Android入门1 ——系统介绍与框架

一、Android框架

从上图中可以看出，Android系统架构为四层结构，从上层到下层分别是应用程序层、应用程序框架层、系统运行库层以及Linux内核层，分别介绍如下：

1）应用程序层

Android平台不仅仅是操作系统，也包含了许多应用程序，诸如SMS短信客户端程序、电话拨号程序、图片浏览器、Web浏览器等应用程序。这些应用程序都是 用Java语言编写的，并且这些应用程序都是可以被开发人员开发的其他应用程序所替换，这点不同于其他手机操作系统固化在系统内部的系统软件，更加灵活和个 性化。

2）应用程序框架层

应用程序框架层是我们从事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的，该层简化了组件的重用，开发人员可以直接使用其提供的组件来进行快速的应用程序开发，也可以通过继承而实现个性化的拓展。

a）Activity Manager（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

b）Window Manager（窗口管理器）

管理所有的窗口程序

c）Content Provider（内容提供器）

使得不同应用程序之间存取或者分享数据

d）View System（视图系统）

构建应用程序的基本组件

e）NotificationManager(通告管理器)

使得应用程序可以在状态栏中显示自定义的提示信息

f）Package Manager（包管理器）

Android系统内的程序管理

g）TelephonyManager(电话管理器)

管理所有的移动设备功能

h）Resource Manager（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

i）LocationManager(位置管理器)

提供位置服务

j）XMPP Service（XMPP服务）

提供GoogleTalk服务

3）系统运行库层

从图中可以看出，系统运行库层可以分成两部分，分别是系统库和Android运行时，分别介绍如下：

a）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：

Surface Manager：

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。

Media Framework：

多媒体库，基于PacketVideo OpenCore;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。

SQLite:

小型的关系型数据库引擎

OpenGL|ES：

根据OpenGLES 1.0API标准实现的3D绘图函数库

FreeType：

提供点阵字与向量字的描绘与显示

WebKit：

一套网页浏览器的软件引擎

SGL：

底层的2D图形渲染引擎

SSL：

在Andorid上通信过程中实现握手

Libc：

从BSD继承来的标准C系统函数库，专门为基于embedded linux的设备定制

b）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。

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。

Dalvik虚拟机

Dalvik虚拟机是Google开发的一款Java VM，相对于Sun VM来说对文件作了优化，比如将多个class文件合并为一个dex文件，Android应用程序主要由Java语言开发，但Google提供了系统级别的Java API，这和非智能手机支持的Sun J2ME Java VM有很大的不同，我们可以看到Android软件可以支持来电防火墙显示归属地这样的底层应用，这些是Windows Phone 7 和 iPhone所不具备的

Android程序不同于J2me程序，每个Android应用程序都有一个专有的进程，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。需要注意的是，不同于J2me,Android程序在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。

4）Linux内核层

Android是基于Linux2.6内核，其核心系统服务如安全性、内存管理、进程管理、网路协议以及驱动模型都依赖于Linux内核。

5）特别的Apps

在图中有些基于Dalvik虚拟机的Apps看起来像是Android的一部分，其实是由Google提供，这些应用包括Dialer、Contact、Calendar、Gmail和Chat等。它们中的绝大部分是开源并可复用的。只有少部分例外，比如Google Maps和Android Market.

二. JNI和NDK

    JNI是Java Native Interface的缩写，它提供了若干的API实现了Java和其他语言的通信（主要C&C++）。从Java1.1开始，JNI标准成为java平台的一部分，它允许Java代码和其他语言写的代码进行交互。使用java与本地已编译的代码交互，通常会丧失平台可移植性。但是，有些情况下这样做是可以接受的，甚至是必须的。例如，使用一些旧的库，与硬件、操作系统进行交互，或者为了提高程序的性能。JNI标准至少要保证本地代码能工作在任何Java虚拟机环境下。

   Android NDK 是在SDK前面又加上了“原生”二字，即Native Development Kit，因此又被Google称为“NDK”。Android平台从诞生起，就已经支持C、C++开发。众所周知，Android的SDK基于Java实现，这意味着基于Android SDK进行开发的第三方应用都必须使用Java语言。但这并不等同于“第三方应用只能使用Java”。在Android SDK首次发布时，Google就宣称其虚拟机Dalvik支持JNI编程方式，也就是第三方应用完全可以通过JNI调用自己的C动态库(.so文件)，即在Android平台上，“Java+C”的编程方式是一直都可以实现的。

   为什么使用NDK？

   1.代码的保护。由于apk的java层代码很容易被反编译，而C/C++库反汇难度较大。

   2.可以方便地使用现存的开源库。大部分现存的开源库都是用C/C++代码编写的。

   3.提高程序的执行效率。将要求高性能的应用逻辑使用C开发，从而提高应用程序的执行效率。

  4.便于移植。用C/C++写得库可以方便在其他的嵌入式平台上再次使用。

 NDK、SDK和JNI关系