Android源码分析一 Android系统架构
一 Android系统架构
- Linux内核层(Linux Kernel):Android系统基于Linux2.6内核,这一层为Android设备各种硬件提供了底层驱动,如显示驱动、音频驱动、照相机驱动、蓝牙驱动、Wi-Fi驱动、电源管理等;
- 硬件抽象层(android hardware abstraction layer):安卓驱动硬件的方式与Linux不尽相同。传统Linux的驱动完全存活于内核空间。Android则在内核外部增加了硬件抽象层(HAL, Hardware Abstraction Layer),把一部分驱动功能放到HAL层中。安卓为什么费尽麻烦增加一个HAL呢?为了保护源代码。Linux内核采用了GPL协议,所以硬件生产商想要支持Linux系统,必须遵照GPL协议公开硬件驱动的源代码。但这些源代码中包含有许多硬件的设计信息,牵涉到硬件生产商的核心利益。而增加了HAL层之后,硬件厂商就不需要开放所有的驱动代码了。
- 系统运行库层(libraries):这一层通过一些C/C++库(so库)来为Android系统提供了主要的特性支持。如SQLite库提供了数据库支持,OpenGL ES库提供了3D绘图支持,Webkit库提供了浏览器内核支持等;
- 应用框架层(application framework):这一层主要提供构建应用程序时可能用到的各种API,Android自带的一些核心应用就是使用这些API完成的,开发者也可通过使用API来构建自己的应用程序;
- 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
- 应用层(applications):这一层主要用于手机应用的安装,如系统自带联系人、短信等程序,或是第三方应用程序
6.Android运行时库(Android Runtime)ART以上为五层五区,还有一个区域是存在于libraries层的Android运行时库(Android Runtime)ART,它主要提供一些核心库,能够允许开发者使用Java语言来编写Android应用。另外Android运行时库中还包含了Dalvik虚拟机,它使得每一个Android应用都能运行在独立的进程中,且拥有一个自己的Dalvik虚拟机实例。相较于Java虚拟机,Dalvik是专门为移动设备定制的,它针对手机内存、CPU性能有限等情况作了优化处理。
二 Android系统启动架构图
可以看到:Android
系统启动是从下往上的一个过程:Loader
->Kernel
->Native
->Framework
->App
。
Loader 层
Boot Rom
:当手机处于关机状态时,长按开机键开机,会引导芯片开始从固化在Rom
里预设的代码开始执行,然后加载引导程序到Ram
.Boot Loader
:这是启动Android
系统之前的引导程序,主要是检查Ram
、初始化参数等功能。
Kernel 层
kernel
层指的就是Android
内核层,到这里才刚刚进入Android
系统
- 启动
Kernel
层的swapper
进程(pid=0),系统初始化过程Kernel创建的第一个进程,用于初始化进程管理、内存管理,加载Display
、Camera
、Binder
等驱动相关工作。 - 启动
kthreadd
(pid=2),这是Linux
系统的内核进程,会创建内核工作线程kworkder
、软中断线程ksoftirqd
和thermal
等内核守护进程。kthreadd
是所有内核进程的鼻祖。
Native 层
这里的Native
层主要包括init
孵化来的用户空间的守护进程、HAL层及开机动画等。启动init
进程(pid=1),是Linux
系统的用户进程,init
进程是所有用户进程的鼻祖。
init
进程会孵化出ueventd
、logd
、healthd
、installd
、adbd
、lmkd
等用户守护进程;init
进程还会启动ServiceManager
(Binder服务管家)、bootanim
(开机动画)等重要服务。init
进程孵化出Zygote
进程,Zygote
进程是Android系统第一个Java
进程(虚拟机进程),zygote
进程是所有Java
进程的父进程。
Framework 层
framework
主要包括Zygote进程
、SystemServer进程和
MediaServer进程`。
Zygote 进程
Zygote
进程是由init
进程通过解析init.rc
文件后fork
生成的。Zygote
的任务主要包括:
- 加载
ZygoteInit
类,注册Zygote Socket
服务端套接字。 - 加载虚拟机
preloadClassses
preloadResources
System Server 进程
System Server
进程是由Zygote
进程fork
而来,System Server
是Zygote
孵化的第一个进程。System Server
负责启动和管理整个Java Framework
,包含ActivityManager
、PowerManager
等服务。
Media Server 进程
Media Server
进程由init
进程fork
而来,负责管理整个C++ Framework
,包含AudioFlinger
、Camera Service
等服务。
App 层
Zygote
进程孵化出的第一个App
进程是Launcher
,也就是用户看到的桌面App
。同时Zygote
进程还会创建Browser
、Phone
、Email
等App
进程。也就是说所有的App
进程都是由Zygote
进程fork生成的。
Syscall 和 JNI
Native
层和Kernel
层有一个系统调用层,也就是Syscall
。Java
层和native
层之间的纽带是JNI
。
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