Android软件架构

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前言

本篇文章只是简单解答一下安卓的软件架构，是我在学习中的一个笔记，如果有内容错误，欢迎评论指正，如果有更好的资料也欢迎大家一起分享~

正文

首先看一下Android软件架构的框图，对于框图中库的作用都放进去了，当然库可能不完整，可以下面这篇文章：代码目录https://blog.csdn/weixin_39723405/article/details/90199453https://blog.csdn/weixin_39723405/article/details/90199453当然还包含了SOA的部分内容，详细可以看下面两篇文章：SOAhttps://mp.weixin.qq/s/vFHw3U3ESJs_16x6e2kctghttps://mp.weixin.qq/s/vFHw3U3ESJs_16x6e2kctgSOA背景介绍https://mp.weixin.qq/s/rSgiu4tEzY9l6WDQHrqB5whttps://mp.weixin.qq/s/rSgiu4tEzY9l6WDQHrqB5w

Android软件架构如下：

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 软件架构主要包含了五层，分别是应用程序层、应用程序框架层、运行库层、硬件抽象层和操作系统内核层。

 针对其中几个知识点做一个简要的说明：

1、Framework 是在应用层之下，用来支持应用层，Framework层预制在设备上，开发时，可以随意使用；

2、Android的运行环境由系统库（core libraries）和虚拟机组成，每个APP都运行在一个系统进程里，每个系统进程都是一个虚拟机，虚拟机运行DEX文件，一般android会用dx工具把JVAV文件转换为DEX文件；

3、Core libraries是源于Java的运行库，在Java库里重写了Java的东西，组织架构；

4、HAL硬件抽象层一般是在用户空间，规定了模块的命名规范和动态共享库的存放路径规范，抽象层不放在Linux内核空间是因为用户空间是可以不公开源代码，但Linux内核是要公开源代码；

5、binder是IPC是进程通信的一种，因为内核间的进程是相互隔离的，需要通信，binder的IPC通信，拷贝只需1次，仅次于共享，该通信的框架明确稳定，为每个APP分配UID，来识别进程身份，更安全，防止各种APP偷窥数据；

接下来是一些我自己不懂的知识点整理：

线程与进程的区别？

1、每个APP运行都会占用一个进程，每个进程中至少包括一个线程；

2、资源分配给进程，同一个进程的所有线程都会共享该进程的所有资源；

3、真正在处理机上运行的是线程，线程运行中需要使用计算的内存资源和CPU；

4、进程间的通信方式（IPC）：①管道（pipe)；②信号（signal）；③消息队列（message queue）；④共享内存（shared memory）；⑤信号量（semaphore）；⑥套接字（socket）；

5、多线程间的通信采用：①等待/通信机制（基于wait和notify方法）；②Volatile（可见性让线程间通信）；③join方式（线程调用后按顺序有序执行）；④threadLocal（单线程内部通信）。
 

SOA理解？

1、SOA是基于AP（adaptive） AUTOSAR提出面向服务的中间层概念，这里需要说一下AP与CP（classic）  AUTOSAR的区别：

芯片类型不同：AP：运行在64bit的高性能处理器（MPU）、CPU等中，如瑞萨的H3，英伟达的Xavier等。除此之外，AP 也可以运行在虚拟硬件上；CP运行在8bit、16bit、32bit的微控制器（MCU）中，如英飞凌的TC3xx，瑞萨的RH850等；

芯片算力：AP：运行算力高于20000DMIPs的芯片上，CP算力低于1000DMIPs；

OS：AP：是POSIX OS

POSIX OS说明https://blog.csdn/weixin_33788244/article/details/86400142https://blog.csdn/weixin_33788244/article/details/86400142

CP：基于OSEK标准

OSEK OS 与CP Autosar OShttps://zhuanlan.zhihu/p/71005662https://zhuanlan.zhihu/p/71005662

通信方式：AP：支持以太网IPC、RPC等，CP：CAN、LIN、Flexray，CP也可以支持SOME/IP，但是CP中SOME/IP只不过是把Sender-Receiver的CAN通信转换成了Client-Server的以太网通信，整个通信链路仍是静态配置的，并不是真正的面向服务的通信，所以不会说CP是SOA，而只说AP是SOA；

安全等级：AP可达到ASILB（但不局限于），CP可达到ASILD等级；

OTA：AP可以进行OTA，CP常用于ECU间的通信，用于静态配置，自身无法进行OTA，

传输速率：AP传输速率ms级，CP传输速率达到μs级；

应用场景：AP应用于对实时性有一定要求、对功能安全有一定要求，对算力要求较高的场景，如传感器融合动态实时更新，自动驾驶中与云服务器，交融设备通信等，CP一般应用在对实时性要求高、对功能安全要求高、对算力要求较低的场景中，如制动系统等

总的来说，在软件架构中，AP是向上的接口，CP是向下的接口，两者相互补充，共同作用。

2、SOA分为基础中间层和专用中间层，基础中间层是以原子服务封装，并提供标准化接口，原子服务是基于功能定义的（并不是软件或者硬件层级），原子服务是稳定的，不易变的，原子服务要完成硬件端口、网络信号还有外围器件的抽象，原子服务可包括诊断信息（I/O、器件、信号等诊断），原子服务之间是低耦合的，例如门锁开服务，门锁关服务，车窗关服务，车窗开服务；

3、专用中间层是将原子服务进行组合，且是独立执行的，如门锁服务，车窗服务等。

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 Android runtime虚拟机？

1、虚拟机分为ART和Dalvki，其中Dalvki在Android4.4版本以下使用，ART（Android Runtime）在Android4.4版本以上使用；

2、Dalvki采用JIT（just in time Compiler）技术，ART采用AOT（Ahead Of Time）技术；

3、JIT就是即时编译技术，在Java开发Android，编译打包APK文件会经历以下流程：

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 Dalvik虚拟机负责将DEX文件解码为机器码，即在每一次APP运行时，都需要进行译码工作，使得运行速度慢，Google是加入了JIT编译器，编译了运行较多的DEX文件为本地机器码；

4、AOT已经彻底取代了JIT，在第一次安装APK时，字节码会预先编译成机器码，将DEX文件编译为oat文件，让他变成本地应用，在APP真正运行时，不再额外编译，直接就读取oat文件，提高运行速度，但是这样APK在安装时，需要更大的存储空间，通常是代码包的20%空间，安装时间变长。

结尾

多多指正，有好的资料期待你的分享。

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