Android 系统底层机制详解136

Android 是一种基于 Linux 内核的移动操作系统，它提供了强大的底层机制来支持其丰富的功能和用户体验。深入了解这些机制对于理解 Android 系统的运行至关重要，本文将全面探讨 Android 底层机制的各个方面，包括内核结构、进程管理、内存管理、文件系统和安全机制。

内核结构

Android 系统的核心是 Linux 内核，负责管理硬件资源、提供进程调度和内存管理等基本服务。它分为四个主要层：
内核空间：包含与硬件直接交互的低级代码，例如驱动程序和内存管理。
用户空间：运行用户应用程序和服务的高级代码区域。
Android 运行时 (ART)：谷歌对 Dalvik 虚拟机的增强版，负责执行 Android 应用程序。
HAL（硬件抽象层）：在内核空间和用户空间之间提供接口，允许应用程序与硬件交互。

进程管理

Android 系统使用进程来隔离和管理应用程序。每个应用程序都在其自己的进程中运行，拥有自己的内存空间和资源分配。进程管理由内核的调度器负责，它确定哪些进程获得 CPU 时间和优先级。

Android 使用 Linux 的 cgroups 机制来控制进程的资源使用，例如 CPU 时间、内存和 I/O。这有助于确保系统稳定性，防止任何单个进程耗尽资源并影响其他应用程序。

内存管理

Android 系统使用虚拟内存管理技术来高效地处理有限的设备内存。虚拟内存将物理内存与虚拟地址空间相关联，允许应用程序访问超出实际可用内存的内存量。

Android 内核使用分页和交换机制来管理内存。分页将物理内存划分为称为页面的小块，并将其映射到虚拟地址空间。交换将不活动页面写入存储设备，以腾出物理内存供活动进程使用。

文件系统

Android 系统使用 ext4 文件系统存储数据和应用程序。ext4 是一种日志文件系统，提供高性能、可靠性和数据完整性。Android 还支持虚拟文件系统 (VFS)，允许应用程序访问不同类型的文件系统，例如 FAT32 和 NTFS。

Android 设备上的数据分为两个主要分区：系统分区和数据分区。系统分区存储操作系统、应用程序和系统数据，而数据分区存储用户数据，例如照片、视频和音乐。

安全机制

Android 系统包含多层安全机制来保护用户数据和设备免受威胁。这些机制包括：
Linux 安全模块 (LSM)：增强 Linux 内核安全功能，例如用户权限和访问控制。
SELinux：强制访问控制机制，限制应用程序和进程之间的交互。
应用签名：验证和保护应用程序免受恶意软件侵害。
沙盒：隔离应用程序，防止它们访问其他应用程序或系统资源。
数据加密：保护存储在设备上的数据免遭未经授权的访问。

Android 系统底层机制是其稳定性、性能和安全性的基础。通过深入了解这些机制，开发者和用户可以获得 Android 系统功能的更深层次理解。这些机制的持续创新和增强确保了 Android 系统继续为移动用户提供卓越的体验。

2025-01-05

上一篇：macOS 系统开发者必备工具

下一篇：iOS 系统的大小：影响因素和优化策略