一 . Android 系统架构

Android是一个包括操作系统，中间件和关键应用的移动设备软件堆；

作为一个开源的软件，android包含了众多的功能和庞大的代码，他的代码基于linux。

1. Android系统架构图

2. Android 软件架构介绍

Android系统架构和其操作系统一样，采用了分层的架构。

从架构图看，Android系统架构分为四个层，从高层到低层分别为：

• 应用程序层
• 应用程序框架层
• 系统运行库层
• linux核心层

各层之间的联系：

• Android的第一层是有C语言实现，第二层由C和C++实现，第3、4层主要是有java实现的。
• 第1、2层之间，从linux的操作系统的角度来看，是由内核和用户空间的分界线，
• 第2、3层之间是本地代码层和java代码层的接口。
• 第3、4层之间，是android的系统API的接口。
• 第一层运行与内核空间，第2、3、4运行与用户空间。

3. 应用程序层

Android会同一系列核心应用程序包一起发布，该应用程序包包括email客户端，SMS短消息程序，日历，地图，浏览器，联系人管理程序等。

所有的应用程序都是使用JAVA语言编写的。

4. 应用程序框架层

开发人员可以完全访问核心应用程序所使用的API框架。
隐藏在每个应用后面的是一系列的服务和系统, 其中包括：

• 丰富而又可扩展的视图（Views），可以用来构建应用程序， 它包括列表（lists），网格（grids），文本框（text boxes），按钮（buttons）， 甚至可嵌入的web浏览器。
• 内容提供器（Content Providers）使得应用程序可以访问另一个应用程序的数据（如联系人数据库）， 或者共享它们自己的数据
• 资源管理器（Resource Manager）提供 非代码资源的访问，如本地字符串，图形，和布局文件（ layout files ）。
• 通知管理器 （Notification Manager） 使得应用程序可以在状态栏中显示自定义的提示信息。
• 活动管理器（ Activity Manager） 用来管理应用程序生命周期并提供常用的导航回退功能。有关更多的细节和怎样从头写一个应用程序，请参考 如何编写一个 Android 应用程序.

       等等。

5. 系统运行库层

Android系统架构 包含一些C/C++库，这些库能被Android系统中不同的组件使用。它们通过 Android 应用程序框架为开发者提供服务。

以下是一些核心库：

• 系统 C 库 : 一个从 BSD 继承来的标准 C 系统函数库（ libc ）， 它是专门为基于 embedded linux 的设备定制的。
• 媒体库 : 基于 PacketVideo OpenCORE；该库支持多种常用的音频、视频格式回放和录制，同时支持静态图像文件。编码格式包括MPEG4, H.264, MP3, AAC, AMR, JPG, PNG。
• Surface Manager : 对显示子系统的管理，并且为多个应用程序提 供了2D和3D图层的无缝融合。
• LibWebCore : 一个最新的web浏览器引擎用，支持Android浏览器和一个可嵌入的web视图。
• SGL : 底层的2D图形引擎
• 3D libraries : 基于OpenGL ES 1.0 APIs实现；该库可以使用硬件 3D加速（如果可用）或者使用高度优化的3D软加速。
• FreeType ：位图（bitmap）和矢量（vector）字体显示。
• SQLite ： 一个对于所有应用程序可用，功能强劲的轻型关系型数据库引擎。

6. linux核心层

Android 的核心系统服务依赖于 Linux 2.6 内核，如安全性，内存管理，进程管理， 网络协议栈和驱动模型。

Linux 内核也同时作为硬件和软件栈之间的抽象层。

二 . Framework 启动过程

  Android启动过程包含从Linux内核加载到Home应用程序启动的整个过程。

  整体流程如下：

  1.  android是基于linux内核的系统平台。启动时，首先通过bootloader（系统加载器），加载Linux内核。在Linux加载启动时，与普通的Linux启动过程相同，先初始化内核，然后调用init进程。

  2.  Init进程启动zygote：

      解析配置文件：init.rc（系统配置文件）及initXXX.rc（与硬件平台相关的文件）的内容执行一系列的命令，包括创建mount目录，安装文件系统，设置属性，启动属性服务器，启动Socket服务端口 --> 加载preload-classes和preload-resources（Framework大部分类及资源）--> fork启动新的进程Zygote（其实是由fork和execv共同创建）。

   3.  Zygnote孵化第一个进程SystemServer，SystemServer启动各种系统服务线程。

      SystemServer进程在Android的运行环境中扮演了"神经中枢"的作用，APK应用中能够直接交互的大部分系统服务都在该进程中运行，常见的比如WindowManagerServer（Wms）、ActivityManagerSystemService（AmS）、PackageManagerServer（PmS）等，这些系统服务都是以一个线程的方式存在于SystemServer进程中。SystemServer的main()函数首先调用的是init1()函数，这是一个native函数，内部会进行一些与Dalvik虚拟机相关的初始化工作。该函数执行完毕后，其内部会调用Java端的init2()函数，该函数首先创建了一个ServerThread对象，该对象是一个线程，然后直接运行该线程，于是，从ServerThread的run()方法内部开始真正启动各种服务线程。

基本上每个服务都有对应的Java类，从编码规范的角度来看，启动这些服务的模式可归类为三种：模式一是指直接使用构造函数构造一个服务，由于大多数服务都对应一个线程，因此，在构造函数内部就会创建一个线程并自动运行。模式二是指服务类会提供一个getInstance()方法，通过该方法获取该服务对象，这样的好处是保证系统中仅包含一个该服务对象。模式三是指从服务类的main()函数中开始执行。无论以上何种模式，当创建了服务对象后，有时可能还需要调用该服务类的init()或者systemReady()函数以完成该对象的启动

  4.  当以上服务线程都启动后，AMS以systemReady调用完成最后启动，mMainStack.resumeTopActivityLocked（null）-》mService.startHomeActivityLocked启动第一个Activity。至此，FrameWork 的启动完成。

 

三. 学习Framework 要知道的重点

1. Init

2. Zygnote

3. ActivityManagerService

4. PackageManagerService

5. WindowManagerService

6. PowerManagerService

7. InputMethodManagerService

8. NetworkManagementService

9. MountService

10. NotificationManagerService

11. Binder

更多SystemServer见下表

理解Android Framework