一、Android平台架构

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1、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著名的内核开发硬件驱动程序。

2、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。

3、系统运行库层

1. 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。

2. 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。

4、Java API 框架(应用程序框架层)

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。

5、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。

二、Android系统源码

1. 整体结构

Android7.0的根目录结构说明如下表所示：

|– Makefile （全局Makefile文件，用来定义编译规则） 
|– abi （应用程序二进制接口） 
|– art （ART运行环境） 
|– bionic （bionic C库） 
|– bootable （启动引导相关代码） 
|– build （存放系统编译规则及generic等基础开发包配置） 
|– cts （Android兼容性测试套件标准） 
|– dalvik （dalvik JAVA虚拟机） 
|– developers （开发者目录） 
|– development （应用程序开发相关） 
|– device （设备相关配置） 
|– docs （参考文档目录） 
|– external （android使用的一些开源的模组） 
|– frameworks （核心框架——java及C++语言） 
|– hardware （部分厂家开源的硬解适配层HAL代码） 
|– kernel 
|– libcore （核心库相关文件） 
|– libnativehelper （动态库，实现JNI库的基础） 
|– ndk （NDK相关代码，帮助开发人员在应用程序中嵌入C/C++代码） 
|– out （编译完成后的代码输出与此目录） 
|– packages （应用程序包） 
|– pdk （Plug Development Kit 的缩写，本地开发套件） 
|– prebuilts （x86和arm架构下预编译的一些资源） 
|– sdk （sdk及模拟器） 
|– system （底层文件系统库、应用及组件——C语言） 
|– tools （工具文件） 
|– toolchain（工具链文件） 
|– vendor （厂商定制代码）
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2. 应用层部分

应用层位于整个Android系统的最上层，开发者开发的应用程序以及系统内置的应用程序都位于应用层。源码根目录中的packages目录对应着系统应用层。

|– apps （核心应用程序） 
|– experimental （第三方应用程序） 
|– inputmethods （输入法目录） 
|– providers （内容提供者目录） 
|– screensavers （屏幕保护） 
|– services （通信服务） 
|– wallpapers （墙纸）

从目录结构可以发现，packages目录存放着系统核心应用程序、第三方的应用程序和输入法等等，这些应用都是运行在系统应用层的，因此packages目录对应着系统的应用层。

3. 应用框架层部分

应用框架层是系统的核心部分，一方面向上提供接口给应用层调用，另一方面向下与C/C++程序库以及硬件抽象层等进行衔接。 应用框架层的主要实现代码在/frameworks/base和/frameworks/av目录下，其中/frameworks/base目录结构如下：

|– api （定义API） 
|– core （核心库） 
|– docs （文档） 
|– include （头文件） 
|– libs （库） 
|– media （多媒体相关库） 
|– nfc-extras （NFC相关） 
|– opengl 2D/3D （图形API） 
|– sax （XML解析器） 
|– telephony （电话通讯管理） 
|– tests （测试相关） 
|– test-runner （测试工具相关） 
|– tools （工具） 
|– wifi （wifi无线网络） 
|– cmds （重要命令：am、app_proce等） 
|– data （字体和声音等数据文件） 
|– graphics （图形图像相关） 
|– keystore （和数据签名证书相关） 
|– location （地理位置相关库） 
|– native （本地库） 
|– obex （蓝牙传输） 
|– packages （设置、TTS、VPN程序） 
|– services （系统服务）
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三、Framework过程

流程图总结

1、Zygote孕育进程过程

Zygote工作流程

2、App的启动过程

App进程

• ActivityThread：依赖于Ui线程，实际处理与AMS中交互的工作。
• ActivityManagerService：负责Activity、Service等的生命周期工作。
• ApplicationThread：System Server进程中ApplicatonThreadProxy的服务端，帮助System Server进程跟App进程交流。
• System Server：Android核心的进程，掌管着Android系统中各种重要的服务。

App启动流程

具体过程：

1. 用户点击App图标，Lanuacher进程通过Binder联系到System Server进程发起startActivity。
2. System Server通过Socket联系到Zygote，fork出一个新的App进程。
3. 创建出一个新的App进程以后，Zygote启动App进程的ActivityThread#main()方法。
4. 在ActivtiyThread中，调用AMS进行ApplicationThread的绑定。
5. AMS发送创建Application的消息给ApplicationThread，进而转交给ActivityThread中的H，它是一个Handler，接着进行Application的创建工作。
6. AMS以同样的方式创建Activity，接着就是大家熟悉的创建Activity的工作了。

3、Activity的启动过程

Activity的启动过程

参考：Framework学习（一）Android 系统架构