Android学习（2） -- 体系结构

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内核层。

Linux内核层

底部是Linux内核，Android系统建立在Linux内核上，提供类似进程管理，内存管理，摄像头，键盘设备管理，显示器等基本系统功能。同样包括网络和设备驱动。

作为基础移动计算环境下，Linux内核提供了对Android有几个关键的安全功能，包括：

一个基于用户的权限模型；

进程隔离；

可扩展的机制，安全的IPC；

去除内核不必要的和潜在的不安全部件的能力。

作为一个多用户操作系统，Linux内核的一个基本的安全目标是彼此隔离用户的资源，因此Linux内核会：

阻止用户A读取用户B的文件；

确保用户A不会耗尽B的内存、CPU、设备(电话、GPS、蓝牙等)。

硬件抽象层

硬件抽象层提供程序访问硬件资源的能力。

Android Runtime、Dalvik和第三方库文件，图示的库都非常必要，如Webkit用于浏览网页，SQLite用于维护数据库等。

Dalvik虚拟机，Android的开源项目，旨在执行申请Android.Each应用程序运行写在Android设备有自己的Dalvik虚拟机。

Android Runtime (ART)是Google Android平台上新的Java运行时环境，是Dalvik VM的替代品。它从Android 4.4(Kitkat)开始发布测试版，在Android5.0 (Lolipop)正式替代Dalvik VM。它的主要特点是有事先编译（Ahead-of-Timecompilation，简称AOT编译）功能，可以在安装APK或者动态加载DEX文件时将其中的Java方法编译为本地代码，运行程序的时候不需要再做JIT编译。

应用程序框架层

应用程序框架层中的Java类的应用提供了许多更高级别的服务。应用程序开发人员被允许在他们的应用程序使用这些服务。

Android应用层

应用分为2类：预装应用/system/app，用户安装应用/data/app，Android使用签名机制阻止未经授权的应用更新。

安装应用程序基本结构：

AndroidManifest.xml：该文件是控制文件，告诉系统如何处理应用顶级的组件（specifically activities, services, broadcast receivers, and contentproviders described below）。该文件还指定应用所需的权限，该文件在android里是二进制文件，不过可以使用apktool或androguard转换为可读的明文XML文件。

META-INF目录：包括

MANIFEST.MF：清单文件

CERT.RSA：应用程序的证书。

CERT.SF：资源在MANIFEST.MF文件中的相应行的名单和SHA-1的摘要

Lib：包含编译代码特定于处理器或软件层的目录，该目录被分成在其内多个目录：

armeabi：只为所有基于ARM的处理器编译代码

armeabi-V7A：只为所有ARMv7及更高版本的处理器编译代码

86：编译代码为X86

MIPS：只有MIPS处理器编译代码

Res：包含未编译resources.arsc的资源目录。

Assects：包含可以被AssetManager恢复的应用资产。

Classes.dex：包含可以被Dalvik虚拟机执行的二进制文件。

resources.arsc：包含预编译资源的目录，如二进制xml。

主要应用组件：

应用程序组件是一个Android应用程序的重要基础，每个组件都是系统进入APP的切入点。

AndroidManifest.xml

所有应用都包含的文件，这个文件的内容包括：

l  唯一的应用包名及版本信息；

l  Activity、Service、BroadcastReceiver和插桩定义；

l  权限定义，包括应用请求的权限和应用自定义的权限；

l  关于应用使用并一起打包的外部程序库信息；

l  其他支持性的指令，如共用的UID信息，首选安装位置和UI信息。

Manifest文件经常由开发环境自动产生，在构建过程中由明文XML文件转换为二进制XML文件。

Intent

Intent是一种消息对象，包含一个要执行操作的相关信息，可选的将执行操作的目标组件信息，以及其他一些对接受方可能非常关键的标志位信息或支持性信息。几乎所有动作都都涉及在系统中传递Intent。

Activity

面向用户的应用组件或应用界面，底层是由Activity管理服务的组建进行处理的。

Broadcast Receiver

通常应用希望接受一个匹配特定标准的隐式Intent时出现。broadcast receiver是响应全系统广播通知的部分，如发起屏幕开启或关闭、电池电量低、拍照等，应用程序也可以发起广播，如向其他程序发送数据已经准备好的广播，广播也可以创建一个通知栏状态告知用户。

Service

一类在后台运行无需用户界面的应用组件，Service必须在Manifest文件中声明。Service的启动、停止、绑定由Intent触发。

ContentProvider

为各种通用、共享的数据存储提供结构化的访问接口，存储的数据可以放在SQLite、Web、或其他应用可以访问的存储位置，其他的应用可以查询甚至修改content provider的数据。