1.1 Android系统架构

Android系统架构分为五层，从上到下依次是应用层、应用框架层、系统运行库层、硬件抽象层和Linux内核层，如图1-1所示。

1．应用层（System Apps）

系统内置的应用程序以及非系统级的应用程序都属于应用层，负责与用户进行直接交互，通常都是用Java进行开发的。

2．应用框架层（Java API Framework）

应用框架层为开发人员提供了开发应用程序所需要的API，我们平常开发应用程序都是调用这一层所提供的API，当然也包括系统应用。这一层是由Java代码编写的，可以称为Java Framework。下面来看这一层所提供的主要组件，如表1-1所示。

3．系统运行库层（Native）

从图1-1可以看出，系统运行库层分为两部分，分别是C/C++程序库和Android运行时库，下面分别进行介绍。

1）C/C++程序库

C/C++程序库能被Android系统中的不同组件所使用，并通过应用程序框架为开发者提供服务，表1-2列出了主要的C/C++程序库。

2）Android运行时库

从图1-1可以看出，运行时库又分为核心库和ART（Android 5.0系统之后，Dalvik虚拟机被ART取代）。核心库提供了Java语言核心库的大多数功能，这样开发者可以使用Java语言来编写Android应用。与JVM相比，Dalvik虚拟机（DVM）是专门为移动设备定制的，允许在有限的内存中同时运行多个虚拟机的实例，并且每一个Dalvik应用作为一个独立的Linux进程执行。独立的进程可以防止在虚拟机崩溃的时候所有程序都被关闭。而替代DVM的ART的机制与DVM不同，DVM中的应用每次运行时，字节码都需要通过即时编译器（Just In Time，JIT）转换为机器码，这会使得应用的运行效率降低。而在ART中，系统在安装应用时会进行一次预编译（Ahead Of Time，AOT），将字节码预先编译成机器码并存储在本地，这样应用每次运行时就不需要执行编译了，运行效率也大大提高。

4．硬件抽象层（HAL）

硬件抽象层是位于操作系统内核与硬件电路之间的接口层，其目的在于将硬件抽象化，为了保护硬件厂商的知识产权，它隐藏了特定平台的硬件接口细节，为操作系统提供虚拟硬件平台，使其具有硬件无关性，可在多种平台上进行移植。从软硬件测试的角度来看，软硬件的测试工作都可分别基于硬件抽象层来完成，使得软硬件测试工作的并行进行成为可能。通俗来讲，就是将控制硬件的动作放在硬件抽象层中。

5．Linux内核层（Linux Kernel）

Android的核心系统服务基于Linux内核，在此基础上添加了部分Android专用的驱动。系统的安全性、内存管理、进程管理、网络协议栈和驱动模型等都依赖于该内核。

了解Android系统的五层架构对分析系统源码有很大的帮助。