目? ?錄

Android 系統架構圖

?1. 應用

2. JAVA API 框架

3.?原生 C/C++ 庫

4. Android 運行時（Android Runtime）

5. 硬件抽象層 (HAL)

6.?Linux 內核

參考資料

---

Android 系統架構圖

? ? Android底層內核空間以Linux Kernel作為基石，上層用戶空間由Native系統庫、Android運行時、JAVA API框架和應用組成，通過系統調用(Syscall)連通系統的內核空間與用戶空間。對于用戶空間主要采用C++和Java代碼編寫，通過JNI技術打通用戶空間的Java層和Native層(C++/C)，從而連通整個系統。下圖所示為Android系統架構。

?1. 應用

? ? ? ?應用程序是 android 架構的頂層，包含在Android設備上運行的所有應用（包括系統應用和第三方應用），它們是Android系統中直接面向用戶的部分。

? ? ? ? 第三方應用都是基于Android提供的SDK(Sofware Development Kit)開發，并受到 SDK接口的約束。系統應用則可以調用整個框架層的接口和模塊，其中的很多接口在 SDK 中是隱藏的，因此系統應用具有比第三方應用更多的權利。

2. JAVA API 框架

? ? ? ? Java API 框架是指構建應用所依據的一組 Java 類、接口和其他預編譯代碼，是 Android 的核心部分，為開發人員提供構建應用程序所需的工具和服務。

? ? ? ? 框架層包括幾項重要的服務，可以更輕松地構建功能強大且一致的 Android 應用程序，而無需從頭開始創建所有內容。服務如下表所示。

關鍵組件	功能
Activity Manager (AM)	管理應用生命周期、任務棧、Activity 切換
Window Manager (WM)	管理應用界面窗口、布局和繪制
Content Provider (CP)	數據訪問接口，實現不同應用間的數據共享
Notification Manager	管理通知欄消息
Resource Manager	管理資源文件，如圖片、布局、字符串
Package Manager (PM)	管理安裝的應用包、權限信息
Telephony Manager / Location Manager	提供電話、定位等硬件功能訪問
View 系統 / UI 組件	提供 Button、TextView、RecyclerView 等界面元素
其他系統服務	SensorManager、MediaPlayer、ClipboardManager 等

3.?原生 C/C++ 庫

? ? ? ?Native系統庫主要基于C\C++實現的一些原生組件，開發者需要通過 Java API 框架層調用這些庫。

庫名稱	功能描述
OpenGL ES	用于 2D 和 3D 圖形渲染，提供高性能的圖形處理能力，直接與 GPU 交互，可實現復雜圖形效果。
Media Framework	基于 PacketVideo OpenCORE，支持多種常用音頻、視頻格式的回放和錄制，以及靜態圖像文件的處理。
SQLite	一個輕量級的關系型數據庫引擎，為所有應用程序提供數據存儲和管理功能。
Surface Manager	對顯示子系統進行管理，為多個應用程序提供 2D 和 3D 圖層的無縫融合。
Libc	標準 C 系統函數庫，專門為嵌入式 Linux 設備定制，提供基礎的系統調用和功能支持。
OpenMAX AL	一個多媒體應用程序的標準框架，用于構建和管理多媒體應用程序。
Webkit	用于 WebView 的功能實現，支持網頁瀏覽和渲染。

4. Android 運行時（Android Runtime）

? ? ? ? Android 運行時主要包括以下兩個關鍵部分：

• 核心庫（Core Libraries）：提供了一系列的 Java 和 Kotlin 標準庫，是 Android 應用開發的基礎。
• 運行時環境（ART）：負責運行Android應用程序。

從 Android 5.0（Lollipop）開始，Android 運行時默認使用 ART（Android Runtime），取代早期的 Dalvik 虛擬機。Dalvik 虛擬機采用 JIT（Just-In-Time）的解釋器在程序運行時進行編譯，而ART 通過預先編譯（Ahead-Of-Time, AOT）應用程序代碼為機器代碼，顯著提高了應用程序的運行效率，但同時ART需要更多的存儲空間。

5. 硬件抽象層 (HAL)

? ? ? 硬件抽象層（Hardware Abstraction Layer，HAL）主要提供對Linux內核驅動的封裝，這種封裝可以向上提供各種設備的編程接口，并且隱藏底層實現細節。HAL 讓 Android 無需關注較低級別的驅動程序實現，當框架API請求訪問設備硬件時，Android系統將為該硬件加載相應的庫模塊。

6.?Linux 內核

? ? ? ?Android系統基于Linux內核實現，同時在該基礎上添加了Android專用的驅動，例如：Binder。由于Linux系統的優秀性，基于Linux在安全性、內存管理、進程管理等都有了很大優勢。
Linux內核提供安全性、內存管理、進程管理、網絡協議棧和驅動模型等核心系統服務，同時也是系統硬件和軟件疊層之間的抽象層。

參考資料：

1.《Android全面分析》

2.《最強Android書：架構大剖析》

3.?架構概覽 ?|? Android Open Source Project

4. Android 架構 - GeeksforGeeks

5.《瘋狂Android講義》