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概述Android系统庞大且错综复杂，今天小编将带领大家初探Android系统整体架构，一窥其全貌。引言本文作为Android系统架构的开篇，起到提纲挈领的作用，从系统整体架构角度概要讲解Android系统的核心技术点，带领大家初探Android系统全貌以及内部运作机制。虽然Android系统非常庞大且错综复

AndroID系统庞大且错综复杂，今天小编将带领大家初探AndroID系统整体架构，一窥其全貌。

引言

本文作为AndroID系统架构的开篇，起到提纲挈领的作用，从系统整体架构角度概要讲解AndroID系统的核心技术点，带领大家初探AndroID系统全貌以及内部运作机制。虽然AndroID系统非常庞大且错综复杂，需要具备全面的技术栈，但整体架构设计清晰。AndroID底层内核空间以linux Kernel作为基石，上层用户空间由Native系统库、虚拟机运行环境、框架层组成，通过系统调用(Syscall)连通系统的内核空间与用户空间。对于用户空间主要采用C++和Java代码编写，通过JNI技术打通用户空间的Java层和Native层(C++/C)，从而连通整个系统。

为了能让大家整体上大致了解AndroID系统涉及的知识层面，先来看一张Google官方提供的经典分层架构图，从下往上依次分为linux内核、HAL、系统Native库和AndroID运行时环境、Java框架层以及应用层这5层架构，其中每一层都包含大量的子模块或子系统。

上图采用静态分层方式的架构划分，众所周知，程序代码是死的，系统运转是活的，各模块代码运行在不同的进程(线程)中，相互之间进行着各种错终复杂的信息传递与交互流，从这个角度来说此图并没能体现AndroID整个系统的内部架构、运行机理，以及各个模块之间是如何衔接与配合工作的。为了更深入地掌握AndroID整个架构思想以及各个模块在AndroID系统所处的地位与价值，计划以AndroID系统启动过程为主线，以进程的视角来诠释AndroID M系统全貌，全方位的深度剖析各个模块功能，争取各个击破。这样才能犹如庖丁解牛，解决、分析问题则能游刃有余。

进程和线程的概念

进程是具有独立功能的程序在一个数据集合上运行的过程。进程是系统进行资源分配的单位，实现的 *** 作系统的并发。

线程是比进程更小的能独立运行的单位，是  调度的基本单位，实现了进程内部的并发。线程成为了程序执行流的最小单位。

进程状态转换图

创建状态：进程正在被创建。就绪状态：进程已经分配到了除  之外的所有资源，只要分配到  就可以开始运行。运行状态：进程已经获得 ，正处于运行状态。阻塞状态：正在执行的进程正在等待某一事件而暂时不能运行。终止状态：进程运行完毕， *** 作系统完成撤销进程的相关工作，并将  归还给系统。

当有多个进程请求资源时，就会造成内存资源紧张，所以 *** 作系统还存在一种挂起 *** 作：将进程交换到外存去，使进程进入挂起状态。

活动就绪：进程在内存，处于就绪状态，还需要 。静止就绪：进程在外存，处于就绪状态，还需要调入到内存和 。活动阻塞：进程在内存，但由于某种原因被阻塞了。静止阻塞：进程在外存，但由于某种原因被阻塞了。进程切换切换页目录，使用新进程的虚拟地址空间。保存当前的  环境、硬件上下文，并导入新进程的的  环境、硬件上下文。进程和线程的区别一个线程属于一个进程，依赖于进程而存在。一个进程可以包括多个线程，但至少包括一个线程。进程是系统资源分配的最小单位，线程是  调度的最小单位。不同进程在执行过程中拥有独立的内存单元，而同一进程内多个线程共享进程内存。所以一个线程的意外会造成同一进程内其他线程的终止，而进程之间不会互相影响。进程切换时，涉及整个程序的  环境保存和新调度进程的  环境配置。线程切换时，只需要保存少量内容，所以进程切换的系统开销更大。进程通信时，由于它的空间独立性决定了它的通信需要通过 *** 作系统。而线程通信时，由于多线程同享内存导致了线程之间的通信比较容易，不需要通过 *** 作系统。有了进程为什么还要线程

进程可以提高系统的并发性和资源的利用率，但还是存在一些缺点的：

比如一个进程一时间只能做一件事。比如只有进程的话  无法同时完成传输文件、视频聊天。进程在执行过程中被阻塞时，整个进程就会挂起，那么进程中有些不依赖于等待资源的工作也不会执行。比如浏览器想要打印某个页面时，打印机被占用，那么浏览器也无法提供别的服务。

为了解决这些缺点，所以引入了线程作为进程内并发执行的更小单元，从而减少程序在并发执行过程中所付出的时空开销。

进程之间的同步方式

各个进程拥有自己独立的内存空间，为了保证安全，一个进程不可以直接访问另一个进程的内存空间。但进程之间的通信是必不可少的，所以有以下方式完成进程之间的通信：

管道通信管道通信分为普通管道和命名管道。普通管道可用于有亲缘关系进程之间的通信，命名管道还允许无亲缘关系进程之间的通信。管道上数据是单方向传输的，想要完成双向通信需要两个管道。消息将通信的数据封装在消息中，通过消息来完成通信。消息的通信方式有两种：

直接通信方式，将消息直接发送给对方进程。

间接通信方式，双方都通过共享中间实体来完成对消息的法松和接收。

信号量

信号量本质上是一个计数器，用来完成进程的互斥和同步，比如   *** 作。共享内存不同进程可以访问同一块内存，共享内存是临界资源。共享内存直接从内存中读取数据，不需要从用户态到内核态的切换，是最快的一种方式。线程之间的同步方式临界区：多线程访问公共资源，速度快。互斥量：控制多个进程对他们之间共享资源的互斥访问。由于资源只有一个，所以不能被多个线程同时访问。信号量：允许多个线程访问同一资源，但同一时刻访问该资源的线程有最大的数目限制。线程之间哪些是共享的堆区，堆是进程开辟出来的，多线程共享这部分资源。全局变量和静态变量，和特定线程无关，所以也是共享的。文件等公共资源，使用这些公共资源的线程必须同步。线程需要保存哪些上下文

线程在切换过程中，需要保存当前线程 、线程状态、堆栈、寄存器状态等信息。寄存器状态主要包括：

：堆栈指针，指向当前栈的栈顶指针。：程序计数器，存储下一跳将要执行的指令。：累加寄存器，用于加法乘法的缺省寄存器。游戏服务器应该为每个用户开辟一个线程还是一个进程

进程。因为同一进程内的线程会相互影响，所以如果一个用户的线程死掉了，其他用户的游戏也会崩溃。所以应该为每个用户开辟一个进程，使用户之间不会相互影响。

多进程和多线程的使用场景

多线程模型适用于  密集型场合。因为经常会因为  阻塞来切换线程，而线程切换的系统开销比进程切换小。

多进程模型适用于需要频繁计算的场合。

最后

跳槽季整理面试题已经成了我多年的习惯！在这里我和身边一些朋友特意整理了一份快速进阶为AndroID高级工程师的系统且全面的学习资料。涵盖了AndroID初级——AndroID高级架构师进阶必备的一些学习技能。

附上：我们之前因为秋招收集的二十套一二线互联网公司AndroID面试真题（含BAT、小米、华为、美团、滴滴）和我自己整理AndroID复习笔记（包含AndroID基础知识点、AndroID扩展知识点、AndroID源码解析、设计模式汇总、Gradle知识点、常见算法题汇总。）

本文在开源项目：【腾讯文档 】中已收录，里面包含不同方向的自学编程路线、面试题集合/面经、及系列技术文章等，资源持续更新中…
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总结

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