Android 5.0内核和源代码学习（1）——系统简介

一、为什么要学习Android内核

做Android应用以来，但是总感觉蒙了一层雾，为什么是activity的生命周期是这样？为什么要分UI线程和其他线程？Android和Linux有什么区别？

我想要知其所以然，而不是天天学习搬砖，语言技术总是在变，程序员总要抓住其中不变的内涵。

因此，Android内核和源码学习之路开始了，既是总结以前看过的Android知识，也是督促自己继续深造。

废话到此，开始！

 

二、Android的系统架构图

每一个Android学习者总是要先看这张图的，这张图虽然简单，但是每个层次的开发者总能看到不一样的内涵

        

上图从上往下分为：（1）应用程序层（2）应用程序框架层（3）系统运行库层（4）硬件抽象接口层  (5)Linux内核层。

在开发应用的Android程序员看来，应该最关注第一、二层；更资深一点的程序员眼里应该会关注第三层（NDK开发）；大牛级别的Android开发者，比如手机厂商的定制Android系统的人员，则会关注第四层。

    其实这张图应该叫做逻辑系统架构图，因为从源代码工程上没有划分层次的说法。

总之，正是应了一千个XXX有一千个XXX的那句话，每个级别的程序员关注的、看到的都不一样。

                  

三、Android的应用程序框架层详解

Android系统使用的是Linux内核，实际上Android只是在Linux内核之外加上了很多Android特有的东西：比如特定硬件的驱动、Android的类库、一些服务、JAVA运行时等等等等。

其中第二层，应用程序框架层是从事Android开发的基础，很多核心应用程序也是通过这一层来实现其核心功能。那么理解这一层对于理解Android系统的设计思想是很有帮助的。如图所示，这一层提供很多服务（不止下面介绍的），解析如下：

（1） ActivityManager（活动管理器）： 管理各个应用程序生命周期以及通常的导航回退功能。

（2） WindowManager（窗口管理器）：管理所有的窗口程序

（3）  ContentProvider（内容提供器）：使得不同应用程序之间存取或者分享数据

（4） ViewSystem（视图系统）：构建应用程序的基本组件

（5） NotificationManager(通告管理器)：使应用程序可以在状态栏中显示提示信息

（6） PackageManager（包管理器） ：Android系统内的程序管理

（7）TelephonyManager(电话管理器)：管理所有的移动设备通话相关功能

（8）ResourceManager（资源管理器）：提供应用程序使用的各种非代码资源，如本地化字符串、图片、布局文件、颜色文件等

（9）LocationManager(位置管理器)：提供位置服务

（10）XMPPService（XMPP服务）：提供GoogleTalk服务 （可以做消息推送）

 

注：可能有人问了，为什么我把这些什么什么器叫做服务？其实从两个方面可以解答：

a) Android系统的启动过程中就把这些东西叫做服务；

b)从编程角度来看，你要获得上面一个什么什么器都是用这样的语句（这个是获取窗口，其他的都类似）：

WindowManager mManager=(WindowManager)getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE); 

从语句上来看getSystemService不正是获取服务的意思吗？

 

  四、Android的系统运行库层详解

  1、系统库

    系统库是应用程序框架的支撑，是连接应用程序框架层与Linux内核层的重要纽带。其主要分为如下几个（还有更多）：

  （1）SurfaceManager：执行多个应用程序时候，负责管理显示与存取操作间的互动，另外也负责2D绘图与3D绘图进行显示合成。 

  （2）MediaFramework： 多媒体库，基于PacketVideoOpenCore;支持多种常用的音频、视频格式录制和回放，编码格式包括MPEG4、MP3、H.264、AAC、ARM。

  （3）SQLite:存储在本地的小型的关系型数据库引擎 

  （4）OpenGL|ES：根据OpenGL ES1.0API标准实现的3D绘图函数库 

  （5）FreeType：提供点阵字与向量字的描绘与显示 

  （6）WebKit：一套网页浏览器的软件引擎

  （7）SGL：底层的2D图形渲染引擎 

  （8）SSL：在Andorid上通信过程中实现加密 

  （9）Libc：标准C系统函数库（包含C语言最基本的函数库）

2、Android运行时

   Android应用程序时采用Java语言编写，程序在Android运行时中执行，其运行时分为核心库和Dalvik虚拟机两部分。

  （1）核心库：核心库提供了Java语言API中的大多数功能，同时也包含了Android的一些核心API,如android.os、android.net、android.media等等。

  （2）Dalvik虚拟机：每个Android应用程序都有一个专有的Dalvik进程，并且不是多个程序运行在一个虚拟机中，而是每个Android程序都有一个Dalivik虚拟机的实例，并在该实例中执行。Dalvik虚拟机是一种基于寄存器的Java虚拟机，而不是传统的基于栈的虚拟机，并进行了内存资源使用的优化以及支持多个虚拟机的特点。Dalvik虚拟机中执行的并非编译后的字节码，而是通过转换工具dx将Java字节码转成dex格式的中间码。

 

五、Android的硬件抽象层HAL

 Android的硬件抽象层，简单来说，就是对Linux内核驱动程序的封装，向上提供接口，屏蔽低层的实现细节。

六、Android的Linux内核层

早期的Android采用了Linux 2.3内核，最新的Android 5.0基于Linux 3.1，各大手机厂商订制的Android系统基于的Linux内核就看心情了（小米的是3.3）。

 

七、小结与下一篇

这一篇主要介绍了Android的层次结构，从宏观上了解系统的组成架构。下一篇将讲解如何获取Android源码，并结合源码详细解析Android系统的启动过程。