android软件开发的架构

Android以Java为编程语言，使接口到功能，都有层出不穷的变化，其中Activity等同于J2ME的MIDlet，一个Activity类（class）负责创建视窗（window），一个活动中的Activity就是在foreground（前景）模式，背景运行的程序叫做Service。两者之间通过由和AIDL连结，达到复数程序同时运行的效果。如果运行中的Activity全部画面被其他Activity取代时，该Activity便被停止（stopped），甚至被系统清除（kill）。

View等同于J2ME的Displayable，程序人员可以通过View类与“XMLlayout”档将UI放置在视窗上，Android1.5的版本可以利用View打造出所谓的Widgets，其实Widget只是View的一种，所以可以使用xml来设计layout，HTC的AndroidHero手机即含有大量的widget。至于ViewGroup是各种layout的基础抽象类（abstractclass），ViewGroup之内还可以有ViewGroup。View的构造函数不需要在Activity中调用，但是Displayable的是必须的，在Activity中，要通过()来从XML中取得View，Android的View类的显示很大程度上是从XML中读取的。View与事件（event）息息相关，两者之间通过Listener结合在一起，每一个View都可以注册一个eventlistener，例如：当View要处理用户触碰（touch）的事件时，就要向Android框架注册View.。另外还有Image等同于J2ME的BitMap。在模拟器上运行仿真是虚拟设备（AVD），我们需要配置来运行我们的Android应用程序。步骤1、开放的AVD管理步骤2、新的按钮，点击添加新设备，并配置您的设备设置。步骤3、会有一个结果窗口显示所有已配置你上一屏幕选择。步骤4、按“确定”，你将会看到你的设备列在有你可以关闭此窗口。步骤5、运行你的Android应用程序项目从Eclipse，如果只有一个AVD配置，它会自动部署的应用程序也会出现一个窗口，选择你的图片。仿真器将开始。在设备上运行

Android应用程序可以直接部署在Android设备上，这几个配置所需要的。步骤1、在调试模式的设置可以设置应用程序：Android的<应用程序>元真可调试属性。ADT8这是默认的。步骤2、您的设备上启用USB调试：Android3.2或以上转至设置>应用程序>开发和启用USB调试。在Android4更新，这是开发商选择设置>。注：在Android4.2更新，开发者选项是默认隐藏。可以，去设定>android的版本号。返回先前屏幕找到开发商选择。步骤3、安装USB驱动程序为您的设备，计算机识别你的设备。步骤4、一旦设置和您的设备通过USB连接，从Eclipse菜单栏安装您的应用程序在设备上选择运行>运行（或运行>调试）。 *** 作系统与应用程序的沟通桥梁，并用分为两层：函数层（Library）和虚拟机（VirtualMachine）。Bionic是Android改良libc的版本。Android同时包含了Webkit，所谓的Webkit就是AppleSafari浏览器背后的引擎。Surfaceflinger是就2D或3D的内容显示到屏幕上。Android使用工具链(Toolchain)为Google自制的BionicLibc。

Android采用OpenCORE作为基础多媒体框架。OpenCORE可分7大块：PVPlayer、PVAuthor、Codec、PacketVideoMultimediaFramework(PVMF)、OperatingSystemLibrary(OSCL)、Common、OpenMAX。

Android使用skia为核心图形引擎，搭配OpenGL/ES。skia与LinuxCairo功能相当，但相较于LinuxCairo,skia功能还只是阳春型的。2005年Skia公司被Google收购，2007年初，SkiaGL源码被公开，Skia也是GoogleChrome的图形引擎。

Android的多媒体数据库采用SQLite数据库系统。数据库又分为共用数据库及私用数据库。用户可通过类（Column）取得共用数据库。

Android的中间层多以Java实现，并且采用特殊的Dalvik虚拟机（DalvikVirtualMachine）。Dalvik虚拟机是一种“暂存器型态”（RegisterBased）的Java虚拟机，变量皆存放于暂存器中，虚拟机的指令相对减少。

Dalvik虚拟机可以有多个实例（instance）,每个Android应用程序都用一个自属的Dalvik虚拟机来运行，让系统在运行程序时可达到优化。Dalvik虚拟机并非运行Java字节码（Bytecode），而是运行一种称为.dex格式的文件。Android的HAL（硬件抽像层）是能以封闭源码形式提供硬件驱动模块。HAL的目的是为了把Androidframework与Linuxkernel隔开，让Android不至过度依赖Linuxkernel，以达成kernelindependent的概念，也让Androidframework的开发能在不考虑驱动程序实现的前提下进行发展。

HALstub是一种代理人（proxy）的概念，stub是以*.so档的形式存在。Stub向HAL“提供” *** 作函数（operations），并由Androidruntime向HAL取得stub的operations，再callback这些 *** 作函数。HAL里包含了许多的stub（代理人）。Runtime只要说明“类型”，即moleID，就可以取得 *** 作函数。Android是运行于Linuxkernel之上，但并不是GNU/Linux。因为在一般GNU/Linux里支持的功能，Android大都没有支持，包括Cairo、X11、Alsa、FFmpeg、GTK、Pango及Glibc等都被移除掉了。Android又以bionic取代Glibc、以Skia取代Cairo、再以opencore取代FFmpeg等等。Android为了达到商业应用，必须移除被GNUGPL授权证所约束的部份，例如Android将驱动程序移到userspace，使得Linuxdriver与Linuxkernel彻底分开。bionic/libc/kernel/并非标准的kernelheaderfiles。Android的kernelheader是利用工具由Linuxkernelheader所产生的，这样做是为了保留常数、数据结构与宏。

Android的Linuxkernel控制包括安全（Security），存储器管理（MemoryManagemeat），程序管理（ProcessManagement），网络堆栈（NetworkStack），驱动程序模型（DriverModel）等。下载Android源码之前，先要安装其构建工具Repo来初始化源码。Repo是Android用来辅助Git工作的一个工具。

android应用开发框架是ApplicationFramework.其系统架构由5部分组成，分别是：LinuxKernel、AndroidRuntime、Libraries、ApplicationFramework、。第二部分将详细介绍这5个部分。下面自底向上分析各层。

Android架构

1、LinuxKernelAndroid

基于Linux2.6提供核心系统服务，例如：安全、内存管理、进程管理、网络堆栈、驱动模型。Linux

Kernel也作为硬件和软件之间的抽象层，它隐藏具体硬件细节而为上层提供统一的服务。

如果你学过计算机网络知道OSI/RM，就会知道分层的好处就是使用下层提供的服务而为上层提供统一的服务，屏蔽本层及以下层的差异，当本层及以下层发生

了变化不会影响到上层。也就是说各层各尽其职，各层提供固定的SAP（ServiceAessPoint），专业点可以说是高内聚、低耦合。

如果你只是做应用开发，就不需要深入了解LinuxKernel层。

2、AndroidRuntimeAndroid

包含一个核心库的集合，提供大部分在Java编程语言核心类库中可用的功能。每一个Android应用程序是Dalvik虚拟机中的实例，运行在他们自己

的进程中。Dalvik虚拟机设计成，在一个设备可以高效地运行多个虚拟机。Dalvik虚拟机可执行文件格式是.dex，dex格式是专为Dalvik

设计的一种压缩格式，适合内存和处理器速度有限的系统。

大多数虚拟机包括JVM都是基于栈的，而Dalvik虚拟机则是基于寄存器的。两种架构各有优劣，一般而言，基于栈的机器需要更多指令，而基于寄存器的机

器指令更大。dx是一套工具，可以将Java.class转换成.dex

格式。一个dex文件通常会有多个.class。由于dex有时必须进行最佳化，会使文件大小增加1-4倍，以ODEX结尾。

Dalvik虚拟机依赖于Linux内核提供基本功能，如线程和底层内存管理。

3、LibrariesAndroid

包含一个C/C库的集合，供Android系统的各个组件使用。这些功能通过Android的应用程序框架（application

framework）暴露给开发者。下面列出一些核心库：系统C库--标准C系统库（libc）的BSD衍生，调整为基于嵌入式Linux设备

媒体库--基于PacketVideo的OpenCORE。这些库支持播放和录制许多流行的音频和视频格式，以及静态图像文件，包括MPEG4、

H.264、MP3、AAC、AMR、JPG、PNG界面管理--管理访问显示子系统和无缝组合多个应用程序的二维和三维图形层

LibWebCore--新式的Web浏览器引擎,驱动Android浏览器和内嵌的web视图SGL--基本的2D图形引擎

3D库--基于OpenGLES1.0APIs的实现。库使用硬件3D加速或包含高度优化的3D软件光栅FreeType

--位图和矢量字体渲染SQLite--所有应用程序都可以使用的强大而轻量级的关系数据库引擎

4、ApplicationFramework

通过提供开放的开发平台，Android使开发者能够编制极其丰富和新颖的应用程序。开发者可以自由地利用设备硬件优势、访问位置信息、运行后台服务、设置闹钟、向状态栏添加通知等等，很多很多。开发者可以完全使用核心应用程序所使用的框架APIs。应用程序的体系结构旨在简化组件的重用，任何应用程序都能发布他的功能且任何其他应用程序可以使用这些功能（需要服从框架执行的安全限制）。这一机制允许用户替换组件。所有的应用程序其实是一组服务和系统，包括：视图（View）--丰富的、可扩展的视图集合，可用于构建一个应用程序。包括包括列表、网格、文本框、按钮，甚至是内嵌的网页浏览器内容提供者（ContentProviders）--使应用程序能访问其他应用程序（如通讯录）的数据，或共享自己的数据资源管理器（ResourceManager）--提供访问非代码资源，如本地化字符串、图形和布局文件通知管理器（Manager）--使所有的应用程序能够在状态栏显示自定义警告活动管理器（ActivityManager）--管理应用程序生命周期,提供通用的导航回退功能

5、Android装配一个核心应用程序集合，包括电子邮件客户端、SMS程序、日历、地图、浏览器、联系人和其他设置。所有应用程序都是用Java编程语言写的。更加丰富的应用程序有待我们去开发！从上面我们知道Android的架构是分层的，非常清晰，分工很明确。Android本身是一套软件堆迭(Softwaretack)，或称为「软件迭层架构」，迭层主要分成三层： *** 作系统、中间件、应用程序。从上面我们也看到了开源的力量，一个个熟悉的开源软件在这里贡献了自己的一份力量。

1，Android应用程序层；

2，应用程序框架层；

3，系统运行库层；

4，Linux核心层。

应用是用Java语言编写的运行在虚拟机上的程序，即图中最上层的蓝色部分，其实，Google最开始时就在Android系统中捆绑了一些核心应用，比如e-mail客户端、SMS短消息程序、日历、地图、浏览器、联系人管理程序，等等。

第二层即是编写Google发布的核心应用时所使用的API框架，开发人员同样可以使用这些框架来开发自己的应用，这样便简化了程序开发的架构设计，但是必须遵守其框架的开发原则。

我们使用Android 应用框架时，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。

Android 的核心系统服务基于Linux2.6内核，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。

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