Android 系统架构主要分为五层,从上到下依次是应用层、应用框架层、系统库和 Android 运行时层、硬件抽象层(HAL),以及 Linux 内核层。
1. 应用层(Applications)
这是用户直接接触的层次。所有的应用程序(如系统自带应用:拨号、短信、相机、浏览器。三方应用:微信、Chrome浏览器等)都运行在这一层。应用层主要职责提供用户接口和用户体验的核心功能,直接响应用户输入。
2. 应用框架层(Application Framework)
这一层为开发者提供了构建应用的基本工具和 API,主要职责是提供开发应用的基本构件和API。使得应用开发者能够简化和标准化开发过程。主要组件包括:
Activity Manager:管理应用的生命周期和活动栈。Window Manager:管理窗口和显示系统。Content Providers:提供应用间的数据共享机制。View System:构建应用的 UI 组件,如按钮、文本框等。Package Manager:管理应用包的安装、卸载和版本控制。Telephony Manager:管理所有的电话功能。Resource Manager:管理应用资源(如字符串、图像文件等)。3. 系统库和 Android 运行时层(Libraries and Android Runtime)
这层主要职责是提供应用运行的基础环境和关键功能库,支持高效的内存管理和性能优化。包括了各种 C/C++ 库和 Android 运行时(ART):
系统库:提供了一些核心功能和服务,主要包括:libc:C 标准库,提供基础系统功能。
Media Framework:支持音频、视频播放和录制。
Surface Manager:管理显示和窗口层。
OpenGL ES:提供 2D 和 3D 图形渲染。
SQLite:轻量级关系数据库,用于数据存储。
Android 运行时(ART):包含核心类库和虚拟机。核心类库:提供 Java 类库,使应用可以使用标准的 Java API。
ART:替代 Dalvik VM,提供更好的性能和垃圾回收。
4. 硬件抽象层(Hardware Abstraction Layer,HAL)
HAL 定义了一组标准接口,使得上层的 Android 系统可以与硬件驱动进行交互而无需了解硬件的具体实现。每个硬件模块(如相机、音频等)都有对应的 HAL 实现,确保硬件驱动可以被上层调用。从这里可以看出,其主要职责是将硬件功能抽象化,使操作系统能够与各种硬件组件进行通信和控制,而无需直接处理具体的硬件实现细节。主要组件是:
HAL接口:定义硬件驱动程序与更高层系统交互的标准接口。
5. Linux 内核层(Linux Kernel)
最底层是基于 Linux 内核。主要职责提供基本硬件抽象层,管理硬件资源,并确保系统的安全性和稳定性,主要组件包括:
内存管理:管理系统内存分配和回收。进程管理:管理进程的创建、调度和终止。网络堆栈:提供网络协议支持。驱动程序:与硬件进行交互的驱动程序,如显示驱动、音频驱动、摄像头驱动等。安全:提供系统的安全机制,包括权限管理和用户认证。这些层次紧密协作,共同构成了 Android 系统的整体架构,确保系统的稳定性、扩展性和灵活性。通过这种分层架构,Android 能够支持多种硬件配置和应用场景,成为一个强大的移动操作系统。
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