Android 架构大剖析

程序员Android

共 2337字,需浏览 5分钟

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2021-01-21 08:11

和你一起终身学习,这里是程序员Android

本篇文章主要介绍 Android 开发中的部分知识点,通过阅读本篇文章,您将收获以下内容:

本篇文章主要介绍 Android 开发中的部分知识点,通过阅读本篇文章,您将收获以下内容:

一、Android 架构概览
二、应用框架
三、Binder IPC
四、System Service
五、HAL 硬件抽象层
六、Linux Kernel
七、HAL层接口定义语言
八、架构资源

一、Android 架构概览

Android系统架构包含以下组件:


图1. Android系统架构

二、应用框架

应用程序框架是应用程序开发人员最常使用的。作为硬件开发人员,您应该了解开发人员API,因为许多API直接映射到基础HAL接口,并且可以提供有关实现驱动程序的有用信息。

三、Binder IPC

Binder 进程间通信(IPC)机制允许应用程序框架跨进程调用Android系统服务代码。并且高版本的 Framework API可以与Android系统服务进行交互。

四、 System Service

系统服务是集中的模块化组件,例如窗口管理器,搜索服务或通知管理器。应用程序框架API公开的功能与系统服务进行通信以访问底层硬件。Android包括两组服务:系统(例如Window Manager和Notification Manager)和媒体(涉及播放和录制媒体的服务)。

五、HAL 硬件抽象层

HAL定义了供硬件供应商实施的标准接口,该接口使Android无需考虑底层驱动程序的实现。使用HAL可使您实现功能而不会影响或修改更高级别的系统。HAL实现被打包到模块中,并由Android系统在适当的时间加载。有关详细信息,请参阅 硬件抽象层(HAL)。

六、 Linux Kernel

开发设备驱动程序类似于开发典型的Linux设备驱动程序。Android使用Linux内核的版本,并添加了一些特殊的附加功能,例如Low Memory Killer(内存管理系统,主要优化低内存下的性能),唤醒锁( PowerManager 系统服务),Binder IPC驱动程序以及其他重要功能。移动嵌入式平台。这些添加主要用于系统功能,并且不影响驱动程序开发。您可以使用任何版本的内核,只要它支持必需的功能(例如活页夹驱动程序)即可。但是,我们建议使用最新版本的Android内核。有关详细信息,请参见 构建内核

七、HIDL HAL层接口定义语言

Android 8.0重新设计了Android OS框架(在一个名为Treble的项目中 ),以使制造商将设备更新到新版本的Android变得更加轻松,快捷且成本更低。在这种新架构中,HAL接口定义语言(HIDL)指定了HAL及其用户之间的接口,从而可以在不重建HAL的情况下替换Android框架。

注意:有关Project Treble的更多详细信息,请参阅开发人员博客文章 Treble:Android的模块化基础和 Project Treble的更快采用。

HIDL通过新的供应商界面将供应商实施(由硅制造商编写的特定于设备的低级软件)与Android OS框架分开。供应商或SOC制造商只构建一次HAL,并将其放置在/vendor设备的分区中;然后,可以在不需重新编译HAL的情况下,通过OTA更新来替换其自己分区中的框架。
传统Android架构与当前基于HIDL的架构之间的区别在于供应商界面的使用:

1.在Android 7.x和更早版本中,不存在正式的供应商界面,因此设备制造商必须更新大部分Android代码才能将设备移至更新版本的Android:


图2.旧版Android更新环境

2.在Android 8.0及更高版本中,新的稳定的供应商界面提供对Android硬件特定部分的访问,因此设备制造商只需更新Android OS框架即可交付新的Android版本,而无需硅制造商的额外工作:


图3.当前的Android更新环境

从Android 8.0及更高版本启动的所有新设备都可以利用新架构。为了确保供应商实现的前向兼容性,供应商接口由供应商测试套件(VTS)进行验证 ,这类似于兼容性测试套件(CTS)。您可以使用VTS在旧版和当前Android架构中自动执行HAL和OS内核测试。

八、架构资源

有关Android体系结构的详细信息,请参见以下部分:

  • HAL类型。描述绑定的,直通的,Same-Process(SP)和旧的HAL。

  • HIDL(常规)。包含有关HAL及其用户之间接口的常规信息。

  • HIDL(C ++)。包含有关创建HIDL接口的C ++实现的详细信息。

  • HIDL(Java)。包含有关HIDL接口的Java前端的详细信息。

  • ConfigStore HAL。描述用于访问用于配置Android框架的只读配置项的API。

  • 设备树覆盖。提供有关在Android中使用设备树覆盖(DTO)的详细信息。

  • 供应商本地开发套件(VNDK)。描述用于实施供应商HAL的供应商专有库的集合。

  • 供应商接口对象(VINTF)。描述汇总有关设备的相关信息并使这些信息通过可查询的API可用的对象。

  • 适用于Android 8.0的SELinux。详细介绍SELinux的更改和自定义。

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至此,本篇已结束,如有不对的地方,欢迎您的建议与指正。同时期待您的关注,感谢您的阅读,谢谢!

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