【Android系统架构】Linux内核层

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Android 系统架构

Android 系统构架是安卓系统的体系结构，Android 的系统架构和其操作系统一样，采用了 分层的架构，共分为四层，从高到低分别是应用程序层，应用程序框架层，系统运行库层和 Linux 内核层。

作者：力扣 (LeetCode)
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来源：力扣（LeetCode）
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Linux内核层

Android 核心系统是基于 Linux 内核 的，该层为 Android 设备的各种硬件提供底层的驱动，如显示驱动、音频驱动、键盘驱动、电源驱动等。

Android系统基本架构简述：

Android 系统架构分从下往上为 Linux 内核层、系统运行库层、应用程序框架层 和 应用程序层，各层的功能为：

• Linux 内核层负责硬件的驱动程序、网络、电源、系统安全以及内存管理等功能；
• 系统运行库层通过一些 C/C++ 库来为 Android 系统提供主要的特性支持；
• 应用程序框架层提供构建应用程序时可能用到的各种 API，开发人员主要是使用该层封装好的 API 进行快速开发；
• 应用程序层提供一些核心应用程序包。

什么是嵌入式实时操作系统？

嵌入式实时操作系统是指当外界事件或数据产生时，能够接受并以足够快的速度予以处理，其处理的结果又能在规定的时间之类来控制生产过程或对处理系统做出快速响应，并控制所有实时任务协调一致运行的嵌入式操作系统。其主要用于工业控制、军事设备、航空航天等 对系统的响应时间有苛刻要求 的领域。根据超出时限的容忍程度，又可分为 硬实时操作系统 和 软实时操作系统，硬实时系统有一个 刚性的、不可改变的 时间限制，它不允许任何超出时限的错误

Android 操作系统属于实时操作系统吗？

Android 是基于 Linux 内核的，属于软实时操作系统。

系统运行库层

系统运行库层通过一些 C/C++ 库来为 Android 系统提供主要的特性支持。系统库包括 9 个子系统，分别是图层管理、媒体库、SQLite、OpenGLEState、FreeType、WebKit、SGL、SSL 和 libc。其中 SQLite 库提供了数据库的支持，OpenGLEState 库提供了 3D 绘图的支持，WebKit 库提供了浏览器内核的支持。

该层还有 Android 运行时库，包括核心库和 ART（ 5.0 系统之后，Dalvik 虚拟机被 ART 取代)。核心库既兼容了大多数 Java 语言所需要调用的功能函数，又包括了 Android 的核心库，比如 android.os、android.Net、 android.media 等。Dalvik 虚拟机是一种基于寄存器的 Java 虚拟机，专门为移动设备定制，针对手机内存、CPU 性能有限等情况做了优化处理，主要实现生命周期管理、堆栈管理、线程管理、安全和异常管理以及垃圾回收等重要功能。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。

Android 的中间件层由函数库和 Android 运行时库组成

Dalvik虚拟机不属于函数库

使用 Java 语言编写的 Android 程序，是运行在（ Dalvik / ART虚拟机）上的

什么是 ART 虚拟机？
ART(Android Runtime) 是 Android 4.4 发布的用来替代 Dalvik 虚拟机的虚拟机，在 Android 5.0 版本默认启用ART，其处理应用程序执行的方式完全不同于 Dalvik 虚拟机。 Dalvik 依靠 Just-In-Time (JIT) 编译器去解释字节码，开发者编译后的应用代码需要通过一个解释器在用户的设备上运行，这一机制并不高效，但让应用能更容易在不同硬件和架构上运行。ART 则完全改变了这套做法，在应用安装时就 预编译字节码到机器语言，这一机制叫 Ahead-Of-Time (AOT）编译。在移除解释代码这一过程 后，应用程序执行将更有效率，启动更快。

应用程序框架层

应用程序框架层是 Android 应用开发的基础，提供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，开发者也可以通过使用这些 API 来构建自己的应用程序。该层包括活动管理器、窗口管理器、内容提供者、视图系统、包管理器、电话管理器、资源管理器、位置管理器、通知管理器和 XMPP 服务十个部分。

Android 应用程序框架层的主要功能是什么？
答：提供 Android 平台基本的管理功能和组件重用机制。

应用程序层

应用层提供一些核心应用程序包，可以说所有安装在手机上的应用程序都是属于这一层的，例如系统自带的联系人、短信、日历等程序，以及下载安装的程序或者自己开发的程序。

综上，Android 的系统架构不仅仅使我们从宏观上认识了 Android 系统，同时，也给我们的学习与实践指明了方向。若是从事 Android 应用开发，那应该侧重于研究 Android 的应用程序框架层和应用程序层；若是从事 Android 系统开发，那应该研究 Android 的系统库和 Android 运行时库；若是从事 Android 驱动开发，那应该研究 Android 的 Linux 内核。总之，找准切入点，实践出真知。

Android 应用程序层上开发的应用程序都是采用什么语言编写的？
Android 上的应用程序是用 Java 编写的，底层部分是 Linux，使用 C 语言，部分功能模块是用 C++ 写的。

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