Android架构简介

date: 2013.05.23

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1 什么是 Android?

Android 是一个专门针对移动设备的软件集,它包括一个操作系统,中间件和一些重要的应用程序. Beta 版 的 Android SDK 提供了在 Android 平台上使用 JaVa 语言进行 Android 应用开发必须的工具和 API 接口.

1.1 特性

2 android架构

Android系统架构图

Android系统架构图

2.1 应用程序

Android 会同一系列核心应用程序包一起发布, 该应用程序包包括 email 客户端, SMS 短消息程序, 日历, 地图, 浏览器, 联系人管理程序等. 所有的应用程序都是使用 JAVA 语言编写的.

2.2 应用程序框架

开发人员也可以完全访问核心应用程序所使用的 API 框架. 该应用程序的架构设计简化了组件的重用; 任何一个应用程序都可以发布它的功能块并且任何其它的应用程序都可以使用其所发布的功能块(不过得遵循框架的安全性限制). 同样, 该应用程序重用机制也使用户可以方便的替换程序组件.

隐藏在每个应用后面的是一系列的服务和系统, 其中包括:

2.3 程序库

Android 包含一些 C/C++库,这些库能被 Android 系统中不同的组件使用. 它们通过 Android 应用程序框架为开发者提供服务. 以下是一些核心库:

2.4 Android 运行库

Android 包括了一个核心库,该核心库提供了 JAVA 编程语言核心库的大多数功能.

Runtime 在 Dalvik Java VM 上, Dalvik 采用简练, 高效的 byte code 格式运行, 它能够在低资耗和没有应用相互干扰的情况下并行执行多个应用.

每一个 Android 应用程序都在它自己的进程中运行, 都拥有一个独立的 Dalvik 虚拟机实例. Dalvik 被设计成一个设备可以同时高效地运行多个虚拟系统. Dalvik 虚拟机执行(.dex)的 Dalvik 可执行文件, 该格式文件针对小内存使用做了优化. 同时虚拟机是基于寄存器的, 所有的类都经由 JAVA 编译器编译, 然后通过 SDK 中的 "dx" 工具转化成 .dex 格式由虚拟机执行.

Dalvik 虚拟机依赖于 linux 内核的一些功能,比如线程机制和底层内存管理机制.

2.5 Linux 内核

Android 的核心系统服务依赖于 Linux 2.6 内核, 如安全性, 内存管理, 进程管理, 网络协议栈和驱动模型.

在这里, Linux内核扮演的是硬件层和系统其它层次之间的一个抽象层的概念. 这个操作系统并非类 GNU/Linux 的, 因为其系统库, 系统初始化和编程接口都和标准的 Linux 系统是有所不同的。

从 Google 目前 release 的 Linux 系统来看, 其没有虚拟内存文件系统, 系统所用的是 yaffs2 文件系统, 具体的映像也都位于 SDK 安装目录下. 通过 emulator -console 命令, 我们可以在 host 中断下得到一个简单的可以控制 Android 的 shell, 这个系统包含了一个 Toolbox, 提供一些基本的命令工具, 集中在/sbin, /system/sbin, /system/bin 中, 但是很简陋, 命令种类也很少。

目前 Android 的程序安装模式是靠 Eclipse 自动进行的, 通过对底层的分析可知,大致步骤就是在/data/app 和 data/data 下存放 android 底层和普通内核没有什么大的区别, 我们可以将其作为一个 Linux 来进行开发和hacking。