在Android开发领域,初学者需要掌握一系列基础知识,才能在这一平台进行有效的应用开发。这篇"Android开发杂谈"涵盖了从系统组成、启动过程到关键组件的解析,旨在为初学者提供一个全面的理解框架。
Android系统是由多个层次构成的,包括Application、Framework、Native Libraries、Userspace Drivers以及Linux Kernel。内置的应用程序,如Home、Contracts和Phone,以及Google的闭源程序(如Google Client),构成了Application层。Framework层则包含了Android的核心Java代码和供应商扩展。在Native Libraries层,我们发现了C/C++库、音视频处理、SQLite、OpenGL/ES、Webkit、FreeType和SSL等功能库。Android的JNI(Java Native Interface)允许Java代码调用C/C++代码,而Dalvik VM是专为Android设计的轻量级虚拟机,使用fork方式执行应用程序以提高启动速度。
Android的一个显著特点是硬件抽象层(HAL),许多驱动程序在用户态下运行,依赖于内核的HAL机制。例如,CameraService、SurfaceFlinger和AudioFlinger等关键服务都在用户态执行。Bionic是Android的精简版C/C++运行库,不采用uCLib以避免LGPL的限制。Surface Flinger负责屏幕渲染,虽然目前效率较低,但未来有望得到硬件厂商的优化。
Browser部分基于WebKit,不支持插件,内置了Google Gears(无源代码)。在2.x版本中,增加了对HTML5特性的支持,如本地存储。Dalvik VM的诞生是出于规避Sun公司授权的商业考虑,它的大小只有500KB,特别适合移动设备。
Android系统的启动流程始于硬件初始化,类似于BIOS的角色。接着,SPL(Secondary Program Loader)加载,然后是Linux内核,如boot.img,它包含ramdisk.img和system.img。内核加载后,执行init程序,根据/etc/init.rc配置文件启动操作系统。init进程会加载驱动、创建目录和设备节点,之后加载system和userdata分区,启动系统服务,如daemons。
在有限的内存资源下,init进程管理着系统的内存分配,比如在假设的64MB内存环境中,启动后还剩下40MB可用。随着各种服务的启动,系统逐渐进入活跃状态,为用户提供功能和服务。
理解Android的系统结构和启动过程是开发的基础。开发者需要熟悉从应用程序到内核的各个层次,以及它们如何协同工作。此外,对于关键组件如Dalvik VM、Browser和HAL的工作原理,也有助于编写更高效、优化的代码。通过深入学习这些内容,初学者能够更好地踏入Android开发的大门。