Android 系统设计与架构精要246

Android 是一种移动操作系统，由 Google 开发并开源。它基于 Linux 内核，并使用称为 Android 运行时 (ART) 的 Dalvik 虚拟机。Android 系统的设计旨在为各种移动设备提供一个灵活且可定制的环境。

系统架构

Android 系统架构由以下主要组件组成：
Linux 内核：提供系统核心功能，如进程管理、内存管理和设备驱动程序。
Dalvik 虚拟机：一种字节码解释器，负责执行 Android 应用。
Android 运行时：一个优化后的 Dalvik 虚拟机，可提供更快的执行速度和更低的内存消耗。
应用程序框架：为 Android 应用提供核心服务和 API，如用户界面、内容访问和网络连接。
系统应用：一组预装的 Android 应用程序，如拨号器、短信和设置。

启动过程

当 Android 设备启动时，会发生以下过程：
启动 Bootloader。
加载引导映像，其中包含 Linux 内核。
Linux 内核启动并初始化硬件组件。
Init 进程启动，并启动 Zygote 进程。
Zygote 创建 Android 运行时 (ART) 进程，并启动 SystemServer。
SystemServer 负责启动其他系统服务和应用程序。
用户界面启动并显示。

组件生命周期

Android 组件，如活动、服务和广播接收器，具有以下生命周期方法：
onCreate()：当组件首次创建时调用。
onStart()：当组件变为可见时调用。
onResume()：当组件获得焦点时调用。
onPause()：当组件失去焦点时调用。
onStop()：当组件变为不可见时调用。
onDestroy()：当组件被销毁时调用。

权限系统

Android 拥有一个权限系统，可控制应用程序对设备资源的访问。每个应用程序都声明其所需的权限，并在安装期间请求用户批准。权限分为以下类别：
正常权限：默认情况下授予所有应用程序。
危险权限：必须由用户明确授予。
签名权限：仅授予与系统签名相同的应用程序。

安全功能

Android 包含以下安全功能：
沙盒：将应用程序彼此分开，防止恶意代码传播。
签名验证：确保应用程序未被篡改。
SELinux：一种强制访问控制系统，限制应用程序对系统资源的访问。
加密：设备上的数据在存储和传输过程中得到加密。
Play Protect：Google 的安全服务，可扫描应用程序和设备中的恶意软件。

定制和扩展

Android 系统高度可定制，允许设备制造商和用户在其设备上安装自定义软件。定制和扩展包括：
自定义 ROM：替换 Android 操作系统的修改版本。
模块：可以添加到系统以添加新功能的软件模块。
主题：改变系统外观和感觉的视觉主题。

未来发展

Android 系统正在不断发展，Google 定期发布新版本。未来的发展重点包括：
提高性能和效率。
改进安全功能。
引入新的功能和 API。
增强对可穿戴设备和物联网设备的支持。

参考资料

2024-11-19

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