Android 是Google公司針對(duì)手機(jī)開(kāi)發(fā)的一個(gè)平臺(tái)，并公布了其中大部分代碼，其大部分應(yīng)用程序都是用JAVA開(kāi)發(fā)的。

下面是一張公開(kāi)的Android體系結(jié)構(gòu)圖。

Android的系統(tǒng)架構(gòu)和其操作系統(tǒng)一樣，采用了分層的架構(gòu)。從架構(gòu)圖看，Android分為四個(gè)層，從高層到低層分別是 應(yīng)用程序?qū)? 、 應(yīng)用程序框架層 、 系統(tǒng)運(yùn)行庫(kù)層 和 Linux內(nèi)核層 。 藍(lán)色的代表java程序，黃色的代碼為運(yùn)行JAVA程序而實(shí)現(xiàn)的虛擬機(jī)，綠色部分為C/C++語(yǔ)言編寫(xiě)的程序庫(kù)，紅色的代碼內(nèi)核(linux內(nèi)核+drvier)

1.應(yīng)用程序

Android會(huì)同一系列核心應(yīng)用程序包一起發(fā)布，該應(yīng)用程序包包括Email客戶端，SMS短消息程序，日歷，地圖，瀏覽器，聯(lián)系人管理程序等。所有的應(yīng)用程序都是使用 JAVA語(yǔ)言 編寫(xiě)的。

2.應(yīng)用程序框架

開(kāi)發(fā)人員也可以完全訪問(wèn)核心應(yīng)用程序所使用的API 框架。該應(yīng)用程序的架構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了組件的重用；任何一個(gè)應(yīng)用程序都可以發(fā)布它的功能塊并且任何其 它的應(yīng)用程序都可以使用其所發(fā)布的功能塊（不過(guò)得遵循框架的安全性限制）。同樣，該應(yīng)用程序重用機(jī)制也使用戶可以方便的替換程序組件。

隱藏在每個(gè)應(yīng)用后面的是一系列的服務(wù)和系統(tǒng), 其中包括；

* 豐富而又可擴(kuò)展的視圖（Views），可以用來(lái)構(gòu)建應(yīng)用程序， 它包括列表（lists），網(wǎng)格（grids），文本框（text boxes），按鈕（buttons）， 甚至可嵌入的web瀏覽器。
* 內(nèi)容提供器（Content Providers）使得應(yīng)用程序可以訪問(wèn)另一個(gè)應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)（如聯(lián)系人數(shù)據(jù)庫(kù)）， 或者共享它們自己的數(shù)據(jù)
* 資源管理器（Resource Manager）提供 非代碼資源的訪問(wèn)，如本地字符串，圖形，和布局文件（ layout files ）。
* 通知管理器 （Notification Manager） 使得應(yīng)用程序可以在狀態(tài)欄中顯示自定義的提示信息。
* 活動(dòng)管理器（ Activity Manager） 用來(lái)管理應(yīng)用程序生命周期并提供常用的導(dǎo)航回退功能。

3.系統(tǒng)運(yùn)行庫(kù)

1)程序庫(kù)

Android 包含一些C/C++庫(kù)，這些庫(kù)能被Android系統(tǒng)中不同的組件使用。它們 通過(guò) Android 應(yīng)用程序框架為開(kāi)發(fā)者提供服務(wù) 。以下是一些核心庫(kù)：

* Bionic系統(tǒng) C 庫(kù) - 一個(gè)從 BSD 繼承來(lái)的標(biāo)準(zhǔn) C 系統(tǒng)函數(shù)庫(kù)（ libc ）， 它是專門(mén)為基于 embedded linux 的設(shè)備定制的。
* 媒體庫(kù) - 基于 PacketVideo OpenCORE；該庫(kù)支持多種常用的音頻、視頻格式回放和錄制，同時(shí)支持靜態(tài)圖像文件。編碼格式包括MPEG4, H.264, MP3, AAC, AMR, JPG, PNG 。
* Surface Manager - 對(duì)顯示子系統(tǒng)的管理，并且為多個(gè)應(yīng)用程序提 供了2D和3D圖層的無(wú)縫融合。這部分代碼
* Webkit,LibWebCore - 一個(gè)最新的web瀏覽器引擎用，支持Android瀏覽器和一個(gè)可嵌入的web視圖。鼎鼎大名的 Apple Safari背后的引擎就是Webkit
* SGL - 底層的2D圖形引擎
* 3D libraries - 基于OpenGL ES 1.0 APIs實(shí)現(xiàn)；該庫(kù)可以使用硬件 3D加速（如果可用）或者使用高度優(yōu)化的3D軟加速。
* FreeType -位圖（bitmap）和矢量（vector）字體顯示。
* SQLite - 一個(gè)對(duì)于所有應(yīng)用程序可用，功能強(qiáng)勁的輕型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)引擎。

*還有部分上面沒(méi)有顯示出來(lái)的就是 硬件抽象層 。 其實(shí)Android并非將所有的設(shè)備驅(qū)動(dòng)都放在Linux內(nèi)核里面，而是實(shí)現(xiàn)在userspace空間，這么做的主要原因是GPL協(xié)議，Linux是遵循該協(xié)議來(lái)發(fā)布的，也就意味著對(duì) Linux內(nèi)核的任何修改，都必須發(fā)布其源代碼。而現(xiàn)在這么做就可以避開(kāi)而無(wú)需發(fā)布其源代碼，畢竟它是用來(lái)賺錢(qián)的。 而在Linux內(nèi)核中為這些userspace驅(qū)動(dòng)代碼開(kāi)一個(gè)后門(mén)，就可以讓本來(lái)userspace驅(qū)動(dòng)不可以直接控制的硬件可以被訪問(wèn)。而只需要公布這個(gè)后門(mén)代碼即可。一般情況下如果要將Android移植到其他硬件去運(yùn)行，只需要實(shí)現(xiàn)這部分代碼即可。包括：顯示器驅(qū)動(dòng)，聲音，相機(jī)，GPS,GSM等等。

2)Android 運(yùn)行庫(kù)

Android 包括了一個(gè)核心庫(kù)，該核心庫(kù)提供了JAVA編程語(yǔ)言核心庫(kù)的大多數(shù)功能。

每一個(gè)Android應(yīng)用程序都在它自己的進(jìn)程中運(yùn)行，都擁有一個(gè)獨(dú)立的Dalvik虛擬機(jī)實(shí)例。Dalvik被設(shè)計(jì)成一個(gè)設(shè)備可以同時(shí)高效地運(yùn)行多個(gè)虛擬系統(tǒng)。 Dalvik虛擬機(jī)執(zhí)行（.dex）的Dalvik可執(zhí)行文件，該格式文件針對(duì)小內(nèi)存使用做了優(yōu)化。同時(shí)虛擬機(jī)是基于寄存器的，所有的類都經(jīng)由JAVA編譯器編譯，然后通過(guò)SDK中 的 "dx" 工具轉(zhuǎn)化成.dex格式由虛擬機(jī)執(zhí)行。

Dalvik虛擬機(jī)依賴于Linux內(nèi)核的一些功能，比如線程機(jī)制和底層內(nèi)存管理機(jī)制。

4.Linux 內(nèi)核

Android 的核心系統(tǒng)服務(wù)依賴于 Linux 2.6 內(nèi)核 ，如安全性，內(nèi)存管理，進(jìn)程管理， 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧和驅(qū)動(dòng)模型。 Linux 內(nèi)核也同時(shí)作為硬件和軟件棧之間的抽象層。其外還 對(duì)其做了部分修改，主要涉及兩部分修改：

1)Binder (IPC)：提供有效的進(jìn)程間通信，雖然Linux內(nèi)核本身已經(jīng)提供了這些功能，但Android系統(tǒng)很多服務(wù)都需要用到該功能，為了某種原因其實(shí)現(xiàn)了自己的一套。

2)電源管理：主要是為了省電，畢竟是手持設(shè)備嘛，低耗電才是我們的追求。

最后再談?wù)凙ndroid所采用的語(yǔ)言，其應(yīng)用開(kāi)發(fā)采用java語(yǔ)言，我們所說(shuō)的java一般包含三個(gè)部分：

1)java語(yǔ)言：即其語(yǔ)法，其寫(xiě)代碼的程式

2)java虛擬機(jī)：為了實(shí)現(xiàn)一次編譯到處可以運(yùn)行的原則，java在編譯連接以后并沒(méi)有產(chǎn)生目標(biāo)機(jī)器語(yǔ)言，而是采用了Java bytecode這種Java共用指令，這時(shí)就需要一個(gè)虛擬機(jī)來(lái)執(zhí)行改指令。

3)庫(kù)：跟我們常用的C語(yǔ)言一樣提供一些常用的庫(kù)

后兩者結(jié)合就是Java Runtime Environment。

Android使用的虛擬機(jī)叫 Dalvik，最初并是不為Java設(shè)計(jì)的，它并不能運(yùn)行Java bytecode指令，而是運(yùn)行叫Dalvik executable，簡(jiǎn)稱dx。為此Android提供了dx工具，用來(lái)將Java bytecode轉(zhuǎn)換為dx。

Android源代碼結(jié)構(gòu):

Google提供的Android包含了原始Android的目標(biāo)機(jī)代碼，主機(jī)編譯工具、仿真環(huán)境，代碼包經(jīng)過(guò)解壓縮后，第一級(jí)別的目錄和文件如下所示：
.
|-- Makefile （全局的Makefile）
|-- bionic （Bionic含義為仿生，這里面是一些基礎(chǔ)的庫(kù)的源代碼）
|-- bootloader （引導(dǎo)加載器）
|-- build （build目錄中的內(nèi)容不是目標(biāo)所用的代碼，而是編譯和配置所需要的腳本和工具）
|-- dalvik （JAVA虛擬機(jī)）
|-- development （程序開(kāi)發(fā)所需要的模板和工具）
|-- external （目標(biāo)機(jī)器使用的一些庫(kù)）
|-- frameworks （應(yīng)用程序的框架層）
|-- hardware （與硬件相關(guān)的庫(kù)）
|-- kernel （Linux2.6的源代碼）
|-- packages （Android的各種應(yīng)用程序）
|-- prebuilt （Android在各種平臺(tái)下編譯的預(yù)置腳本）
|-- recovery （與目標(biāo)的恢復(fù)功能相關(guān)）
`-- system （Android的底層的一些庫(kù)）




bionic目錄展開(kāi)一個(gè)級(jí)別的目錄如下所示：
bionic/
|-- Android.mk
|-- libc
|-- libdl
|-- libm
|-- libstdc++
|-- libthread_db
`-- linker



bootloader目錄展開(kāi)的兩個(gè)級(jí)別目錄：
bootloader/
`-- legacy
|-- Android.mk
|-- README
|-- arch_armv6
|-- arch_msm7k
|-- fastboot_protocol.txt
|-- include
|-- libboot
|-- libc
|-- nandwrite
`-- usbloader



build目錄展開(kāi)的一個(gè)級(jí)別的目錄如下所示：
build/
|-- buildspec.mk.default
|-- cleanspec.mk
|-- core （各種以mk為結(jié)尾的文件，它門(mén)是編譯所需要的Makefile）
|-- envsetup.sh
|-- libs
|-- target （包含board和product兩個(gè)目錄，為目標(biāo)所需要文件）
`-- tools （編譯過(guò)程中主機(jī)所需要的工具，一些需要經(jīng)過(guò)編譯生成）



其中，core中的Makefile是整個(gè)Android編譯所需要的真正的Makefile，它被頂層目錄的Makefile引用。
envsetup.sh是一個(gè)在使用仿真器運(yùn)行的時(shí)候，用于設(shè)置環(huán)境的腳本。
dalvik目錄用于提供Android JAVA應(yīng)用程序運(yùn)行的基礎(chǔ)————JAVA虛擬機(jī)。
development目錄展開(kāi)的一個(gè)級(jí)別的目錄如下所示：
development
|-- apps （Android應(yīng)用程序的模板）
|-- build （編譯腳本模板）
|-- cmds
|-- data
|-- docs
|-- emulator （仿真相關(guān)）
|-- host （包含windows平臺(tái)的一些工具）
|-- ide
|-- pdk
|-- samples （一些示例程序）
|-- simulator （大多是目標(biāo)機(jī)器的一些工具）
`-- tools



在emulator目錄中qemud是使用QEMU仿真時(shí)目標(biāo)機(jī)器運(yùn)行的后臺(tái)程序，skins是仿真時(shí)手機(jī)的界面。
samples中包含了很多Android簡(jiǎn)單工程，這些工程為開(kāi)發(fā)者學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)Android程序提供了很大便利，可以作為模板使用。
external目錄展開(kāi)的一個(gè)級(jí)別的目錄如下所示：
external/
|-- aes
|-- apache-http
|-- bluez
|-- clearsilver
|-- dbus
|-- dhcpcd
|-- dropbear
|-- elfcopy
|-- elfutils
|-- emma
|-- esd
|-- expat
|-- fdlibm
|-- freetype
|-- gdata
|-- giflib
|-- googleclient
|-- icu4c
|-- iptables
|-- jdiff
|-- jhead
|-- jpeg
|-- libffi
|-- libpcap
|-- libpng
|-- libxml2
|-- netcat
|-- netperf
|-- neven
|-- opencore
|-- openssl
|-- oprofile
|-- ping
|-- ppp
|-- protobuf
|-- qemu
|-- safe-iop
|-- skia
|-- sonivox
|-- sqlite
|-- srec
|-- strace
|-- tagsoup
|-- tcpdump
|-- tinyxml
|-- tremor
|-- webkit
|-- wpa_supplicant
|-- yaffs2
`-- zlib



在external中，每個(gè)目錄表示Android目標(biāo)系統(tǒng)中的一個(gè)模塊，可能有一個(gè)或者若干個(gè)庫(kù)構(gòu)成。其中：
opencore為PV（PacketVideo），它是Android多媒體框架的核心。
webkit是Android網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的核心。
sqlite是Android數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的核心。
openssl是Secure Socket Layer，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層，用于為數(shù)據(jù)通訊提供安全支持。
frameworks目錄展開(kāi)的一個(gè)級(jí)別的目錄如下所示：
frameworks/
|-- base
|-- opt
`-- policies



frameworks是Android應(yīng)用程序的框架。
hardware是一些與硬件相關(guān)的庫(kù)
kernel是Linux2.6的源代碼

packages目錄展開(kāi)的兩個(gè)級(jí)別的目錄如下所示：
packages/
|-- apps
| |-- AlarmClock
| |-- Browser
| |-- Calculator
| |-- Calendar
| |-- Camera
| |-- Contacts
| |-- Email
| |-- GoogleSearch
| |-- HTMLViewer
| |-- IM
| |-- Launcher
| |-- Mms
| |-- Music
| |-- PackageInstaller
| |-- Phone
| |-- Settings
| |-- SoundRecorder
| |-- Stk
| |-- Sync
| |-- Updater
| `-- VoiceDialer
`-- providers
|-- CalendarProvider
|-- ContactsProvider
|-- DownloadProvider
|-- DrmProvider
|-- GoogleContactsProvider
|-- GoogleSubscribedFeedsProvider
|-- ImProvider
|-- MediaProvider
`-- TelephonyProvider



packages中包含兩個(gè)目錄，其中apps中是Android中的各種應(yīng)用程序，providers是一些內(nèi)容提供者（在Android中的一個(gè)數(shù)據(jù)源）。
packages中兩個(gè)目錄的內(nèi)容大都是使用JAVA編寫(xiě)的程序，各個(gè)文件夾的層次結(jié)構(gòu)是類似的。
prebuilt目錄展開(kāi)的一個(gè)級(jí)別的目錄如下所示：
prebuilt/
|-- Android.mk
|-- android-arm
|-- common
|-- darwin-x86
|-- linux-x86
`-- windows



system目錄展開(kāi)的兩個(gè)級(jí)別的目錄如下所示：
system/
|-- bluetooth
| |-- bluedroid
| `-- brfpatch
|-- core
| |-- Android.mk
| |-- README
| |-- adb
| |-- cpio
| |-- debuggerd
| |-- fastboot
| |-- include （各個(gè)庫(kù)接口的頭文件）
| |-- init
| |-- libctest
| |-- libcutils
| |-- liblog
| |-- libmincrypt
| |-- libnetutils
| |-- libpixelflinger
| |-- libzipfile
| |-- logcat
| |-- logwrapper
| |-- mkbootimg
| |-- mountd
| |-- netcfg
| |-- rootdir
| |-- sh
| `-- toolbox
|-- extras
| |-- Android.mk
| |-- latencytop
| |-- libpagemap
| |-- librank
| |-- procmem
| |-- procrank
| |-- showmap
| |-- showslab
| |-- sound
| |-- su
| |-- tests
| `-- timeinfo
`-- wlan
`-- ti

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