Android系统架构概述
Android系统是由Linux内核和Android运行时两大部分组成的。Linux内核是整个系统的基础,它包含了针对Android优化的各种专用驱动,如Logger、Binder、Ashmem、Wakelock、Low-Memory Killer和Alarm等。这些驱动程序对于Android系统的高效运行和功能实现至关重要。
Logger驱动允许系统进行完全内存操作,适用于频繁的数据读写操作。Binder是Android系统中的核心IPC(进程间通信)机制,它采用Client/Server模型,能减少进程间数据传输的开销,实现进程内直接调用的效果。Ashmem则是一种内存共享机制,通过文件描述符在进程间传递数据。
Android硬件抽象层(HAL)是为规避GPL许可问题而设计的。它将硬件驱动分为内核空间和用户空间两部分。内核空间主要处理硬件访问逻辑,遵循GPL许可证;而用户空间部分则负责参数处理和访问流程控制,采用Apache License,更利于商业使用。HAL模块是用户空间设备驱动的核心,它们通过设备文件与内核空间驱动交互。系统服务通过JNI(Java Native Interface)与HAL模块沟通,进而管理硬件,而应用程序则通过系统服务间接访问硬件资源。
Android应用程序架构基于组件化设计,四大组件——Activity、Service、BroadcastReceiver和ContentProvider构成了Android应用的基本构建块。Activity是用户界面和交互的主要载体,Service用于在后台执行长时间任务,BroadcastReceiver接收并响应系统或应用广播事件,ContentProvider则负责数据的存储和共享。
Activity的生命周期由ActivityManagerService管理,其状态变化遵循一定的规则,如创建、启动、暂停、恢复和销毁等。Activity之间通过Intent进行通信,形成了一个活动栈,ActivityManagerService维护着这个栈,确保用户界面的正确导航。
Android应用程序框架包括C/C++和Java两层,Java层运行在Dalvik虚拟机之上。Dalvik虚拟机采用了按需编译的方式,提高了运行效率。同时,Java代码可以通过JNI与C/C++代码交互,实现了性能优化和底层功能的调用。
Android系统是一个层次分明、组件化设计的复杂生态系统,从底层硬件驱动到上层应用程序,每一个层面都紧密相连,共同构成了Android平台的强大功能。理解这一架构对于开发者来说至关重要,因为它提供了深入优化和扩展系统的可能。