Android系统架构与系统源码目录
本帖最后由 zhaohuarong 于 2017-12-12 17:32 编辑1.Android系统架构
Android系统架构分为五层，从上到下依次是应用层、应用框架层、系统运行库层、硬件抽象层和Linux内核层。
应用层
系统内置的应用程序以及非系统级的应用程序都是属于应用层。负责与用户进行直接交互，通常都是用Java进行开发的。
应用框架层（Java Framework)
应用框架层为开发人员提供了可以开发应用程序所需要的API，我们平常开发应用程序都是调用的这一层所提供的API，当然也包括系统的应用。这一层的是由Java代码编写的，可以称为Java Framework。下面来看这一层所提供的主要的组件。
名称功能描述
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
Location Manager(位置管理器)提供地理位置以及定位功能服务
Package Manager(包管理器)管理所有安装在Android系统中的应用程序
Notification Manager(通知管理器)使得应用程序可以在状态栏中显示自定义的提示信息
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、颜色文件等
Telephony Manager(电话管理器)管理所有的移动设备功能
Package Manager(包管理器)管理所有安装在Android系统中的应用程序
Window Manager（窗口管理器）管理所有开启的窗口程序
Content Providers（内容提供器）使得不同应用程序之间可以共享数据
View System（视图系统）构建应用程序的基本组件
系统运行库层（Native)
系统运行库层分为两部分，分别是C/C++程序库和Android运行时库。下面分别来介绍它们。
1.C/C++程序库
C/C++程序库能被Android系统中的不同组件所使用，并通过应用程序框架为开发者提供服务，主要的C/C++程序库如下表2所示。
名称功能描述
OpenGL ES3D绘图函数库
Libc从BSD继承来的标准C系统函数库，专门为基于嵌入式Linux的设备定制
Media Framework多媒体库，支持多种常用的音频、视频格式录制和回放
SQLite轻型的关系型数据库引擎
SGL底层的2D图形渲染引擎
SSL安全套接层，是为网络通信提供安全及数据完整性的一种安全协议
FreeType可移植的字体引擎，它提供统一的接口来访问多种字体格式文件
2.Android运行时库
运行时库又分为核心库和ART(5.0系统之后，Dalvik虚拟机被ART取代)。核心库提供了Java语言核心库的大多数功能，这样开发者可以使用Java语言来编写Android应用。相较于JVM，Dalvik虚拟机是专门为移动设备定制的，允许在有限的内存中同时运行多个虚拟机的实例，并且每一个Dalvik 应用作为一个独立的Linux 进程执行。独立的进程可以防止在虚拟机崩溃的时候所有程序都被关闭。而替代Dalvik虚拟机的ART 的机制与Dalvik 不同。在Dalvik下，应用每次运行的时候，字节码都需要通过即时编译器转换为机器码，这会拖慢应用的运行效率，而在ART 环境中，应用在第一次安装的时候，字节码就会预先编译成机器码，使其成为真正的本地应用。
硬件抽象层（HAL)
硬件抽象层是位于操作系统内核与硬件电路之间的接口层，其目的在于将硬件抽象化，为了保护硬件厂商的知识产权，它隐藏了特定平台的硬件接口细节，为操作系统提供虚拟硬件平台，使其具有硬件无关性，可在多种平台上进行移植。 从软硬件测试的角度来看，软硬件的测试工作都可分别基于硬件抽象层来完成，使得软硬件测试工作的并行进行成为可能。通俗来讲，就是将控制硬件的动作放在硬件抽象层中。
Linux内核层
Android 的核心系统服务基于Linux 内核，在此基础上添加了部分Android专用的驱动。系统的安全性、内存管理、进程管理、网络协议栈和驱动模型等都依赖于该内核。
2.Android系统源码目录
各个版本的源码目录基本是类似，如果是编译后的源码目录会多增加一个out文件夹，用来存储编译产生的文件。Android7.0的根目录结构说明如下表所示。
Android源码根目录描述
abi应用程序二进制接口
art全新的ART运行环境
bionic 系统C库
bootable 启动引导相关代码
build 存放系统编译规则及generic等基础开发包配置
cts Android兼容性测试套件标准
dalvik dalvik虚拟机
developers 开发者目录
development 应用程序开发相关
device 设备相关配置
docs 参考文档目录
external 开源模组相关文件
frameworks 应用程序框架，Android系统核心部分，由Java和C++编写
hardware 主要是硬件抽象层的代码
libcore 核心库相关文件
libnativehelper 动态库，实现JNI库的基础
ndk NDK相关代码，帮助开发人员在应用程序中嵌入C/C++代码
out 编译完成后代码输出在此目录
packages应用程序包
pdk本地开发套件(Plug Development Kit)
platform_testing 平台测试
prebuilts x86和arm架构下预编译的一些资源
sdk 应用程序包
system 底层文件系统库、应用和组件
toolchain 工具链文件
tools 工具文件
Makefile 全局Makefile文件，用来定义编译规则
应用层部分
应用层位于整个Android系统的最上层，开发者开发的应用程序以及系统内置的应用程序都是在应用层。源码根目录中的packages目录对应着系统应用层。
packages目录描述
apps核心应用程序
experimental第三方应用程序
inputmethods输入法目录
providers内容提供者目录
screensavers屏幕保护
services通信服务
wallpapers墙纸
从目录结构可以发现，packages目录存放着系统核心应用程序、第三方的应用程序和输入法等等，这些应用都是运行在系统应用层的，因此packages目录对应着系统的应用层。
应用框架层部分
应用框架层是系统的核心部分，一方面向上提供接口给应用层调用，另一方面向下与C/C++程序库以及硬件抽象层等进行衔接。 应用框架层的主要实现代码在/frameworks/base和/frameworks/av目录下，其中/frameworks/base目录如下。
目录描述
api定义API
cmds重要命令：am、app_proce等
core核心库
data字体和声音等数据文件
docs文档
graphics图形图像相关
include头文件
keystore和数据签名证书相关
libs库
location地理位置相关库
media多媒体相关库
native本地库
nfc-extrasNFC相关
obex蓝牙传输
opengl2D/3D 图形API
packages设置、TTS、VPN程序
saxXML解析器
services系统服务
telephony电话通讯管理
test-runner测试工具相关
tests测试相关
tools工具
wifiwifi无线网络
C/C++程序库部分
系统运行库层（Native)中的 C/C++程序库的类型繁多，功能强大，C/C++程序库并不完全在一个目录中，这里给出几个常用且比较重要的C/C++程序库所在的目录位置。
目录位置描述
bionic Google开发的系统C库，以BSD许可形式开源。
frameworks/av/media 系统媒体库
/frameworks/native/opengl 第三方图形渲染库
/frameworks/native/services/surfaceflinger 图形显示库，主要负责图形的渲染、叠加和绘制等功能
external/sqlite 轻量型关系数据库SQLite的C++实现
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