Android 系统框架
Android 系统框架
Android 是一种基于 Linux 的开放源代码软件栈，为各类设备和机型而创建。下图所示为 Android 平台的主要组件。
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。 使用 Linux 内核可让 Android 利用主要安全功能，并且允许设备制造商为内核开发硬件驱动程序。
- Android基于Linux提供核心系统服务，例如安全、内存管理、进程管理、网络堆栈、驱动模型。
- 除了标准的 Linux 内核外，Android 还增加了内核的驱动程序，如Binder(IPC)驱动、显示驱动、输入设备驱动、音频系统驱动、摄像头驱动、WiFi驱动、蓝牙驱动、电源管理。
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，例如相机或蓝牙模块。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。
| A | B |
|---|---|
| 系统C语言库 | 标准C语言系统库 (libc) 的 BSD 衍生，调整为基于嵌入式 Linux 设备 |
| 多媒体库 | 基于 PacketVideo 的 OpenCORE，这些库支持播放和录制许多流行的音频和视频格式，以及静态图像文件，包括 MPEG4、H.264、MP3、AAC、AMR、JPG、PNG |
| 图层管理（Surface Manager） | 对显示子系统的管理，并且为多个应用程序提供 2D 和 3D 图层的无缝融合 |
| SQLite | 轻量级关系数据库引擎 |
| 3D库 | 基于OpenFLES1.0 APLs实现，该库可以使用硬件3D加速或者使用高度优化3D软加速 |
| FreeType | 位图与矢量字体显示渲染 |
| LibWebCore | 新式的 Web 浏览器引擎，支持 Android 浏览器和内嵌的 Web 视图 |
| SGL | 内置的2D图形引擎 |
| SSL | 支持数据通信 |
Java API 框架
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：
| A | B | C |
|---|---|---|
| 位置管理器 | Location Manager | 提供地理位置及定位功能服务 |
| 包管理器 | Package Manager | 管理所有安装在Android系统中的应用程序 |
| 通知管理器 | Notification Manager | 使应用程序可以在状态栏中显示自定义的提示信息 |
| 资源管理器 | Resource Manager | 提供应用程序使用的各种非代码资源，如本地字 |
| 电话管理器 | Telephony Manager | 管理所有的移动设备功能 |
| 窗口管理器 | Window Manager | 管理所有开启的窗口程序 |
| 内容提供者 | Content Provider | 使不同应用程序之间可以共享数据 |
| 视图系统 | View System | 丰富的、可扩展的视图集合，可用于构建一个应用程序，包括列表(Lists)、网格(Grids)、文本框 (TextBoxes)、按钮(Buttons)，甚至是内嵌的Web浏览器 |
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，如果一个应用要发短信，我们无需自己构建该功能，可以改为调用已安装的短信应用向指定的接收者发送消息。