Android系统架构及生态链

一、Android系统架构

二、Android生态链

一、Android系统架构

最底层是 Linux Kernel 层。Android OS 的基石是 Linux Kernel
Android Framework：中间两层由下到上是 Native Framework 层和 Java Framework 层。这两个是 Android 独有的（Android OS）。
应用层：最上层是应用层。正是基于 Android Framework

分为四层：

1.应用层

2.应用程序框架（FrameWork）

3.系统运行库

4.内核层

重点讲Android FrameWork层

Android Framework 有很多功能模块的。
功能模块有可能是放在 Java Framework 里，也有可能是 Native Framework 里。
功能模块可以分布在多个进程中，彼此之间，或对应用层以 Binder 方式进行进程间交互。

应用程序框架（FrameWork）

帮助程序员快速的开发程序，并且该应用程序重用机制也使用户可以方便的替换程序组件。（框架的安全性限制）

系统运行库（Libraries又称 Native Framework）

程序库
- Android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
- 媒体，2D图片引擎，SQLite等
Android 运行库
- 该核心库提供了JAVA编程语言核心库的大多数功能。
- Dalvik虚拟机的一些逻辑

上述四个层次中，Kernel 历史最悠久，到今天就剩下大概 Windows，Linux、macOS 三个巨头了

以上唯有 Linux 不归某个公司独有。所以，Android 使用 Linux 是必然的选择。如果我们要搞国产自主 OS 的话，最大可能性也是基于 Linux，比如现在的优麒麟，以前的红旗都是这样。

Android各个层级之间的交互关系

1.App 和 Java Framework 有交互。某些情况下也可以和 Native Framework 模块交互（图中并未画出相关的箭头线）。

应用层只与FrameWork层有交互

2.Native Framework、Java Framework 均有和 Linux 交互。

3.Java Framework 中的部分模块和 Native Framework 中的部分模块有交互。

Linux是宏内核，Android OS是微内核（Windows 和Mac也是微内核）

微内核：内核只做一些基本的服务（比如操作 CPU，进程调度，内存管理、设备管理等）。然后将其它功能独立为除内核之外的多个进程。

缺点：其它进程和内核之间的交互属于进程间通信IPC，开销比较大。

宏内核：把上图中的所有东西都塞到内核里。这样大家都运行在一个进程里（主要是指共享同一个内存空间——内核地址空间），

优点：极大减少模块间交互的开销

缺点：但问题就是一旦有一个模块出问题，整个 kernel 都可能挂掉。

Android Framework 中的功能模块并非都挤在一个进程里，而是分散在不同进程中，功能模块之间通过进程间通信的手段交互。所以，从应用的角度看，Android OS 肯定是一个微内核。

Android为什么能成为OS：

FrameWork层为android定制了一套开发及交互规则

1.Activity启动时候 FrameWork会更加定制的Activity的规则去控制Activity的流程

2.Android 上，一个应用要播放视音频的话，依赖 MediaPlayerService、SurfaceFlinger、AudioFlinger、硬件编解码模块等。这套东西也不是 Linux 带过来的，而是 Android 搞出来的。编解码，播放功能均由系统提供了，应用程序再也不用操心这些东西。这无疑是一个很大的进步。

结论，基于Linux之上为应用层设计了FrameWork层，

1.制定了四大组件的一些交互规则

2.为应用层使用一些Linux的基础功能做了一层封装（音频那套）

Android 可以称为OS

二、Android生态链

Android与苹果生态的区别

安卓的生态链有（从上到这）

1.Google发版 2.芯片厂商定制功能 3.设备厂商设计特性 4.运营商

苹果没有 1到3都是自己，没有各种分支的定制，运营商也不太考虑

优势：

发版本快（1到3是一步到位）
没有各种定制（1到3是一步到位）

缺点：通信芯片是苹果的大问题，所以老有人吐槽 iPhone 的信号不好

Android手机发布更新的过程：

①Google首先发布版本，AOSP原生代码。AOSP原生代码只支持极少数几款手机。

②芯片厂商（高通、华为、MTK）在 AOSP 基础上发布自己的版本。

1.芯片厂商会在 AOSP 原生代码上叠加自己的功能，比如以前 AOSP 没有双卡双待功能，这些功能有一些是芯片厂商自己加的。

2.针对自己发的版本做测试。

③终端厂商（华米 OV 等）使用芯片厂商提供的 Android 代码。然后，设备厂商还得魔改一下，加上终端厂商自己的特性。

这就是 MIUI、EMUI、ColorOS 等的功能。

④现在大部分终端厂商使用芯片厂商的 Turnkey 方案，主要是 CPU+通讯模组，芯片+软件打包卖给终端厂商。少数公司比如魅族使用的 CPU 是三星，而通信模组不知道哪一家，那么魅族就需要把三星的 CPU 和别家的通讯模组整合到一起，难度比使用 Turnkey 方案得大一些。

⑤终端厂商集成完后，还需要考虑运营商定制的情况，然后加上对应的运营商定制功能，并做对应的测试。

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以下不需要深挖

再说下我对国产自主 OS 的一些看法和判断。

不出意外的，中长期（十几年之内，如果量子计算机还没有普及的话）看，依然会以 Linux Kernel 为核心（这里不考虑那些特殊场景的 OS，比如工控机用的实时 OS 等）。只要使用 Linux Kernel，绝大部分硬件厂商都能适应。否则来个新 OS，硬件厂商又得开发驱动，还要做大量测试，这个所需的时间和金钱成本都非常巨大。

如果国产自主 OS 兼容 Android 的话，说明原有 Android 的功能等大概率会保留。这是从应用角度来看的。当然，也可以魔改 Android Framework，把内部实现都换成自己写的代码。但是要做到兼容的话，就必须对应用没有影响——这就回到软件界的一句老话，如果一个东西叫起来、走起路来都像鸭子的话，那它就是鸭子。从这个角度看，自主实现只是为了开发一套看起来和之前系统类似的话，意义并不重大，这种自主也很难被认可。当然，如果能提升原有系统的性能则另当别论，这属于优化和改善，和我们讨论的不是同一个东西。

所以，国产自主 OS 要么像 Android 一样基于 Linux 开发，但是套路和 Android 完全不一样的，比如像 Meego、Tizen 这样的。要么就是拓展 Android OS，开发出类似一个 H5 OS 之类的。

最后，如果抛弃 Linux 的话，可参考 Google 的 Fuchsia 了。Fuchsia 据说是一个微内核的新 OS 架构。不过，目前 OS 的前途并不明朗。OS 从来就不是一个纯软件的事情，还涉及到海量硬件厂商。它们甚至是一个 OS 生死存亡的决定者。