度快，体现了该Google移动平台的强势，但也为消费者带来困惑，因为每天都会有大量新款手机上市，令消费者无所适从。　　市场研究公司Endpoint Technologies分析师罗杰·凯(Roger Kay)表示：“产品推出步伐过快给消费者和OEM厂商都带来不便，产品周期过短会导致成本高，造成浪费。”　　最近，Google和三星展示了Galaxy Nexus，Galaxy Nexus是首款运行Ice Cream Sandwich操作系统的智能手机。Ice Cream Sandwich首次对智能手机和平板电脑用户界面进行整合，拥有大量新功能。　　Galaxy Nexus手机发布紧跟Stratosphere，作为三星旗舰产品Galaxy S II一部分，Stratosphere于上月发布。显然，三星在推出定制Verizon手机上煞费苦心，添加一款键盘和LTE兼容功能，并通过多家零售商打折销售。　　拥有大量新款智能手机固然是好事，但新款智能手机问世过快令人眼花缭乱。用户总是推迟购买新手机，以便自己有时间摸清新手机的具体功能，随着新产品不断推出，会使人们在购买新手机时犹豫不决。^[2]

编辑本段发展历史

　　2005年事件　　Google收购了成立仅22个月的高科技企业Android。　　2007年事件　　11月5日，Google公司正式向外界展示Android操作系统。　　11月5日，Google与34家手机制造商、软件开发商、电信运营商和芯片制造商共同创建开放手持设备联盟。　　2008年事件　　5月28日，Patrick Brady于Google I/O大会上提出Android HAL架构图。　　8月18日，Android获得美国联邦通信委员会的批准。　　9月22日，谷歌正式对外发布第一款Android手机——HTC G1。　　9月23日，谷歌发布Android1.0。　　9月24日，全球业界都表示不看好Android操作系统，并且声称最多1年，Android就会被Google关闭。　　2009年事件　　4月30日，Android1.5正式发布。　　5月10日，HTC G1和HTC G2市场大卖，成为仅次于iPhone的热门机型。　　9月25日，Android1.6正式发布。　　9月29日，HTC Hero G3广受欢迎，成为全球最受欢迎的机型。　　10月28日，Android 2.0 智能手机操作系统正式发布。　　2010年事件　　1月7日，Google发布了旗下第一款自主品牌手机：Nexus one（HTC G5）。　　1月，谷歌与Linux基金会就谷歌修改了Linux内核而产生了矛盾。　　2月3日，Linux内核开发者Greg Kroah-Hartman将Android的驱动程序从Linux内核“状态树”上除去，从此，Android与Linux开发分道扬镳。　　5月19日，Google正式对外发布Android2.2智能操作系统。　　5月20日，Google对外正式展示了搭载Android系统的智能电视-Google TV，该电视为全球首台智能电视。　　7月1日，Google宣布正式与雅虎、亚马逊合作，并且在Android上推出多项Kindle服务和雅虎服务。　　7月9日，美国NDP集团调查显示，Android系统已占据了美国手机市场28%的份额，全球17%的市场份额。　　9月，Android应用数量超过9万个。　　9月21日，Google对外公布数据，每日销售的Android设备的新用户数达到20万。　　10月26日，Google宣布Android达到第一个里程碑：电子市场上的Android应用数量达到10万个。　　12月7日，Google正式发布Android2.3操作系统。　　2011年事件　　1月，Android应用数量超过20万。　　1月，Google对外公布数据，每日Android设备的新用户数达到30万。　　2月2日，Android3.0正式发布。　　6月，Android在日本的市场占有率达到57%。　　6月22日，Android在韩国市场占有率达到了70%。　　7月，Android在中国的市场占有率达到了34.8%。　　7月，Android在欧洲的市场占有率达到了22.3%　　7月，Google对外公布数据，Android每天的新用户达到55万，Android设备用户总数达1.35亿。　　8月，谷歌收购摩托罗拉移动。　　8月，Android系统在35个国家市场占有率第一，平均市场占有率达到48%。　　8月，Android系统成为亚太地区第一大系统，市场占有率为亚太地区第一大。　　9月，数据显示，Android应用数目已经达到48万。　　9月，Android在美国的市场占有率达到43%。　　10月19日，谷歌正式发布Android 4.0操作系统。

编辑本段系统架构

应用程序

　　Android是以Linux为核心的手机操作平台，使用Java作为主要编程语言，但可以通过NDK支持C/C++，也可使用SL4A来支持其他各种脚本语言（python、lua、tcl、php等等），Qt（qt for android）、Mono（mono for android）等一些著名编程框架也开始支持Android编程，另外，在网页编程语言方面，jquery、sencha、dojo、mobl、PhoneGap等等都已经支持Android开发。　　从接口到功能，都有层出不穷的变化，　　其中Activity等同于J2ME的MIDlet，一个 Activity 类（Class）负责创建视窗（Windows），一个活动中的Activity就是在 foreground（前景）模式，背景运行的程序叫做Service。两者之间通过由ServiceConnection和AIDL连结，达到复数程序同时运行的效果。如果运行中的 Activity 全部画面被其他 Activity 取代时，该 Activity 便被停止（Stopped），甚至被系统清除（Kill）。　　

 

Android结构

View等同于J2ME的Displayable，程序人员可以通过 View 类与“XML layout”档将UI放置在视窗上，Android 1.5的版本可以利用 View 打造出所谓的 Widgets，其实Widget只是View的一种，所以可以使用xml来设计layout，HTC的Android Hero手机即含有大量的widget。至于ViewGroup 是各种layout 的基础抽象类（abstract class），ViewGroup之内还可以有ViewGroup。View的构造函数不需要再Activity中调用，但是Displayable的是必须的，在Activity 中，要通过findViewById()来从XML 中取得View，Android的View类的显示很大程度上是从XML中读取的。View 与事件（event）息息相关，两者之间通过Listener 结合在一起，每一个View都可以注册一个event listener，例如：当View要处理用户触碰（touch）的事件时，就要向Android框架注册View.OnClickListener。另外还有Image等同于J2ME的BitMap。

中介软件

　　操作系统与应用程序的沟通桥梁，应用分为两层：函数层（Library）和虚拟机（Virtual Machine）。 Bionic是 Android 改良libc的版本。Android 同时包含了Webkit，所谓的Webkit 就是Apple Safari 浏览器背后的引擎。Surface flinger 是就2D或3D的内容显示到屏幕上。Android使用工具链(Toolchain)为Google自制的Bionic Libc。　　Android采用OpenCORE作为基础多媒体框架。OpenCORE可分7大块：PVPlayer、PVAuthor、Codec、PacketVideo Multimedia Framework(PVMF)、Operating System Compatibility Library(OSCL)、Common、OpenMAX。　　Android 使用skia 为核心图形引擎，搭配OpenGL/ES。skia与Linux Cairo功能相当，但相较于Linux Cairo, skia 功能还只是雏形的。2005年Skia公司被Google收购，2007年初，Skia GL源码被公开，目前Skia 也是Google Chrome 的图形引擎。　　Android的多媒体数据库采用SQLite数据库系统。数据库又分为共用数据库及私用数据库。用户可通过ContentResolver类（Column）取得共用数据库。　　Android的中间层多以Java 实现，并且采用特殊的Dalvik 虚拟机（Dalvik Virtual Machine）。Dalvik虚拟机是一种“暂存器型态”（Register Based）的Java虚拟机，变量皆存放于暂存器中，虚拟机的指令相对减少。　　Dalvik虚拟机可以有多个实例（instance）, 每个Android应用程序都用一个自属的Dalvik虚拟机来运行，让系统在运行程序时可达到优化。Dalvik 虚拟机并非运行Java字节码（Bytecode），而是运行一种称为.dex格式的文件。

硬件抽像层

　　Android 的 HAL（硬件抽像层）是能以封闭源码形式提供硬件驱动模块。HAL 的目的是为了把 Android framework 与 Linux kernel 隔开，让 Android 不至过度依赖 Linux kernel，以达成 kernel independent 的概念，也让 Android framework 的开发能在不考量驱动程序实现的前提下进行发展。　　HAL stub 是一种代理人（proxy）的概念，stub 是以 *.so 档的形式存在。Stub 向 HAL“提供”操作函数（operations），并由 Android runtime 向 HAL 取得 stub 的 operations，再 callback 这些操作函数。HAL 里包含了许多的 stub（代理人）。Runtime 只要说明“类型”，即 module ID，就可以取得操作函数。

编程语言

　　Android 是运行于 Linux kernel之上，但并不是GNU/Linux。因为在一般GNU/Linux 里支持的功能，Android 大都没有支持，包括Cairo、X11、Alsa、FFmpeg、GTK、Pango及Glibc等都被移除掉了。Android又以bionic 取代Glibc、以Skia 取代Cairo、再以opencore 取代FFmpeg 等等。Android 为了达到商业应用，必须移除被GNU GPL授权证所约束的部份，例如Android将驱动程序移到 userspace，使得Linux driver 与 Linux kernel彻底分开。bionic/libc/kernel/ 并非标准的kernel header files。Android 的 kernel header 是利用工具由 Linux kernel header 所产生的，这样做是为了保留常数、数据结构与宏。　　目前Android 的 Linux kernel控制包括安全（Security），存储器管理（Memory Management），程序管理（Process Management），网络堆栈（Network Stack），驱动程序模型（Driver Model）等。下载Android源码之前，先要安装其构建工具 Repo来初始化源码。Repo 是 Android 用来辅助Git工作的一个工具。

安全权限机制

　　Android本身是一个权限分立的操作系统。在这类操作系统中，每个应用都以唯一的一个系统识别身份运行（Linux用户ID与群组ID）。系统的各部分也分别使用各自独立的识别方式。Linux就是这样将应用与应用，应用与系统隔离开。　　系统更多的安全功能通过权限机制提供。权限可以限制某个特定进程的特定操作，也可以限制每个URI权限对特定数据段的访问。　　Android安全架构的核心设计思想是，在默认设置下，所有应用都没有权限对其他应用、系统或用户进行较大影响的操作。这其中包括读写用户隐私数据（联系人或电子邮件），读写其他应用文件，访问网络或阻止设备待机等。　　安装应用时，在检查程序签名提及的权限，且经过用户确认后，软件包安装器会给予应用权限。从用户角度看，一款Android应用通常会要求如下的权限：　　拨打电话、发送短信或彩信、修改/删除SD卡上的内容、读取联系人信息、读取日程信息，写入日程数据、读取电话状态或识别码、精确的（基于GPS）地理位置、模糊的（基于网络获取）地理位置、创建蓝牙连接、对互联网的完全访问、查看网络状态，查看WiFi状态、避免手机待机、修改系统全局设置、读取同步设定、开机自启动、重启其他应用、终止运行中的应用、设定偏好应用、震动控制、拍摄图片等。　　一款应用应该根据自身提供的功能，要求合理的权限。用户也可以分析一款应用所需权限，从而简单判定这款应用是否安全。如一款应用是不带广告的单机版，也没有任何附加内容需要下载，那么它要求访问网络的权限就比较可疑。