By 高焕堂 2011/09/14
框架API的威力：掌握竞争主导权
- 框住应用程序：开放&制约&赠送
- 以Android HAL为例：没钱就改版，改版就有钱
1. 框住应用程序：开放&制约&赠送
1.1 情愿者来上钩
将框架当做礼物送人，能扩大影响力，是对框架提供者非常有利的事。然而，为什么AP开发者会情愿接受这种礼物呢? 这就如同姜太公渭水河钓鱼：愿者上钩。虽然传说中的姜太公钓鱼是离水三尺，但是鱼钩上附有鱼饵，可吸引鱼儿跃上三尺高来吃鱼饵，就是所谓的「愿者上钩」了。
框架内含一些基类，而基类又内含一些函数；在这些函数里，可以撰写各式各样的程序代码，来服务让应用子类(即让子类来呼叫)，这些程序代码就是附在基类API上的鱼饵了。于是：
- 框架(基类)开发者：姜太公。
- AP开发者：鱼妈妈。
- 框架(基类)程序代码：鱼饵。
- 应用程序(AP)：鱼小孩。
1.2 鱼饵与AP开发者的两道奶水
应用程序(AP)所依赖的主要成长奶水是：API与SDK。在刚才的「姜太公钓鱼」比喻中，可看到，AP开发者就像一位妈妈，依赖API幕后的基类程序代码来抚养小孩，这小孩就是AP。透过框架API能够呼叫到幕后的基类程序代码，于是许多人将框架API形容为AP成长的主要奶水。除了框架API之外，而SDK则是被称为另一道奶水。在这里，兹以建造房子来做比喻，更能说明API与SDK之角色。
API就像房子或大厦的骨架；而SDK就像大厦的鹰架(又称脚索架)：
- API是大厦的骨架：框架API(即建筑物的骨架)，可协助AP开发者(即建筑工程师)，建立应用子类(即地面上的楼房)。而「基类(即地基) + API(骨架) + 子类(即楼房)」就是整个大厦建筑物了。所以框架API也是大厦成长的奶水。
- SDK是大厦的鹰架：像Android SDK和Android NDK (即鹰架)就是AP开发者必须用到的软件工具，用来协助开发者，让AP(即大厦)的开发工作更简洁、更顺畅。
1.3 以「木瓜与小鸟」来做比喻
刚才使用「鱼饵引诱鱼儿上钩」来比喻，似乎让人觉得对鱼儿是非常不利的，因为鱼钩会伤害到鱼儿的身体。为了避免这个比喻上的偏颇，兹再以「木瓜与小鸟」来做另一个比喻：
- 框架(基类)的程序代码是木瓜肉(又红又甜的部份)。
- 框架API是木瓜的种子。
- AP就是小鸟，其吃下木瓜肉和种子而长大。
因为木瓜好吃，所以常常来，或不想离开(即上钩了)，所以也是「愿者上钩」，但是木瓜对于小鸟来说是有利而无伤害的。同样地，Android框架对于AP开发者或AP本身也是没有伤害的。
1.4 强龙与地头蛇：强龙不压地头蛇
自古有言：「强龙不压地头蛇」。这是来自<<西游记>>第45回里所写的：
『你也忒自重了，更不让我远乡之僧；也罢，这正是强龙不压地头蛇。』
强龙不压地头蛇，其意味着：
- 强龙不会档住地头蛇的财路，
- 反而会协助地头蛇不断成长。
相对上，木瓜树就是「强龙」角色；而小鸟则是「地头蛇」角色。木瓜免费提供又红又甜的木瓜肉给小鸟吃，让小鸟长得强壮，能飞得更远。此外，还把木瓜种子做很精致的方式包装，让种子既不会伤害小鸟，而且种子也不会被小鸟所伤害(例如被消化掉)。如此，木瓜帮助小鸟长大，愈强壮小鸟就能够将木瓜种子携带到愈遥远的新土地上，大图拓展了木瓜的地盘。强龙与地头蛇形成一个极佳的双赢合作模式：
◆ 强龙帮助地头蛇成长壮大。
◆ 地头蛇帮助强龙拓展版图。
以Android手机平台为例，Google扮演「强龙」角色；而AP开发者则扮演「地头蛇」角色。Google也尽到强龙的任务：
- 提供Android 框架API和Android SDK(含Android NDK)两道奶水，协助AP开发者(即地头蛇)。
AP开发者也尽到责任：全球的Android AP开发者已经替Google强龙开发出数十万支的AP(即以奶水去养了数十万个活泼可爱的小孩)，让Android手机版图持续扩大，跃升为全世界最畅销的智能型手机了。这也等于帮助Google拓展了版图。
2. 没钱就改版，改版就有钱
上述谈到了，强龙提供两道奶水：框架API和SDK(含NDK)来协助地头蛇开发AP或驱动程序。这些是软件开发(即生产)阶段的协助，仅是强龙的「必备」条件而已。如果想成为真正强龙的话，还需要一项「充分」条件：协助地头蛇去赚钱(即营销)。其中，大家最熟悉的就是：让地头蛇能够「没钱就改版，改版就有钱」。于此，兹拿HAL框架为例，说明「没钱就改版」的实践途径。[歡迎光臨 高煥堂 網頁： http://www.cnblogs.com/myEIT/ ]
2.1 拿万里长城来比喻
为了说明HAL框架与「没钱就改版」的逻辑关系，于此兹拿万里长城来比喻HAL框架。万里长城攸关三方面的利益：
- 关内居民最先获利
- 关外居民获利较小
- 万里长城主导者获利最大(但获利较慢)
2.2 自由度的来源：以HAL框架为例
Google强龙开发Android HAL(Hardware Abstraction Layer)驱动框架(它是用来衔接硬件组件的驱动程序)，然后拿它当做礼物来赠送硬件厂。这让全球硬件厂获得「没钱就改版」的自由度，因而大受欢迎和支持，于此就来说明这项自由度来源。
2.2.1 Android HAL框架的商业效益
HAL框架就像一座万里长城，将整个Android平台分隔开来，分成关内和关外两部分。如下图：
图1 HAL框架将Android平台分成关内和关外
HAL框架将平台分隔开来。成为两部分。其中，
- 关内：如上图所示，包含HAL框架内的驱动程序(如GPS、Bluetooth、WiFi等)，以及HAL框架之下的Linux内核组件。
- 关外：则包括HAL框架之上的各部份(如Libraries、Application Framework、Android Runtime等)。
根据万里长城的攸关利益，可以知道关内是优先获利者，其主要获得了「自由度」，例如自己决定睡觉到什么时刻才起床，不必因关外民族入侵而被迫起床避难。由于万里长城的分隔(Separate)，让关内居民不会受到关外的干扰，而拥有自由度。同理，由于HAL框架的分隔，让HAL框架之下(即关内)的驱动程序不受框架之上(关外)的牵制或干扰，而获得变动自由度；于是，驱动开发者(硬件供货商)拥有自由度(容易改版)。
2.2.2 HAL框架的内涵
HAL是以C语言撰写的框架，其主要结构如下图：
图2 HAL是以C语言写成的驱动框架
由于C语言不是对象导向(Object-Oriented)语言，它没有类别(Class)机制，但可以拿C语言的结构(struct)机制来表达「型态」(Type)概念。简而言之，在C++里，我们是以类别来表达型态概念；而在C语言里则是拿结构来表达型态概念。例如，上图里的hw_module_t就是hw_module_type的缩写，意味着它是一个型态；而open()就是定义于hw_module_t型态(相当于C++或Java的类别)里的抽象函数。由于hw_module_t内含抽象函数，它是一个抽象型态，相当于C++或Java的抽象类别，也就相当于C++或Java里的基础类别(Base Class，简称基类)。所以，hw_module_t就是HAL框架里的基础型态(即基类)，其内含的open()抽象函数就成为HAL框架的主动型API。此外，HAL框架也提供hw_get_module()具象函数给其它Client模块来呼叫，这具象函数就成为HAL框架的被动型API。
2.2.3 自由度的表现：「没钱就改版」
驱动程序开发者撰写HAL的子类(又称为HAL的Stub模块)，并实作open()函数。如下图：
图3 撰写HAL框架的子类
由于基类提供主动型API，拥有高度的制约力量，所以敢开放给子类去自由改版，产生子类的差异化，带动了驱动程序差异化，也带动了硬件组件差异化，创造高利润。随然子类受制于基类的主动型API，但是它的改变并不会牵动基类以外的模块，没有涟漪效应，变动成本低，客户愿意改版，带来改版(及差异化)机会。
同理，驱动程序的改变并不会牵动上层(即Libraries和Runtime等Android核心模块)，没有涟漪效应，变动成本低，客户愿意改版，带来改版机会。基于这项自由度，驱动程序就能随时改版，尤其是没钱时，就能加速改版。这就是所谓的「没钱就改版」。驱动程序的「没钱就改版」，也意味着硬件组件的「没钱就改版」，这种自由度替全球各硬件厂商带来差异化的机会，亦即创造了有利的商场竞争优势。
3. 改版能赚大钱
3.1 以HAL框架的效益为例
刚才，兹以万里长城来比喻HAL框架，说明了Android HAL框架的首先获利者是全球的手机硬件厂(如HTC、Motorola等)。他们获得了驱动程序和硬设备的变动自由度和自主性；因此，获得「没钱就改版」的创意机会。
「没钱就改版」只是必备条件，并不充分。如果能够获得充分条件：改版又能卖钱；那就更完美了。不仅仅位于底层(即C/C++层)的HAL框架能带来「没钱就改版，改版就有钱」的商业效益；另外位于上层(即Java层)的应用框架(Application Framework)也能带来「没钱就改版，改版就有钱」的美好效益。
刚才，兹以万里长城来比喻HAL框架，说明了Android HAL框架的首先获利者是全球的手机硬件厂(如HTC、Motorola等)。他们获得了驱动程序和硬设备的变动自由度和自主性；因此，获得「没钱就改版」的创意机会。
「没钱就改版」只是必备条件，并不充分。如果能够获得充分条件：改版又能卖钱；那就更完美了。也就说，「没钱就改版，改版就有钱」才是一个完美的境界。
3.2 HAL带给驱动程序的「改版就有钱」
Google强龙为了替硬件厂商(即地头蛇)解决上述的困境，就采取下述对策：
- 让驱动程序可以从Linux的内核空间(Kernel Space)里移出来，摆入HAL框架区域内，此区域属于用户空间(User Space)。
- 驱动程序摆在HAL框架的用户空间里，采取ASL自由软件协议，而避开了GPL协议。
- 采用ASL协议，驱动程序不必提供原始码，也不必送审，就能卖钱。因而，获得「没钱就改版，改版就有钱」的高获利商机。
Google掌握HAL框架，藉由HAL的主动型API来包容驱动程序的改版机会。由于驱动程序不必开放原始码，保护硬设备的机密性，因此不仅容易改版，还能卖钱，所以地头蛇会日益壮大，更有力量支持Google强龙。同时，Google强龙(盟主)地位自然形成了。◆
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