Android系统架构概览

首先是官网的架构图

Android stack

从图中可以看出,整个Android操作系统分为五层。它们分别是:

  1. 内核层(Linux Kernel),这一层包含了Linux Kernel以及Android定制的一些改动。除此之外,Android在Linux增加了一些定制的驱动,这些驱动通常与硬件无关,而是为了上层软件服务的,它们包括:

    • Binder: 进程间通讯(IPC)基础设施。Binder在Android系统中使用的地方非常多,几乎所有的Framework层的服务都是通过Binder的形式暴露出接口供外部使用的。
    • Ashmem 匿名共享内存。共享内存的作用是,当多个进程需要访问同一块数据时,可以避免数据拷贝。例如,经由ContentProvider接口获取数据的客户端和ContentProvider之间就是通过共享内存的方式来访问的。
    • lowmemorykiller 进程回收模块。在Framework层,所有的应用进程都是有ActivityManagerService来管理,它会根据进程的重要性设置一个优先级,这个优先级会被LMK读取。在系统内存较低时,LMK会根据进程的优先级排序,将优先级低的进程杀死,直到系统恢复到合适的内存状态。
    • logger 日志相关。开发人员经常会使用logcat读取日志来帮助分析问题。而无论是logcat工具,还是通过日志API写入日志,最终都是有底层的Logger驱动进行处理。
    • wakelock 电源管理相关。Android系统通常运行在以电池供电的移动设备上,因此专门增加了该模块来管理电源。
    • Alarm 闹钟相关,为AlarmManager服务。
  2. 硬件抽象层(HAL),该层为硬件厂商定义了一套标准的接口。这样可以在不影响上层的情况下,调整内部实现。

  3. Runtime和公共库层(Libraries & Android Runtime),这一层包含了虚拟机以及基本的运行环境。早期的Android的虚拟机是Dalvik,后来在Android 4.4 Google又引入了Android RunTime(ART)。

  4. Framework层,这一层包含了一系列重要的系统服务。对于App层的管理以及App 使用的API基本上都是在这一层提供的。这里面包含的服务很多,这里简单介绍一下最常见的几个服务:

    • ActivityManagerService:负责四大组件的管理(Activity,Service,ContentProvider,BroadcastReceiver)以及App进程管理
    • WindowManagerService:负责窗口管理
    • PackageManagerService:负责APK包的管理,包括安装,卸载,更新等
    • NotificationManagerService:负责通知管理
    • PowerManagerService:电源管理
    • LocationManagerService:定位相关
  5. 应用层(Applications),这是与用户直接接触的一层。大部分应用开发者都工作在这一层。