1安卓系統(tǒng)

1.1安卓系統(tǒng)簡(jiǎn)介

安卓系統(tǒng)（Android） 是一種由 Google 公司和開放手機(jī)聯(lián)盟領(lǐng)導(dǎo)及開發(fā)的操作系統(tǒng)，主要用于移動(dòng)設(shè)備，如智能手機(jī)和平板電腦。它是基于開放源代碼的 Linux 內(nèi)核構(gòu)建的，并且提供了一套豐富的應(yīng)用程序接口 (API，Application Program Interface，計(jì)算機(jī)和應(yīng)用程序之間交互所使用的一套標(biāo)準(zhǔn)，是兩者之間信息傳輸和發(fā)送指令的媒介。) 和軟件開發(fā)工具（SDK，Software Development Kit，為輔助開發(fā)特定類別的軟件，方便工程師開發(fā)使用，對(duì)軟件的操作系統(tǒng)、軟件、硬件、開發(fā)工具等一系列開發(fā)載體做出的集成），供開發(fā)人員在設(shè)備上創(chuàng)建自定義應(yīng)用程序。安卓系統(tǒng)的界面風(fēng)格通常使用拖動(dòng)式菜單，并具有豐富的個(gè)性化選項(xiàng)，使用戶可以調(diào)整設(shè)備的外觀和功能。它也提供了許多內(nèi)置應(yīng)用程序，如電子郵件客戶端、網(wǎng)絡(luò)瀏覽器、通訊錄、短信、相機(jī)、電話等。

1.2安卓系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)

安卓系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：1）開源（Open Source，指開放系統(tǒng)的源代碼）性，安卓是開源的，這意味著開發(fā)人員可以自由地使用和修改源代碼，并且不需要支付任何許可費(fèi)。這使得開發(fā)人員能夠輕松地創(chuàng)建自定義只讀內(nèi)存（ROM，Read-Only Memory，只讀內(nèi)存） 并將其發(fā)布到社區(qū)中。2）豐富的應(yīng)用程序生態(tài)系統(tǒng)，安卓擁有世界上最大的應(yīng)用程序生態(tài)系統(tǒng)，有許多應(yīng)用程序和游戲可供選擇。3）硬件多樣性：安卓支持許多不同的硬件平臺(tái)，這意味著用戶可以在各種不同的設(shè)備中使用安卓系統(tǒng)。4）自定義性，安卓提供了豐富的個(gè)性化選項(xiàng)，使用戶能夠調(diào)整設(shè)備的外觀和功能。

安卓系統(tǒng)的缺點(diǎn)：1）安卓系統(tǒng)更新可能不及時(shí)，由于安卓系統(tǒng)有許多不同的制造商和設(shè)備，因此更新可能會(huì)慢于其他操作系統(tǒng)。2）安全性問(wèn)題，安卓系統(tǒng)過(guò)于自由化，冒牌的應(yīng)用特別多，存在潛藏的安全隱患，例如惡意軟件和黑客攻擊。3）耗電量較大嗎，某些安卓系統(tǒng)設(shè)備可能會(huì)比其他操作系統(tǒng)的設(shè)備更耗電。4）安卓系統(tǒng)對(duì)硬件的依賴性較大，可能需要硬件設(shè)備的兼容性、性能、配置等各方面滿足要求，才能發(fā)揮出安卓系統(tǒng)的最大優(yōu)勢(shì)。

安卓系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

2.1 安卓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的內(nèi)容

安卓體系結(jié)構(gòu)是指安卓操作系統(tǒng)的組成部分和它們之間的關(guān)系。安卓體系結(jié)構(gòu)的示意圖見(jiàn)圖1。安卓體系結(jié)構(gòu)包括以下幾個(gè)部分：

1. 應(yīng)用程序?qū)樱ˋpplications），這是安卓系統(tǒng)最頂層的部分，是用戶最直接使用的部分。它包括所有的應(yīng)用程序和用戶界面，比如圖1中的H桌面（Home）、通訊錄（Contents）、電話（Phone）和瀏覽器（Browser）。
2. 應(yīng)用程序框架層（Applicaiton Framework），這一層提供了應(yīng)用程序?qū)铀璧母鞣N服務(wù)和功能，也就是上文中提到的API。應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)所需要的活動(dòng)管理器（Activity Manager）、窗口管理器（Window Manager）、內(nèi)容提供者（Content Providers）、視圖系統(tǒng)（View system）、通知管理器（Notification Manager）、包管理器（Package Manager）、電話管理器（Telephony Manager）、資源管理器（Resource Manager）、位置管理器（Location Manager）、即時(shí)通訊服務(wù)（XMPP Service）等功能都由應(yīng)用程序框架層提供。
3. 核心系統(tǒng)庫(kù)層（Libraries、Android Runtime）：這一層提供了底層的系統(tǒng)功能，主要包括原生的C/C++程序庫(kù)和Android運(yùn)行時(shí)庫(kù)兩部分。原生的C/C++程序庫(kù)主要包括界面管理器（Surface Manager）、多媒體（Media FrameWork）、關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)引擎（SQLite）、3D繪圖庫(kù)（OpenGL|ES）、字體引擎（FreeType）、瀏覽器引擎（Webkit）、SGL（2D繪圖引擎）、SSL（安全套接字協(xié)議）等。Android運(yùn)行時(shí)庫(kù)，主要包括核心類庫(kù)（Core Libraries）和 Dalvik虛擬機(jī)（Dalvik Virtual Machine）。對(duì)于安卓5.0以上的系統(tǒng)版本，不再使用Dalvik虛擬機(jī)運(yùn)行安卓代碼，改為用ART虛擬機(jī)運(yùn)行。
4. 操作系統(tǒng)內(nèi)核層（Linux Kernal）：這一層是安卓操作系統(tǒng)的核心部分，負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)的硬件資源和提供系統(tǒng)的底層服務(wù)。由于安卓系統(tǒng)是基于Linux操作系統(tǒng)開發(fā)的，所以這里的系統(tǒng)內(nèi)核層指的是Linux內(nèi)核。考慮到安卓應(yīng)用程序在運(yùn)行時(shí)核心系統(tǒng)庫(kù)層通過(guò)使用操作系統(tǒng)內(nèi)核層的驅(qū)動(dòng)來(lái)和硬件交互，因此很多專家把硬件分離出來(lái)單獨(dú)作為一層，叫做硬件抽象層（HAL，Hardware Abstraction Layer），這里不考慮硬件抽象層。操作系統(tǒng)內(nèi)核層主要由軟件驅(qū)動(dòng)構(gòu)成，包括顯示驅(qū)動(dòng)（Display Driver）、相機(jī)驅(qū)動(dòng)（Camera Driver）、藍(lán)牙驅(qū)動(dòng)（Blooth Driver）、閃存驅(qū)動(dòng)（Flash Memory Driver）、進(jìn)程通信驅(qū)動(dòng)（Binder Driver）、通用穿行總線驅(qū)動(dòng)（USB Driver）、小鍵盤驅(qū)動(dòng)（keypad Driver）、無(wú)線網(wǎng)驅(qū)動(dòng)（WiFi Driver）、音頻驅(qū)動(dòng)（Audio Drivers）、電源管理器（Power Management）。

2.2 安卓體系結(jié)構(gòu)間的關(guān)系

安卓體系結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系如下：1）應(yīng)用程序?qū)邮亲铐攲拥牟糠郑怯脩糇钪苯邮褂玫牟糠帧?）應(yīng)用程序框架層位于應(yīng)用程序?qū)又拢?fù)責(zé)提供應(yīng)用程序?qū)铀璧母鞣N服務(wù)和功能。3）核心系統(tǒng)庫(kù)層位于應(yīng)用程序框架層之下，負(fù)責(zé)提供底層的系統(tǒng)功能。4）操作系統(tǒng)內(nèi)核層是安卓操作系統(tǒng)的核心部分，位于核心系統(tǒng)庫(kù)層之下，負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)的硬件資源和提供系統(tǒng)的底層服務(wù)。這些部分是層級(jí)關(guān)系，各個(gè)部分之間通過(guò)接口相互配合。應(yīng)用程序?qū)有枰{(diào)用應(yīng)用程序框架層提供的服務(wù)，應(yīng)用程序框架層需要調(diào)用核心系統(tǒng)庫(kù)層提供的功能，核心系統(tǒng)庫(kù)層需要調(diào)用操作系統(tǒng)內(nèi)核層提供的服務(wù)。各個(gè)部分共同為用戶提供完善的移動(dòng)設(shè)備使用體驗(yàn)。

從移動(dòng)應(yīng)用程序的代碼調(diào)用邏輯來(lái)看，當(dāng)用戶和應(yīng)用程序?qū)咏换r(shí)，安卓代碼打包好的應(yīng)用程序會(huì)在Android運(yùn)行時(shí)庫(kù)運(yùn)行，實(shí)際上實(shí)在執(zhí)行Dex字節(jié)碼文件。在這個(gè)過(guò)程中會(huì)通過(guò)應(yīng)用程序框架層提供的JAVA API接口實(shí)現(xiàn)各種各樣的功能和服務(wù)。而應(yīng)用程序框架層提供的JAVA API接口在調(diào)用硬件驅(qū)動(dòng)的時(shí)候，又會(huì)通過(guò)JAVA原生接口（JNI，Java Native Interface）調(diào)用核心系統(tǒng)庫(kù)層的C/C++原生程序庫(kù)。考慮到C/C++代碼操控底層硬件的優(yōu)勢(shì)包括：c語(yǔ)言生態(tài)豐富，發(fā)展較早不需要重復(fù)寫一些復(fù)雜的邏輯，C/C++反編譯的難度更大等，因此，C/C++原生程序庫(kù)會(huì)調(diào)用系統(tǒng)內(nèi)核的驅(qū)動(dòng)來(lái)和硬件進(jìn)行交互。在多數(shù)情況下，重要的業(yè)務(wù)邏輯會(huì)放在C/C++中。

3.安卓系統(tǒng)版本與處理器

3.1安卓系統(tǒng)版本

安卓系統(tǒng)版本是指安卓操作系統(tǒng)的版本號(hào)，不同的安卓系統(tǒng)版本代表著不同的功能和特性。例如，安卓11是一個(gè)新的安卓系統(tǒng)版本，它提供了新的功能和特性，而安卓10是舊的安卓系統(tǒng)版本，它提供的功能和特性可能較少。

API等級(jí)是指安卓系統(tǒng)提供的API的版本號(hào)，不同的API等級(jí)代表著安卓系統(tǒng)提供的不同功能和服務(wù)。例如，API等級(jí)30代表著安卓系統(tǒng)提供了30版本的API，這些API可以提供新的功能和特性。

安卓系統(tǒng)版本和API等級(jí)之間的存在一定的關(guān)系，每個(gè)安卓系統(tǒng)版本都會(huì)提供一個(gè)或多個(gè)API等級(jí)的API。例如，安卓11系統(tǒng)版本可能會(huì)提供API等級(jí)30、31和32等多個(gè)API等級(jí)的API。

但是，并不是所有的安卓系統(tǒng)版本都會(huì)提供所有的API等級(jí)的API。例如，安卓11系統(tǒng)版本可能只提供API等級(jí)30和31的API，而不提供API等級(jí)29的API。這意味著，如果開發(fā)人員使用了API等級(jí)為29的安卓SDK開發(fā)應(yīng)用程序，則該應(yīng)用程序可能無(wú)法在安卓11系統(tǒng)版本中運(yùn)行。安卓版本與API等級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)圖2。

3.2安卓系統(tǒng)處理器

按照處理器（CPU，central processing unit）型號(hào)的不同，可將安卓系統(tǒng)做如下劃分：armeabi架構(gòu)、arm64架構(gòu)、x86架構(gòu)和x86_64架構(gòu)。其中armeabi架構(gòu)指的是基于32位ARM處理器開發(fā)的安卓系統(tǒng)，arm64架構(gòu)指的是基于64位arm架構(gòu)開發(fā)的安卓系統(tǒng)，x86架構(gòu)指的是基于Intel32位處理器開發(fā)的安卓系統(tǒng)，x86_64指的是基于Intel64位處理器開發(fā)的安卓系統(tǒng)。

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