理解Android Framework
一 . Android 系统架构
Android是一个包括操作系统，中间件和关键应用的移动设备软件堆；
作为一个开源的软件，android包含了众多的功能和庞大的代码，他的代码基于linux。
1. Android系统架构图
2. Android 软件架构介绍
Android系统架构和其操作系统一样，采用了分层的架构。
从架构图看，Android系统架构分为四个层，从高层到低层分别为：
- 应用程序层
- 应用程序框架层 （Java Framework层）
- 系统运行库层 (Native层)
- linux核心层
各层之间的联系：
- Android的第一层是有C语言实现，第二层由C和C++实现，第3、4层主要是有java实现的。
- 第1、2层之间，从linux的操作系统的角度来看，是由内核和用户空间的分界线，
- 第2、3层之间是本地代码层和java代码层的接口。
- 第3、4层之间，是android的系统API的接口。
- 第一层运行与内核空间，第2、3、4运行与用户空间。
3. 应用程序层
Android会同一系列核心应用程序包一起发布，该应用程序包包括email客户端，SMS短消息程序，日历，地图，浏览器，联系人管理程序等。
所有的应用程序都是使用JAVA语言编写的。
4. 应用程序框架层
开发人员可以完全访问核心应用程序所使用的API框架。
隐藏在每个应用后面的是一系列的服务和系统, 其中包括：
- 丰富而又可扩展的视图（Views），可以用来构建应用程序， 它包括列表（lists），网格（grids），文本框（text boxes），按钮（buttons）， 甚至可嵌入的web浏览器。
- 内容提供器（Content Providers）使得应用程序可以访问另一个应用程序的数据（如联系人数据库）， 或者共享它们自己的数据
- 资源管理器（Resource Manager）提供 非代码资源的访问，如本地字符串，图形，和布局文件（ layout files ）。
- 通知管理器 （Notification Manager） 使得应用程序可以在状态栏中显示自定义的提示信息。
- 活动管理器（ Activity Manager） 用来管理应用程序生命周期并提供常用的导航回退功能。有关更多的细节和怎样从头写一个应用程序，请参考 如何编写一个 Android 应用程序.
等等。
5. 系统运行库层
Android系统架构 包含一些C/C++库，这些库能被Android系统中不同的组件使用。它们通过 Android 应用程序框架为开发者提供服务。
以下是一些核心库：
- 系统 C 库 : 一个从 BSD 继承来的标准 C 系统函数库（ libc ）， 它是专门为基于 embedded linux 的设备定制的。
- 媒体库 : 基于 PacketVideo OpenCORE；该库支持多种常用的音频、视频格式回放和录制，同时支持静态图像文件。编码格式包括MPEG4, H.264, MP3, AAC, AMR, JPG, PNG。
- Surface Manager : 对显示子系统的管理，并且为多个应用程序提 供了2D和3D图层的无缝融合。
- LibWebCore : 一个最新的web浏览器引擎用，支持Android浏览器和一个可嵌入的web视图。
- SGL : 底层的2D图形引擎
- 3D libraries : 基于OpenGL ES 1.0 APIs实现；该库可以使用硬件 3D加速（如果可用）或者使用高度优化的3D软加速。
- FreeType ：位图（bitmap）和矢量（vector）字体显示。
- SQLite ： 一个对于所有应用程序可用，功能强劲的轻型关系型数据库引擎。
6. linux核心层
Android 的核心系统服务依赖于 Linux 2.6 内核，如安全性，内存管理，进程管理， 网络协议栈和驱动模型。
Linux 内核也同时作为硬件和软件栈之间的抽象层。
二 . Framework 启动过程
Android启动过程包含从Linux内核加载到Home应用程序启动的整个过程。
整体流程如下：
1. android是基于linux内核的系统平台。启动时，首先通过bootloader（系统加载器），加载Linux内核。在Linux加载启动时，与普通的Linux启动过程相同，先初始化内核，然后调用init进程。
2. Init进程启动zygote：
解析配置文件：init.rc（系统配置文件）及initXXX.rc（与硬件平台相关的文件）的内容执行一系列的命令，包括创建mount目录，安装文件系统，设置属性，启动属性服务器，启动Socket服务端口 --> 加载preload-classes和preload-resources（Framework大部分类及资源）--> fork启动新的进程Zygote（其实是由fork和execv共同创建）。
3. Zygnote孵化第一个进程SystemServer，SystemServer启动各种系统服务线程。
SystemServer进程在Android的运行环境中扮演了"神经中枢"的作用，APK应用中能够直接交互的大部分系统服务都在该进程中运行，常见的比如WindowManagerServer（Wms）、ActivityManagerSystemService（AmS）、PackageManagerServer（PmS）等，这些系统服务都是以一个线程的方式存在于SystemServer进程中。SystemServer的main()函数首先调用的是init1()函数，这是一个native函数，内部会进行一些与Dalvik虚拟机相关的初始化工作。该函数执行完毕后，其内部会调用Java端的init2()函数，该函数首先创建了一个ServerThread对象，该对象是一个线程，然后直接运行该线程，于是，从ServerThread的run()方法内部开始真正启动各种服务线程。
基本上每个服务都有对应的Java类，从编码规范的角度来看，启动这些服务的模式可归类为三种：模式一是指直接使用构造函数构造一个服务，由于大多数服务都对应一个线程，因此，在构造函数内部就会创建一个线程并自动运行。模式二是指服务类会提供一个getInstance()方法，通过该方法获取该服务对象，这样的好处是保证系统中仅包含一个该服务对象。模式三是指从服务类的main()函数中开始执行。无论以上何种模式，当创建了服务对象后，有时可能还需要调用该服务类的init()或者systemReady()函数以完成该对象的启动
4. 当以上服务线程都启动后，AMS以systemReady调用完成最后启动，mMainStack.resumeTopActivityLocked（null）-》mService.startHomeActivityLocked启动第一个Activity。至此，FrameWork 的启动完成。
三. 学习Framework 要知道的重点
1. Init
2. Zygnote
3. ActivityManagerService
4. PackageManagerService
5. WindowManagerService
6. PowerManagerService
7. InputMethodManagerService
8. NetworkManagementService
9. MountService
10. NotificationManagerService
11. Binder
更多SystemServer见下表
|
服务类名称 |
作用描述 |
启动模式 |
|
EntropyService |
提供伪随机数 |
1.0 |
|
PowerManagerService |
电源管理服务 |
1.2/3 |
|
ActivityManagerService |
最核心的服务之一，管理Activity |
自定义 |
|
TelephonyRegistry |
通过该服务注册电话模块的事件响应，比如重启、关闭、启动等 |
1.0 |
|
PackageManagerService |
程序包管理服务 |
3.3 |
|
AccountManagerService |
账户管理服务，是指联系人账户，而不是Linux系统的账户 |
1.0 |
|
ContentService |
ContentProvider服务，提供跨进程数据交换 |
3.0 |
|
BatteryService |
电池管理服务 |
1.0 |
|
LightsService |
自然光强度感应传感器服务 |
1.0 |
|
VibratorService |
震动器服务 |
1.0 |
|
AlarmManagerService |
定时器管理服务，提供定时提醒服务 |
1.0 |
|
WindowManagerService |
Framework最核心的服务之一，负责窗口管理 |
3.3 |
|
BluetoothService |
蓝牙服务 |
1.0+ |
|
DevicePolicyManagerService |
提供一些系统级别的设置及属性 |
1.3 |
|
StatusBarManagerService |
状态栏管理服务 |
1.3 |
|
ClipboardService |
系统剪切板服务 |
1.0 |
|
InputMethodManagerService |
输入法管理服务 |
1.0 |
|
NetStatService |
网络状态服务 |
1.0 |
|
NetworkManagementService |
网络管理服务 |
NMS.create() |
|
ConnectivityService |
网络连接管理服务 |
2.3 |
|
ThrottleService |
暂不清楚其作用 |
1.3 |
|
|
|
|
|
AccessibilityManagerService |
辅助管理程序截获所有的用户输入，并根据这 些输入给用户一些额外的反馈，起到辅助的效果 |
1.0 |
|
MountService |
挂载服务，可通过该服务调用Linux层面的mount程序 |
1.0 |
|
NotificationManagerService |
通知栏管理服务，Android中的通知栏和状 态栏在一起，只是界面上前者在左边，后者在右边 |
1.3 |
|
DeviceStorageMonitorService |
磁盘空间状态检测服务 |
1.0 |
|
LocationManagerService |
地理位置服务 |
1.3 |
|
SearchManagerService |
搜索管理服务 |
1.0 |
|
DropBoxManagerService |
通过该服务访问Linux层面的Dropbox程序 |
1.0 |
|
WallpaperManagerService |
墙纸管理服务，墙纸不等同于桌面背景， 在View系统内部，墙纸可以作为任何窗口的背景 |
1.3 |
|
AudioService |
音频管理服务 |
1.0 |
|
BackupManagerService |
系统备份服务 |
1.0 |
|
AppWidgetService |
Widget服务 |
1.3 |
|
RecognitionManagerService |
身份识别服务 |
1.3 |
|
DiskStatsService |
磁盘统计服务 |
1.0 |
