Android的系统架构_2.1 android系统架构 4 2.2 android组件 4 2.3相关技术 6-程序员宅基地

技术标签: android  

如果说一个成功男人的背后会有一个默默支持的女人的话,那么一个优越稳定的平台背后必有一个成熟的系统架构所支撑着。那么,Android的系统架构是怎么样的呢?从下图我们可以从整体上有个大致的了解(图片来源互联网):

                          

    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) 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

         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:

              Ø  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。 

     Ø  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。

              Ø  SQLite:

                  小型的关系型数据库引擎 

              Ø  OpenGL|ES

                  根据OpenGL ES 1.0API标准实现的3D绘图函数库 

              Ø  FreeType

                  提供点阵字与向量字的描绘与显示 

              Ø  WebKit

                  一套网页浏览器的软件引擎

              Ø  SGL

                  底层的2D图形渲染引擎 

              Ø  SSL

                  在Andorid上通信过程中实现握手 

              Ø  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。

             Ø  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。

             Ø  Dalvik虚拟机

                 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。

    基本上通过以上的学习,在对Android系统架构有了一个大致的了解之后,我们也离开始Android的开发之旅更进一步了~


二、框架提供的功能 
  Android系统提供给应用开发者的本身就是一个框架,所有的应用开发都必须遵守这个框架的原则。我们在开发应用时就是在这个框架上进行扩展,下面是Android框架提供给我们可用的功能。 
  1、android.app:提供高层的程序模型和基本的运行环境。 
  2、 android.content:包括各种设备上的数据进行访问和发布。 
  3、 android.database:通过内容提供者浏览和操作数据库。 
  4、 android.graphics:底层的图形库,包括画布、颜色过滤、点、矩阵,可以将他们直接绘制到屏幕上。 
  5、 android.location:定位和相关服务的类。 
  6、 android.media:提供一些类管理多种音频、视频的媒体接口。 
  7、 android.net:提供帮助网络访问的类,超过通常的java.net.*。 
  8、 android.os:提供了系统服务、消息传输和IPC机制。 
  9、 android.opengl:提供OpenGL的工具。 
  10、 android.provider:提供访问Android内容提供者的类。 
  11、 android.telephony:提供与拨打电话相关的API交互。 
  12、 android.view提供基础的用户界面接口框架。 
  13、 android.util:设计工具性的方法,例如时间日期的操作。 
  14、 android.webkit:默认浏览器操作接口。 
  15、 android.widget:包含各种UI元素(大部分是可见的)在应用程序的布局中使用。 


三、相关技术说明 
  关于进程间通信的几种方式 
  1、 管道( pipe ):管道是一种半双工的通信方式,数据只能单向流动,而且只能在具有亲缘关系的进程间使用。进程的亲缘关系通常是指父子进程关系。 
  2、 有名管道 (named pipe) : 有名管道也是半双工的通信方式,但是它允许无亲缘关系进程间的通信。 
  3、 信号量( semophore ) : 信号量是一个计数器,可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它常作为一种锁机制,防止某进程正在访问共享资源时,其他进程也访问该资源。因此,主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。 
  4、 消息队列( message queue ) : 消息队列是由消息的链表,存放在内核中并由消息队列标识符标识。消息队列克服了信号传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。 
  5、 信号 ( sinal ) : 信号是一种比较复杂的通信方式,用于通知接收进程某个事件已经发生。 
  6、 共享内存( shared memory ) :共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存,这段共享内存由一个进程创建,但多个进程都可以访问。共享内存是最快的 IPC 方式,它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其他通信机制,如信号两,配合使用,来实现进程间的同步和通信。 
  7、 套接字( socket ) : 套解口也是一种进程间通信机制,与其他通信机制不同的是,它可用于不同及其间的进程通信。 



四、关于LINUX内核及操作系统加载过程 
  由于在Linux系统的启动过程中会出现非常多的提示系统的启动过程中会出现非常多的提示信息,而且很多启动信息都是在屏幕上一闪而过, 息,而且很多启动信息都是在屏幕上一闪而过,所以对于LINUX系统的初学者来说,可能会觉得Linux的启动过程非常神秘和复杂。其实 系统的启动过程并不是大家想象中的那么复杂,其过程可以分为5个阶段。 
  1.BIOS加电自检 
  2.加载主引导加载程序(MBR) 
  3.加载次引导加载程序(GRUB) 
  4.Linux内核映像 
  5.init进程 

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