Android 架构 必读
根据Android架构分层推荐开发书籍
根据Android架构分层推荐开发书籍Android系统的架构可以分为六个部分。
笔者根据⾃⼰的体会为⼤家推荐每个部分对应的精品书籍，不喜勿喷。
1、Android Application《Android Developer Document》、《Pro Android》、《Professional Android Application Development》、《Google Android SDK 开发范例⼤全》、 Google IO Android Documents。
2、Android Application Framework《深⼊理解Android 卷I》、《Android技术内幕》。
3、Dalvik Virtual Machine《Inside JVM》、《google dalvik documents》。
4、JNI & Native Libraries资料很少、看源码吧。
5、Core Libraries资料更少、看源码吧。
6、Linux Kernel & Driver《深⼊Linux内核架构》、《Linux设备驱动开发》、《Linux Kernel Development》。
编程语⾔主要涉及到下⾯三种：Java:《The Java Programming Language》、《Core Java》、《Java夜未眠》、《Java Threads》、《》C++:《The C++ Programming Language》、《C++ Primer》、《C++编程思想》C:《指针和C》、《C语⾔程序设计》、《C Primer Plus》总之，对于开源软件来说，在熟悉了整个框架和各个部分的功能之后，最好的⽅式就是学习源码。
源码不断在更新、在修改设计，书籍会过时，但是经常跟踪源码不会过时，也能随时获知最新的功能。
Android系统的架构与应用开发技术
Android系统的架构与应用开发技术随着智能手机的日益普及，Android作为最为流行的手机操作系统之一，已经成为了很多人在日常生活中不可或缺的工具。
而对于程序员们来说，了解Android的架构和开发技术更是必不可少的。
本文将详细介绍Android的架构和应用开发技术。
一、Android系统的架构Android是以Linux内核为基础的开源移动操作系统，由Google主导开发，它的架构主要由四个部分组成：应用层、应用框架层、系统运行库层和Linux内核层。
1. 应用层应用层是Android中最上层的部分，它包含所有用户直接和操作系统打交道的应用程序，如浏览器、音乐播放器、短信应用、邮件应用等。
这些应用程序使用了Android提供的各种API，如图形用户界面（GUI）、电话服务、短信服务等。
2. 应用框架层应用框架层包含了Android提供的各种各样的服务和API。
应用程序可以通过这些服务和API，来实现与其他应用程序的交互、访问系统资源和网络等。
这一层为应用程序提供了很多基础设施，如界面框架、管理应用程序、位置管理、通知管理等。
3. 系统运行库层系统运行库层包括了Android提供的一系列C/C++库，用于应用程序和系统级进程间的交互。
这些库包括许多不同的组件，如SQLite数据库、SSL、OpenGL等。
4. Linux内核层Linux内核层负责处理底层硬件接口和设备驱动程序。
Android系统的内核层实现了Linux内核的各种功能，如进程管理、内存管理、文件系统管理和网络管理等。
二、Android应用开发技术1. Java语言和XMLAndroid应用开发使用的是Java语言和XML（标准通用标记语言）。
Java是一种面向对象的编程语言，常用于开发Android应用，XML则用于应用程序中定义布局、动作和关键字。
2. Android SDKAndroid SDK（Software Development Kit）是一个包含各种开发工具的软件包，供开发者使用。
android开发基础架构
源代码
布局文件
• Res/layout/main.xml
<xml version="1.0" encoding="utf-8"> <LinearLayout xmlns:android=""
android:orientation="vertical" android:layout_width="fill_parent" android:layout_height="fill_parent" > <TextView android:layout_width="fill_parent" android:layout_height="wrap_content" android:text="@string/hello" /> </LinearLayout>
– 相对于另一个控件或容器的布局
• TableLayout 表格布局
– 类似于html中的table布局
• FrameLayout 帧布局 • AbsoluteLayout 绝对布局
常见布局
• Android概述 • 平台架构 • 重要组件 • 开发环境介绍 • Hello World • Demo演示
android开发基础架构
It is applicable to work report, lecture and teaching
• Android概述 • 平台架构 • 重要组件 • 开发环境介绍 • Hello World • Demo演示
纲要
Android概述
Android 操作系统是2007年11月5日由美国 Google公司基于Linux整合开发的嵌入式系 统，后开源并由后由开放联盟Open Handset Alliance）开发。在全世界范围内 ，Moto、HTC（多普达）、联想、三星等 众多公司都已经推出Android产品和上网本 产品，而且有越来越多加速上升的趋势。
Android架构基本知识
Android架构基本知识1.2 Android的系统架构系统构架图中可以看到从上到依次是应用层(Applications)、应用框架层(Application Framework)、系统运行库层（Lib和Runtime）、Linux内核层（linux kernel）1.2.1 Android内核Linux 内核版本2.6位于硬件和软件堆之间的抽象层核心服务：安全机制、内存管理、进程管理、网络、硬件驱动。
Android依赖Linux内核2.6来提供核心服务，比如进程管理、网络协议栈、硬件驱动。
在这里，Linux内核作为硬件层和系统软件栈层之间的一个抽象层。
这个操作系统并非类GNU/Linux 的，因为其系统库，系统初始化和编程接口都和标准的Linux系统是有所不同的。
从Google目前release的Linux系统来看，其没有虚拟内存文件系统，系统所用的是yaffs2文件系统，具体的映像也都位于SDK安装目录下。
通过emulator -console命令，我们可以在host终端下得到一个简单的可以控制Android的shell，这个系统包含了一个Toolbox，提供一些基本的命令工具，集中在/sbin,/system/sbin,/system/bin中，但是很简陋，命令种类也很少。
若有时间和必要我会作个介绍。
既然采用的linux系统，就有必要介绍一下主要驱动（如图中所示）:显示驱动（Display Driver）键盘驱动（KeyBoard Driver）Flash内存驱动（Flash Memory Driver）照相机驱动（Camera Driver）音频驱动（Audio Driver）蓝牙驱动（Bluetooth Driver）Wifi驱动Binder IPC驱动Power Management (电源管理)等等。
1.2.2程序库和运行库（Lib和Runtime）程序库（lib）：Android 包含一些C/C++库、媒体库、数据库引擎库等等，，这些库能被Android系统中不同的组件使用，通过 Android 应用程序框架为开发者提供服务,以下是包括的一些核心库：· 系统 C 库 - C语言标准库，系统最底层的库，C库通过Linux系统来调用，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。
Android应用程序架构
Android应用程序架构Android应用程序架构是指Android系统中应用程序的设计和实现方式。
随着移动互联网的快速发展，Android系统成为了最受欢迎的移动操作系统之一，而Android应用程序架构也因此变得越来越重要。
在Android应用程序架构中，有许多组件和模块，这些组件和模块可以帮助开发者构建高质量、强大的应用程序。
下面我们将深入探讨一下Android应用程序架构，包括其各个组成部分及其作用。
1.应用程序界面应用程序界面是Android应用程序的门面，也是用户与应用程序交互的地方。
在Android系统中，应用程序界面通常是由活动(Activity)、片段(Fragment)、布局(Layout)、视图(View)等组成。
其中，活动(Activity)是用户与应用程序交互的基本单位。
一个应用程序可以拥有多个活动，每个活动都是一个独立的界面。
活动可以包含一些用户界面元素，比如按钮、文本框等，可以接受用户的输入，也可以向用户展示数据。
片段(Fragment)是由活动(Activity)管理的一部分用户界面。
与活动不同的是，一个活动可以包含多个片段。
片段可以独立于活动存在，也可以与其他片段组合在一起形成一个完整的界面。
片段的使用可以让应用程序更加灵活，可以根据用户的需求动态地加载、替换、删除等。
布局(Layout)定义了用户界面的结构和样式。
在Android系统中，有多种布局，比如线性布局(LinearLayout)、相对布局(RelativeLayout)、表格布局(TableLayout)、网格布局(GridLayout)等。
通过不同的布局方式，我们可以实现各种不同的界面效果。
视图(View)是Android系统中最基本的界面元素，用于展示单个元素，例如按钮、文本框、图片等。
在Android系统中，视图(View)通常组合在布局(Layout)中使用，通过不同的视图(View)和布局(Layout)的组合，我们可以构建出非常复杂的用户界面。
Android系统架构及内核简介
Android系统架构及内核简介（来源于ThinkPHP）Android是Google公司开发的基于Linux平台的开源⼿机操作系统,它包括操作系统、中间件、⽤户界⾯和应⽤程序,⽽且不存在任何以往阻碍移动产业创新的专利权障碍,并由Google公司于2007年11⽉5⽇正式发布。
同时,Google公司组建了⼀个开放⼿机联盟,这个联盟由中国移动、摩托罗拉、⾼通、宏达电和T-Mobile等在内的全球30多家技术和⽆线应⽤的领军企业组成,Google通过与运营商、设备制造商、开发商和其他有关各⽅结成深层次的合作伙伴关系,希望借助建⽴标准化、开放式的移动电话软件平台,在移动产业内形成⼀个开放式的⽣态系统;可预见地,⽣产和使⽤基于 Android系统的嵌⼊式⼿持移动设备将是未来的发展趋势,对相应软件的需求量也将⽇趋增长,因此对Android系统内部作⼀个完整和深⼊的分析,对基于Android平台的软件移植和开发是很有益处的。
1 Android系统平台架构对操作系统⽽⾔,必须做到设计合理、层次分明,同时还需考虑整个系统的结构要聚耦适当,Android系统是基于linux内核的,因此还必须具备开源的特性,以符合开源⼈员共同⼯作。
从系统的组成要件来讲,Android平台架构包括硬件设备、板级⽀持包、驱动程序、操作系统内核、程序运⾏库,运⾏框架,应⽤程序等,它们的有机结合和协同⼯作共同完成了整个系统的正常运⾏和对事务的处理。
依据Google开源资料可知,整个系统由Linux内核、程序库、Android Runtime、应⽤程序框架和应⽤程序等5部分组成，,系统架构如图1所⽰。
参照图1,由上⽽下对组成系统各部分的主要组件作以下描述。
1.1 Linux内核Android基于Linux 2.6内核,但并⾮完全照搬内核,⽽是对内核作了部分增删和修改,在Linux 2.6内核的基础上,Android核⼼系统实现了安全性、内存管理、进程管理、⽹络协议栈和驱动模型等功能,Linux内核也同时作为硬件和软件栈之间的抽象层。
Android平台架构及特性
Android平台架构及特性Android平台架构及特性 Android系统的底层是建⽴在Linux系统之上，改平台由操作系统、中间件、⽤户界⾯和应⽤软件四层组成，它采⽤⼀种被称为软件叠层（Software Stack）的⽅式进⾏构建。
好处：这种软件叠层结构使得层与层互相分离，明确各层的分⼯，这种分⼯保证了层与层之间的低耦合，当下层内或者层下发⽣改变时，上层应⽤程序⽆需任何改变。
下图显⽰Android系统的体系结构：1.应⽤程序层（Application） 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。
我们编写的主要是这⼀层上的应⽤程序。
2.应⽤程序架构层（Application Framework） 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。
Android应⽤程序框架提供了⼤量的API供开发者使⽤。
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） Notification Manager(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）Telephony Manager(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）Location Manager(位置管理器)提供位置服务j）XMPP Service（XMPP服务）提供Google Talk服务3.系统运⾏库层： 1)函数库（Libraries） 函数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。
Android开发之Android体系架构介绍
Android开发之Android体系架构介绍在Android中，整个框架由应用、应用框架、原生库、Android实时库、硬件抽象层、Linux内核等若干部分组成。
其中最核心的Android虚拟机部分也已经开放源码。
对开发者而言，如果期望在深度定制的基础上开发出差异化、高度竞争力的产品，需要在应用框架、原生库、硬件抽象层、Linux内核等方面有较深入的理解。
图1显示了Android的体系架构。
图1 Android体系架构1 核心服务所谓Android的核心服务主要包括熵服务（Entropy Service）、电源管理器（Power Manager）、Activity管理器（Activity Manager）、通话寄存器（Telephony Registry）、包管理器（Package Manager）、账户管理器（Account Manager）、内容管理器（Content Manager）、内容提供器（System Content Providers）、电池服务（Battery Service）、光线服务（Lights Service）、振动服务（Vibrator Service）、闹钟管理器（Alarm Manager）、看门狗（Init Watchdog）、窗口管理器（Window Manager）、蓝牙服务（Bluetooth Service）等。
这些服务和应用程序密切相关，但通常应用程序不能直接接入核心服务。
早期版本中的硬件服务（Hardware Service）和传感器服务（Sensor Service）已经被移除，光线服务和振动服务在核心服务通过系统服务器来启动。
系统服务器的实现位于SystemServer.java中。
2 原生服务在Android中，上层的应用是基于Java开发的，但是框架层的服务很多是基于C/C++的，为了说明的方便，在本书中，将基于C/C++的服务称为原生服务。
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谷歌无人驾驶汽车
已经行驶了14万英里的里程、只发生过一次车祸 计算机视角：
使用视频摄像头、雷达传感器，及激光测距器来了解周围的交通 状况 谷歌自己的地图导航 通过谷歌的数据中心来实现
数据中心能处理汽车收集的周围地形相关的大量信息
2013-7-10
浙江大学计算机学院 8
Android 2.2版本，10年5月19日发布
• • •
提供应用程序可移植性和运行环境的一致性 运行优化的dex格式文件和Dalvik字节码 Java .class/.jar 在创建的时候就被转换成为了 .dex
•
为嵌入式环境设计
• • •
支持每设备多个虚拟机进程
高度CPU优化的字节码解释器 高效内存使用
48
核心库
针对Java语言的APIs提供了一个强大，然而简单 的开发平台
Netflix、Pandora、Twitter、 Youtube和索尼的Qriocity串流 视频服务
32英寸联网电视售价799.99美元， 46英寸的1399.99美元
6
Google车载系统
Google的地图服务（GoogleMaps）
“Google Maps”、“Google Earth”及“Streetview”
35
Bionic libc
• • •
BSD协议，使得GPL不出现在用户空间
体积小，代码路径短，会在每个进程中加载
自定义的pthread实现，十分快速而简洁
36
Bionic libc
• •
不支持某些POSIX特征 与标准的GNU glibc库不兼容
•
所有的本地程序必须依照bionic库进行编译
25
Linux内核
26
Linux内核
27
Binder：问题
应用与服务可以运行在不同的进程中，但是 相互必须通信且共享数据
IPC会带来巨大额外处理开销和安全
28
Binder：解决方法
•
• • • •
驱动程序加快进程之间的通信
通过共享数据提高性能 对于处理请求，每个进程有单独的线程池 引用计数和对象引用进程间映射 进程间同步调用
全新的UI界面 革新的输入方式 更好的电源管理 全新的交流方式 游戏支持能力提升 多媒体影音功能提升
全新的UI界面
对经典的动态界面进行了简化，然后上面的 通知栏和下面弹出的菜单也从原来的灰色变 成了黑色，保持界面的一致性。 使得手机使用中的耗电量降低，有助于提升 待机时间，同时对手机的运行速度有所提升
英特尔Atom芯片 盈利模式
在11个有线电视网络销售广告位
5
谷歌上网电视
索尼的互联网电视
无线（Wi-Fi-ready）方式与网络 连接 谷歌的Android平台 英特尔的Atom芯片 机顶盒 蓝牙播放器 遥控器：双手操纵的遥控器配备了 光学鼠标和QWERTY键盘
预先安装的程序
Android概述
应用程序构建模块
活动 用户界面部件通常对应一个屏 幕
意向接收
服务 内容提供
设置并回应提示或状态改变， 并激活应用程序
没有前端界面的后台任务 应用程序可以共享数据
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Android开源开发
•
•
• • • • • • •
软件栈在Apache 2.0协议下开源 第一步手机发布后源码即公开 人人都可以编译构建系统镜像 用户能控制自己的体验 他们决定安装何种程序 他们可以配置默认的设置 无需繁杂的发布程序的过程 没有隐藏或特权的框架API 可以集成、扩展、替换已有的组 件
Google Reader Gmail
Android系统深入篇
一、进程管理
进程
当应用程序的第一个组件需要运行时，Android就创建一个只包 含一个线程的Linux的进程 默认情况下，应用程序的所有组件都在这个进程中的线程中执行 每一个进程都被一个manifest file控制 当内存资源很紧张的时候，Android会暂时中止掉一些优先级较 低的进程 在一个进程的主线程中，所有的组件都将被初始化。 可以通过Java传统的Thread类进行创建 Android操作系统会尽量长时间的保持线程
• • • •
数据结构 实用类 文件访问
……
49
应用程序框架
•活动管理器 •包管理器
•窗口管理器
•资源管理器 •内容提供器 •视图系统
•通知管理器
•电话管理器 •各种服务
AJAX
网页应用程序 <canvas>使JavaScript可直接绘图 DOM可以创建UI特效 Android目前不支持HTML5，但有Gears
增强支持OpenGL ES 2.0 支持Flash 10.1 APP2SD将支持软件安装到存储卡 修复多点触摸传感器的问题 激活轨迹球闪光色彩设置 增加FM收音机支持
9
Android 2.3
北京时间12月7日凌晨，Google正式发布了代号为 Gingerbread的Android 2.3平台。 谷歌Nexus S将是第一款搭载Android 2.3姜饼系统的机型。 特点
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本地库
• • • •
Bionic Libc 函数库(Funtion Libraries) 本地服务(Native Servers) 硬件抽象库(Hardware Abstraction Libraries)
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Bionic Libc
• •
什么是Bionic Libc 定制库应用，优化嵌入式的应用
Android汽车导航仪设备
通过MapAPI及其它方式提供的地图功能 提供广泛的地图数据和其它相关数据 ConnectedDrive升级包
为用户想去的地方提供图片说明 谷歌已经拥有了大量的图像资料，包括本地图片、卫星图像、街道视 图以及大量用户自己创建的照片
对设施实行三维及图像显示 车载装置中配置Android电话 车载导航仪能与云计算（Cloud Computing）设备连接， 便可经由通信网络进行服务升级，使导航仪达互联网速度
ANDROID
架构
Android概述
Android 手机操作系统是2007年11月5日由美国 Google公司基于Linux整合开发的嵌入式系统，后 开源并由后由开放手机联盟Open Handset Alliance）开发 在全世界范围内，Moto、HTC（多普达）、联想、 三星等众多公司都已经推出Android手机产品和上 网本产品，而且有越来越多加速上升的趋势。 2009年2月 android 1.1 2009年5月 android 1.5 Cupcake 2009年9月 android 1.6 Donut 2009年10月 android 2.0/2.1 Eclair 2010年5月 android 2.2 Froyo 2010年12月 android 2.3 Gingerbread
2
Android背景
移动用户爆 炸增长，已 经大大超过 了PC用户
3
谷歌TV
2010年5月19日发布，百万个电视台 硬件
英特尔的Atom CE4100 SoC（2009年发布的产品）
支持 1080p 影片播放、Blu-ray 支持 MPEG-4、3D绘图
Sony的电视机 罗技的遥控器 Android 2.1 支持Flash 10.1 支持Android market的软件 Android手机当遥控器来操作Google TV 手机上正在看的东西，可以丢到google TV上播放
4
软件
与gphone互动
Google TV
Google TV采用Android 2.1系统
观看来自Hulu、YouTube、Netflix的视频以及NBC等电视台 的节目 Google的整合搜索技术
在视频网络里查找某个视频进行搜索，浏览海量的网络视频
可下载各种应用软件 Chrome浏览器 照片浏览器 游戏 音乐播放
多媒体功能提升
新增VP8和WebM视频格式支持 提供AAC和AMR宽频编码 提供了新的音频效果器，比如混响、均衡、虚拟耳机和低频 提升。
Chrome OS
Chrome OS及Chrome应用商店
2010年12月8日，谷歌宣布正式发布桌面操作系统 Chrome OS操作系统以及Chrome应用商店 云操作系统 Chrome OS会持续不断地更新， 主要面向上网本市场
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Hardware Abstraction Libraries
• • •
C/C++库文件层
定义Android的驱动接口
将Android逻辑平台从硬件接口中分开
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Android Runtime
• •
Dalvik 虚拟机
核心库
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Dalvik 虚拟机
•
完全为Android定制的虚拟机，基于QEMU
• • •
建立在PacketVideo OpenCORE平台之上
支持标准的视频，音频格式
支持硬件/软件解码插件
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SQLite
• •
轻量级事务数据存储
多数平台数据存储的后端
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本地服务器
•
表面抛射器 Surface Flinger