第一章 概述（Android四层体系结构）

参考资料：

《Android应用程序开发》ISBN 9787302283164

参考软件：

Android Studio、Eclipse+ADT、Android SDK、JDK

Android特性

• 应用程序框架支持组件的重用与替换
• Dalvik 虚拟机专为移动设备优化
• 集成的浏览器基于开源的WebKit 引擎
• 优化的图形库包括定制的2D 图形库，基于OpenGL ES 1.0的3D 图形库
• SQLite 用作结构化的数据存储
• 多媒体支持包括常见的音频、视频和静态图像格式（如MPEG4, H.264, MP3, AAC, AMR, JPG, PNG , GIF）
• GSM 电话技术（依赖于硬件）
• 蓝牙Bluetooth, EDGE, 3G, 和WiFi（依赖于硬件）
• 照相机，GPS，指南针，和加速度计（accelerometer）（依赖于硬件）
• 丰富的开发环境包括设备模拟器，调试工具，内存及性能分析图表，和Eclipse 集成开发环境插件

Android体系结构

1、Android体系结构

（1）Android本身是一套软件堆栈（或称为软件层叠架构），它包含三部分：操作系统、中间件、应用程序。AndroidSDK提供了完备的工具和API，供开发人员在Android平台上使用Java开发应用程序。 

（2）何为软件堆栈？首先要知道堆栈是什么，堆栈的实现思想是先进后出（FILO），也就是说栈底的东西是最先进来的，栈底是封死的，只能进去而不能出来；而栈顶的东西都是最后进来的，由于不是封死的，所以它是朝着栈底方向挪移。将这个堆栈概念提升为软件堆栈，假设地说，栈底就是操作系统，栈顶就是实际的应用程序。换句话说就是软件之间的一种层叠的架构，一层叠一层，最底层的当然还是操作系统。 

（3）Android架构体系： 

2、各层介绍

（1）Linux Kernel

         Google选择了Linux作为Android的底层支撑系统。当前的 Android系统是基于Linux2.6内核，其核心系统服务如安全性、内存管理、进程管理、网路协议以及驱动模型都依赖于Linux内核。

（2）Android Runtime

 运行时环境可分为核心库和Dalvik虚拟机两部分。

核心库提供了Java语言API中的大多数功能，同时也包含了Android的一些核心API，如android.os、android.net、android.media等等。

Dalvik是Google公司自己设计用于Android平台的虚拟机，它可以简单的完成进程隔离和线程管理，并且可以提高内存的使用效率。

Dalvik和标准Java虚拟机(JVM)首要差别

Dalvik 基于寄存器，而 JVM 基于栈。

基于寄存器的虚拟机对于编译后变大的程序来说，在它们执行的时候，花费的时间更短。（Also of register-based VMs allow faster execution times at the expense of programs which are larger after compilation.）

*Dalvik和Java运行环境的区别

1：Dalvik主要是完成对象生命周期管理，堆栈管理，线程管理，安全和异常管理，以及垃圾回收等等重要功能。

2：Dalvik负责进程隔离和线程管理，每一个Android应用在底层都会对应一个独立的Dalvik虚拟机实例，其代码在虚拟机的解释下得以执行。

3：不同于Java虚拟机运行java字节码，Dalvik虚拟机运行的是其专有的文件格式Dex

4:dex文件格式可以减少整体文件尺寸，提高I/o操作的类查找速度。

5:odex是为了在运行过程中进一步提高性能，对dex文件的进一步优化。

6：所有的Android应用的线程都对应一个Linux线程，虚拟机因而可以更多的依赖操作系统的线程调度和管理机制

7：有一个特殊的虚拟机进程Zygote，他是虚拟机实例的孵化器。它在系统启动的时候就会产生，它会完成虚拟机的初始化，库的加载，预制类库和初始化的操作。如果系统需要一个新的虚拟机实例，它会迅速复制自身，以最快的数据提供给系统。对于一些只读的系统库，所有虚拟机实例都和Zygote共享一块内存区域。

（3）Libraries

系统库是应用程序框架的支撑，是连接应用程序框架层与Linux内核层的重要纽带。其主要包含以下几个部分：

SurfaceManager：执行多个应用程序时候，负责管理显示与存取操作间的互动，另外也负责2D绘图与3D绘图进行显示合成。

MediaFramework：多媒体库，支持多种常用的音频、视频格式录制和回放，编码格式包括MPEG4、MP3、H 264、AAC、ARM。

SQLite：轻量级的关系型数据库引擎

OpenGL|ES：根据OpenGL ES1.0 API标准实现的3D绘图函数库

FreeType：提供点阵字与向量字的描绘与显示

WebKit：开源的浏览器引擎，支持CSS，JAVASCRIPT，DOM等脚本语言

SGL：底层的2D图形渲染引擎

SSL：在Andorid上通信过程中实现安全认证

Libc：从BSD继承来的标准C系统函数库，专门为基于embeddedlinux的设备定制

（4）Applications

   应用程序框架层是开发者从事Android应用开发的基础，很多核心应用程序也是通过这一层来实现其核心功能，该层简化了组件的重用，开发人员可以直接使用它提供的组件进行快速的应用程序开发，也可以通过继承而实现个性化的拓展。以下是这次层中，各个部分的功能：

       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。

       Window Manager（窗口管理器）：管理所有的窗口程序

       Content Provider（内容提供器）：通过它可以在不同应用程序之间存取或者分享数据

       View System（视图系统）：构建应用程序的基本组件

       Notification Manager（通知管理器）：通过它应用程序可以在状态栏中显示自定义的提示信息

       Package Manager（包管理器）：Android系统内的程序管理，可以查看Android应用程序以及Activity的相关信息

       Telephony Manager（电话管理器）：管理所有的移动设备功能

       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，主题样式，二进制文件等

       Location Manager（位置管理器）：提供位置服务

       XMPP Service（XMPP服务）：提供Google Talk服务

重点：Android四层体系结构，Dalvik 虚拟机与JVM的区别，dex文件，SQLite数据库