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Android 系统概览

本篇内容主要目的在从整体上了解Android 庞大的系统架构，根据系统架构中的不同模块和分层找到和梳理一条学习路径，这样能更好的切入到不同的模块学习，直到最后全部打通。

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接下来我们从两个角度来分析

下面这张图是Android官方提供的一张Android系统的预览图。

从上面这个图中我们可以知道，Android系统一共有5部分组成，他们分别是

从纵向层级架构的角度来看，我们了解了android系统经典5层结构，他们如垒砖一般纵向堆叠在一起。但是其实每一层都包含了大量的子模块子系统，并不能体现出Android整个系统的内部架构、运行机理，以及各个模块之间是如何衔接与配合工作的。接下来借鉴了gityuan总结的一张系统进程图，从系统进程的角度来看Android系统的工作原理。

Loader层： 引导kernel启动

Kernel层： Android内核空间

Native层： 进入用户空间

Framework层： 给app层提供api以及系统服务,

App层： 各种各样的应用程序apk

参考文献：

android的系统架构

android系统架构分从下往上为linux 内核层、运行库、应用程序框架层、和应用程序层

linuxkernel：负责硬件的驱动程序、网络、电源、系统安全以及内存管理等功能。

libraries和 androidruntime：libraries：即c/c++函数库部分，大多数都是开放源代码的函数库，例如webkit，该函数库负责 android网页浏览器的运行，例如标准的c函数库libc、openssl、sqlite等，当然也包括支持游戏开发2dsgl和 3dopengles，在多媒体方面有mediaframework框架来支持各种影音和图形文件的播放与显示，例如mpeg4、h.264、mp3、 aac、amr、jpg和png等众多的多媒体文件格式。android的runtime负责解释和执行生成的dalvik格式的字节码。

applicationframework（应用软件架构），java应用程序开发人员主要是使用该层封装好的api进行快速开发。

applications:该层是java的应用程序层，android内置的googlemaps、e-mail、即时通信工具、浏览器、mp3播放 器等处于该层，java开发人员开发的程序也处于该层，而且和内置的应用程序具有平等的位置，可以调用内置的应用程序，也可以替换内置的应用程序。

上面的四个层次，下层为上层服务，上层需要下层的支持，调用下层的服务，这种严格分层的方式带来的极大的稳定性、灵活性和可扩展性，使得不同层的开发人员可以按照规范专心特定层的开发。

android应用程序使用框架的api并在框架下运行，这就带来了程序开发的高度一致性，另一方面也告诉我们，要想写出优质高效的程序就必须对整个 applicationframework进行非常深入的理解。精通applicationframework，你就可以真正的理解android的设计 和运行机制，也就更能够驾驭整个应用层的开发。

一般的android开发都用到了系统架构哪些层?

开发一个程序，android的系统框架是层层相扣，不能分开的。

应用程序层：

这个层主要指的就是用java语言编写的运行在虚拟机上的程序，Google在最开始时就 在android系统中捆绑了一些核心的应用（核心应用的编写必须使用应用层序框架层的API框架），例如你android手机中SMS发送短消息的程序，通讯录等等。

应用程序框架层：

指的就是开发时所需要的API框架，开发人员是在遵守该框架的原则上，调用他们的，开发自己所需要的程序。

系统运行库层：

用于支持应用框架层的各个组件的。就是说当开发人员使用android应用框架层时，android系统会通过一些C/C++库来支持对我们使用的各个组件，使其能更好地为开发者服务。

linux核心层：

android的核心系统服务如安全性、内存管理、进程管理、网络协议栈和驱动模型等都依赖于Linux2.6内核，Linux内核同时也作为硬件和软件栈之间的抽象层。

因此，你开发的程序是运行在应用程序层，开发中写代码调用的包，是基于应用框架层，而在应用框架中的各个组件是需要系统运行库的支持的，例如，你要登陆查看的信息就必须访问到SQLite数据库，SQLite就位于系统运行库，再有，你登入要输入信息，肯定需要键盘驱动的支持，而各种驱动是依赖Linux内核的。

Android 的ARM架构和X86架构

Android开发中，在打包发布应用时会选择应用适配的cpu架构平台，在引用第三方库时也遇到根据不同cpu架构引入相应的so包。Android主要包括一下cpu架构：

在Android系统上，每一个CPU架构对应一个ABI：

ABI是Application Binary Interface的缩写，常表示两个程序模块之间的接口，且其中一个模块常为机器码级别的library或操作系统。它定义了函数库的调用、应用的二进制文件（尤其是.so）如何运行在相应的系统平台上等细节。其中mips及mips64极少用于手机，出发点是高性能,主要用于路由器、猫。

从CPU发明到现在，有非常多种架构，从我们熟悉的X86，ARM，到不太熟悉的MIPS，IA64，它们之间的差距都非常大。但是如果从最基本的逻辑角度来分类的话，它们可以被分为两大类，即所谓的“复杂指令集（CISC）”与“精简指令集（RISC）”系统。

Intel和ARM处理器的第一个区别是，前者使用复杂指令集（CISC)，后者使用精简指令集（RISC）。属于这两种类中的各种架构之间最大的区别，在于它们的设计者考虑问题方式的不同。

ARM架构是一个32位精简指令集RISC（Reduced Instruction Set Computing）处理器架构，其广泛地使用在许多嵌入式系统设计。但在其他领域上也有很多作为，由于节能的特点，ARM处理器非常适用于移动通信领域，匹配其主要设计目标为低成本、高性能、低耗电的特性。

ARM的优势不在于性能强大而在于效率，ARM采用RISC流水线指令集，在完成综合性工作方面根本就处于劣势，而在一些任务相对固定的应用场合其优势就能发挥得淋漓尽致。ARM结构的电脑是通过专用的数据接口使CPU与数据存储设备进行连接，所以ARM的存储、内存等性能扩展难以进行（一般在产品设计时已经定好其内存及数据存储的容量），所以采用ARM结构的系统，一般不考虑扩展。基本奉行“够用就好”的原则。

x86 架构是一个复杂指令集CISC（Complex Instruction Set Computer）处理器架构。X86结构的电脑无论如何都比ARM结构的系统在性能方面要快得多、强得多。X86的CPU随便就是1G以上、双核、四核。X86结构的电脑采用“桥”的方式与扩展设备（如：硬盘、内存等）进行连接，而且x86结构的电脑出现了近30年，其配套扩展的设备种类多、价格也比较便宜，所以x86结构的电脑能很容易进行性能扩展，如增加内存、硬盘等。