Android系统架构简介

一，Android系统架构

Android的系统架构主要分为五层，见下图：


从下至上依次是：
linux内核：
Android基于Linux，由Linux提供核心系统服务，如安全、内存管理、进程管理、网络堆栈、驱动模型等等；
除了标准的Linux内核之外，Android还增加了内核的驱动程序，如显示驱动、音频驱动、
Binder驱动、输入设备驱动、WIFI驱动、电源管理等。
硬件抽象层：
硬件抽象层处于应用程序框架层和Linux内核之间，用于将硬件抽象化，简单来说就是封装Linux内核，对上提供接口，屏蔽实现细节。
硬件抽象层包含很多库模块，每个模块都为特定类型的硬件组件实现接口，例如相机、蓝牙模块。当应用程序框架层api要访问设备硬件时，Android系统会为该硬件组件加载库模块。
Android Runtime：
包含Android虚拟机和核心库，其中虚拟机原本是Dalvik，自2016年之后换成了ART，ART采用AOT技术，将APP的编译时间提前到安装时，以加快运行速度。并且还有垃圾回收等常规虚拟机功能。每个应用都在自己的进程中运行，都有自己的虚拟机实例，ART可运行多个虚拟机
c++ Framework 库：
包含一些原生C/C++库，可以通过NDK调用。
Java API框架层：
提供大量开发人员用到的应用程序接口，集中了很多重要的组件，如Activity、Service、BroadCastReceiver、ContentProvider等
应用层：
最上层的应用，包含系统自带的和第三方开发的APP，如电话、电子邮件、微信、QQ等。

二，Android开机流程以及一些重要进程：

Boot ROM: 长按电源键开机，手机会首先执行预设在ROM中的引导代码，然后加载引导程序到RAM。
Boot Leader：这是启动Android之前的引导程序，主要是检查RAM，初始化硬件参数等信息
Linux内核：启动Kernel的swapper进程(pid=0)：该进程又称为idle进程, 系统初始化过程Kernel由无到有开创的第一个进程, 用于初始化进程管理、内存管理，加载Display,Camera Driver，Binder Driver等相关工作；
启动kthreadd进程（pid=2）：是Linux系统的内核进程，会创建内核工作线程kworkder，软中断线程ksoftirqd，thermal等内核守护进程。 kthreadd进程是所有内核进程的鼻祖。

Android Rutime/系统库：
这里的Native系统库主要包括init孵化来的用户空间的守护进程、HAL层以及开机动画等。启动init进程(pid=1),是Linux系统的用户进程， init进程是所有用户进程的鼻祖。

init进程会孵化出ueventd、logd、healthd、installd、adbd、lmkd等用户守护进程；
init进程还启动 servicemanager(binder服务管家)、 bootanim(开机动画)等重要服务
init进程孵化出ZyGote进程，Zygote进程是Android系统的第一个Java进程(即虚拟机进程)， Zygote是所有Java进程的父进程，Zygote进程本身是由init进程孵化而来的。

Java API框架层：
Zygote进程，是由init进程通过解析init.rc文件后fork生成的，Zygote进程主要包含：
加载ZygoteInit类，注册Zygote Socket服务端套接字
加载虚拟机
提前加载类preloadClasses
提前加载资源preloadResouces
System Server进程，是由Zygote进程fork而来， SystemServer是Zygote孵化的第一个进程，System Server负责启动和管理整个Java framework，包含ActivityManager，WindowManager，PackageManager，PowerManager等服务。
Media Server进程，是由init进程fork而来，负责启动和管理整个C++framework，包含AudioFlinger，Camera Service等服务

APP层：
Zygote进程孵化出的第一个App进程是Launcher，这是用户看到的桌面App；
Zygote进程还会创建Browser，Phone，Email等App进程，每个App至少运行在一个进程上。
所有的App进程都是由Zygote进程fork生成的。

三，一些进程间通信方式：

Binder：Android特有的，采用C/S架构，可用于进程间通信，数据只拷贝一次，效率高、安全性也高
Handler：用于同一个进程不同线程间通信
Socket：也是C/S架构，Socket方式更多的用于Android framework层与native层之间的通信。Socket通信方式相对于binder比较简单。

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