Android简介【Android专题1】

大前端之旅 发表于 2021/12/05 09:34:08 2021/12/05
【摘要】 作为程序员,不去阅读源码,仅仅看API文档,只是浮于表象,这是远远不够的。 真正最能锻炼能力的便是直接去阅读源码,不仅限于阅读Andoid系统源码,也包括阅读各种优秀的开源库。

Android简介

Android是一个基于Linux内核与其他开源软件开放源代码移动操作系统,由谷歌成立的开放手持设备联盟持续领导与开发。

Android Inc.于2003年10月由安迪·鲁宾利奇·米纳尔尼克·席尔斯克里斯·怀特加州帕罗奥图创建。Android最初由安迪·鲁宾等人开发制作,最初开发这个系统的早期方向是创建一个数字相机的先进操作系统,但是后来发现相机市场规模不够大,加上智能手机发展趋势快速成长,于是Android成为一款面向智能手机的操作系统。于2005年7月11日Android Inc.被美国科技企业Google收购[15][16]

2007年11月,Google与84家硬件制造商、软件开发商及电信营运商成立开放手持设备联盟来共同研发Android,随后,Google以Apache免费开放源代码许可证的授权方式,发布了Android的源代码,开放源代码加速了Android普及,让生产商推出搭载Android的智能手机,Android后来更逐渐拓展到平板电脑及其他领域上

2010年末数据显示,仅正式推出两年的Android操作系统在市场占有率上已经超越称霸逾十年的诺基亚Symbian系统,成为全球第一大智能手机操作系统

在2014年Google I/O开发者大会上Google宣布过去30天里有10亿台活跃的Android设备,相较于2013年6月则是5.38亿

2017年3月,Android全球网络流量和设备超越Microsoft Windows,正式成为全球第一大操作系统

截至2021年8月,根据StatCounter统计,除了美国、加拿大、挪威、瑞典、丹麦、瑞士、科索沃、日本、台湾和澳大利亚外,其他所有国家和地区都把Android作为首选智能手机操作系统



平台架构

Android大致可以分为4层架构:Linux内核层、系统运行库层、应用框架层和应用层。

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目前已经是android11,android12预览版也已上线


Android 11 可让您轻松搞定重要事务。该操作系统会根据您使用手机的方式进行优化,能够把您的手机变成强大的家居设备控制器,还能让您更轻松地管理对话、隐私设置等。

Android 11 的亮点

  • 对话

  • 内容截取

  • 有联想功能的工具

  • 无障碍功能

  • 设备控制器

  • 隐私权与安全

  • 支持 Android 11 的手机

接下来就让我们了解一下Android的系统架构


Linux 内核

Android 平台的基础是 Linux 内核。例如,Android Runtime (ART) 依靠 Linux 内核来执行底层功能,例如线程和低层内存管理。


显示驱动、音频驱动、照相机驱动、蓝牙驱动、Wi-Fi驱动、电源管理等。


硬件抽象层 (HAL)

硬件抽象层 (HAL) 提供标准界面,向更高级别的 Java API 框架显示设备硬件功能。HAL 包含多个库模块,其中每个模块都为特定类型的硬件组件实现一个界面,例如相机蓝牙模块。当框架 API 要求访问设备硬件时,Android 系统将为该硬件组件加载库模块。

Android Runtime

对于运行 Android 5.0(API 级别 21)或更高版本的设备,每个应用都在其自己的进程中运行,并且有其自己的 Android Runtime (ART) 实例。ART 编写为通过执行 DEX 文件在低内存设备上运行多个虚拟机,DEX 文件是一种专为 Android 设计的字节码格式,经过优化,使用的内存很少。编译工具链(例如 Jack)将 Java 源代码编译为 DEX 字节码,使其可在 Android 平台上运行。

ART 的部分主要功能包括:

  • 预先 (AOT) 和即时 (JIT) 编译

  • 优化的垃圾回收 (GC)

  • 在 Android 9(API 级别 28)及更高版本的系统中,支持将应用软件包中的 Dalvik Executable 格式 (DEX) 文件转换为更紧凑的机器代码

  • 更好的调试支持,包括专用采样分析器、详细的诊断异常和崩溃报告,并且能够设置观察点以监控特定字段

在 Android 版本 5.0(API 级别 21)之前,Dalvik 是 Android Runtime。如果您的应用在 ART 上运行效果很好,那么它应该也可在 Dalvik 上运行,但反过来不一定

Android 还包含一套核心运行时库,可提供 Java API 框架所使用的 Java 编程语言中的大部分功能,包括一些 Java 8 语言功能

原生 C/C++ 库

许多核心 Android 系统组件和服务(例如 ART 和 HAL)构建自原生代码,需要以 C 和 C++ 编写的原生库。Android 平台提供 Java 框架 API 以向应用显示其中部分原生库的功能。例如,您可以通过 Android 框架的 Java OpenGL API 访问 OpenGL ES,以支持在应用中绘制和操作 2D 和 3D 图形。

如果开发的是需要 C 或 C++ 代码的应用,可以使用 Android NDK 直接从原生代码访问某些原生平台库

这一层通过一些C/C++库为Android系统提供了主要的特性支持。如SQLite库提供了数据库的支持,OpenGL|ES库提供了3D绘图的支持,Webkit库提供了浏览器内核的支持等。 在这一层还有Android运行时库,它主要提供了一些核心库,允许开发者使用Java语言来编写Android应用。另外,Android运行时库中还包含了Dalvik虚拟机(5.0系统之后改为ART运行环境),它使得每一个 Android应用都能运行在独立的进程中,并且拥有一个自己的虚拟机实例。相较于Java虚拟机,Dalvik和 ART都是专门为移动设备定制的,它针对手机内存、CPU性能有限等情况做了优化处理。

Java API 框架

您可通过以 Java 语言编写的 API 使用 Android OS 的整个功能集。这些 API 形成创建 Android 应用所需的构建块,它们可简化核心模块化系统组件和服务的重复使用,包括以下组件和服务:

  • 丰富、可扩展的视图系统,可用以构建应用的 UI,包括列表、网格、文本框、按钮甚至可嵌入的网络浏览器

  • 资源管理器,用于访问非代码资源,例如本地化的字符串、图形和布局文件

  • 通知管理器,可让所有应用在状态栏中显示自定义提醒

  • Activity 管理器,用于管理应用的生命周期,提供常见的导航返回栈

  • 内容提供程序,可让应用访问其他应用(例如“联系人”应用)中的数据或者共享其自己的数据

开发者可以完全访问 Android 系统应用使用的框架 API

系统应用

Android 随附一套用于电子邮件、短信、日历、互联网浏览和联系人等的核心应用。平台随附的应用与用户可以选择安装的应用一样,没有特殊状态。因此第三方应用可成为用户的默认网络浏览器、短信 Messenger 甚至默认键盘(有一些例外,例如系统的“设置”应用)。

系统应用可用作用户的应用,以及提供开发者可从其自己的应用访问的主要功能。例如,如果您的应用要发短信,您无需自己构建该功能,可以改为调用已安装的短信应用向您指定的接收者发送消息。

应用框架层

这一层主要提供了构建应用程序时可能用到的各种 API,Android自带的一些核心应用就是使用这些API完成的,开发者可以使用这些API来构建自己的应用程序。

最后列出android版本列表,大家可以去查看最新的数据。

https://developer.android.google.cn/about/versions

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