Android 系统的开发综述
Android 系统的开发综述
第一部分 Android 的系统架构
第二部分 Android 源代码的开发环境
第一部分 Android 的系统架构
1.1 软件结构
1.2 Android 的工具
1.1 软件结构
第一层：
Linux操作系统及驱动
第二层：
本地框架和Java运行环境
第三层：
Java框架
第四层：
Java应用程序
1.1 软件结构
Android的软件结构的几个层次：
1. 操作系统层（ Linux，相关驱动）
2. 库（ Libraries）和运行环境（ RunTime）
3. 应用程序框架（ Application Framework）
4. 应用程序（ Application）
操作系统层使用 C语言编写，运行于内核空间。
底层库和 JAVA虚拟机使用 C语言编写，运行于
用户空间。
JAVA框架和 JAVA应用程序使用 C语言编写，运
行于用户空间。
1.1 软件结构
Android的第 1层次由 C语言实现，第 2层次由 C
和 /C++实现，第 3、 4层次主要由 Java代码实现。
第 1层次和第 2层次之间，从 Linux操作系统的角
度来来看，是内核空间与用户空间的分界线，第 1层
次运行于内核空间，第 2、 3、 4层次运行于用户空
间。
第 2层次和第 3层次之间，是本地代码层和 Java代
码层的接口。
第 3层次和第 4层次之间，是 Android的系统 API
的接口，对于 Android应用程序的开发，第 3层次以
下的内容是不可见的，仅考虑系统 API即可。
1.1 软件结构
Linux操作系统和驱动：
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。
Android 本地框架（ C/C++ ）：
Android 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。
系统 C 库 ：一个从 BSD 继承来的
标准
excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载
C 系统
函数
excel方差函数excelsd函数已知函数 2 f x m x mx m 2 1 4 2拉格朗日函数pdf函数公式下载
库， 专门为基于嵌入式 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。
Surface Manager ： 对显示子系统的管理，图层功能。
WebCore ： 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 ： Skia 的 2D 图形引擎
3D libraries ： 基于 OpenGL 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
。
1.1 软件结构
Android 运行库：
Android 包括了一个核心库，该核心库提供了
JAVA 编程语言核心库的大多数功能。
每一个 Android 应用程序都在它自己的进程中运
行，都拥有一个独立的 Dalvik 虚拟 机实例。 Dalvik 被设
计成一个设备可以同时高效地运行多个虚拟系统。
Dalvik 虚拟机执行（ .dex ）的 Dalvik 可执行文件，
该格式文件针对小内存使用做了 优化。同时虚拟机是基
于寄存器的，所有的类都经由 JAVA 编译器编译，然后
通过 SDK 中 的 "dx" 工具转化成 .dex 格式由虚拟机执
行。
Dalvik 虚拟机依赖于 linux 内核的一些功能，比如线
程机制和底层内存管理机制。
1.1 软件结构
1.1 软件结构
Android 应用程序框架：
开发人员也可以完全访问核心应用程序所使用的 API 框架。该
应用程序的架构设计简化了组件的重用；任何一个应用程序都可以发布
它的功能块并且任何其它的应用程序都可以使用其所发布的功能块（不
过得遵循框架的安全性限制）。同样，该应用程序重用机制也使用户可
以方便的替换程序组件。
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
关于发布提成方案的通知关于xx通知关于成立公司筹建组的通知关于红头文件的使用公开通知关于计发全勤奖的通知
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。
1.1 软件结构
Android 应用程序：
Android会同一系列核心应用程序包
一起发布，这些应用程序包也就是预置
的应用程序，主要包括 email客户
端， SMS短消息程序，日历，地图，浏
览器，联系人
管理程序
售后服务管理程序不合格品管理程序供应商管理程序文件供应商管理程序采购及供应商管理程序
等。所有的应用
程序都是使用 JAVA 语言编写的。
1.2 Android 的工具
aapt （ Android Asset Packaging Tool ）
用于建立 Zip兼容的包 (zip, jar, apk) ，也可用于编译资源到二
进制的 assets 。
abd （ Android Debug Bridge ， Android调试桥）
使用 Adb 工具可以在模拟器或设备上安装应用程序的 .apk 文
件，并从命令行访问模拟器或设备。也可以用它把 Android 模拟
器或设备上的应用程序代码和一个标准的调试器连接在一起。
$./out/host/linux-x86/bin/adb shell
$./out/host/linux-x86/bin/adb install XXX.apk
$./out/host/linux-x86/bin/adb push {host_path} {target_path}
$./out/host/linux-x86/bin/adb pull {target_path} {host_path}
android 工具
一个脚本用于创建和管理 Android Virtual Devices (AVDs) 。
1.2 Android 的工具
AIDL 工具
（ Android Interface Description Language ，
Android接口描述语言）
可以生成进程间的接口的代码，诸如 service 可能使用的接口。
AVDs （ Android Virtual Devices ， Android 虚拟设备）
用于配置仿真器的选项，使用实际的设备。
DDMS
（ Dalvik Debug Monitor Service ， Dalvik 调试监视器服务）
这个工具集成了 Dalvik ，能够在模拟器或者设备上管理进程并协
助调试。可以使用它杀死进程，选择某个特定的进程来调试，产生跟
踪数据，观察堆（ heap ）和线程信息，截取模拟器或设备的屏幕画
面，还有更多的功能。
1.2 Android 的工具
dx
Dx 工具将 .class 字节码（ bytecode ）转换为 Android 字节码（保
存在 .dex 文件中） 。
Draw 9-patch
Draw 9-patch 工具允许使用所见即所得（ WYSIWYG ）的编辑器
轻松地创建 NinePatch 图形。
Emulator （ 模拟器）
它是在的计算机上运行的一个虚拟移动设备。可以使用模拟
器来在一个实际的 Android 运行环境下设计，调试和测试的应用程序。
Hierarchy Viewer （层级观察器）
层级观察器工具允许调试和优化的用户界面。它用可视的方法
把的视图（ view ）的布局层次展现出来，此外还给当前界面提供了一
个具有像素栅格 (grid) 的放大镜观察器。
1.2 Android 的工具
mksdcard
帮助创建磁盘映像（ disk image ），可以在模拟器环境下
使用磁盘映像来模拟外部存储卡（例如 SD 卡）。
Monkey
Monkey 是在模拟器上或设备上运行的一个小程序，它能够产
生为随机的用户事件流，例如点击 (click) ，触摸 (touch) ，挥手
（ gestures ），还有一系列的系统级事件。可以使用 Monkey 来
给正在开发的程序做随机的，但可重复的压力测试 。
sqlite3
sqlite3 工具能够方便地访问 SQLite 数据文件。
Traceview
这个工具可以将的 Android 应用程序产生的跟踪日志
（ trace log ）转换为图形化的分析视图
第二部分 Android 源代码的开发环境
2.1 源代码结构
2.2 编译 Android
2.3 运行 Android
2.1 源代码结构
开发 Android主机环境的需求：
Git工具
Repo工具
Java的 JDK
主机编译工具
Ubuntu ：
$ sudo apt-get install git-core gnupg sun-java5-jdk
flex bison gperf libsdl-dev libesd0-dev libwxgtk2.6-
dev build-essential zip curl libncurses5-dev zlib1g-
dev
2.1 源代码结构
获取 Android 完全的源代码：
初始化代码仓库：
$ repo init -u git://android.git.kernel.org/platform/manifest.git
获取代码：
$ repo sync
初始化指定的版本：
$ repo init -u git://android.git.kernel.org/platform/manifest.git
-b release-1.0
$ repo init -u git://android.git.kernel.org/platform/manifest.git
-b android-sdk-1.5_r2
2.1 源代码结构
同步单个工程代码：
$ repo sync {project_name}
获取一个工程的代码：
$ git clone git://android.git.kernel.org/ + project path
例如，获取通用内核的代码：
$ git clone git://android.git.kernel.org/kernel/common.git
2.1 源代码结构
$ repo init -u git://android.git.kernel.org/platform/manifest.git
Getting repo ...
from git://android.git.kernel.org/tools/repo.git
Getting manifest ...
from git://android.git.kernel.org/platform/manifest.git
From git://android.git.kernel.org/platform/manifest
* [new branch] android-1.5 -> origin/android-1.5
* [new branch] android-1.5r2 -> origin/android-1.5r2
* [new branch] android-1.5r3 -> origin/android-1.5r3
* [new branch] android-1.6_r1 -> origin/android-1.6_r1
* [new branch] android-sdk-1.5-pre -> origin/android-sdk-1.5-pre
* [new branch] android-sdk-1.5_r1 -> origin/android-sdk-1.5_r1
* [new branch] android-sdk-1.5_r3 -> origin/android-sdk-1.5_r3
* [new branch] android-sdk-1.6_r1 -> origin/android-sdk-1.6_r1
* [new branch] cdma-import -> origin/cdma-import
* [new branch] cupcake -> origin/cupcake
* [new branch] cupcake-release -> origin/cupcake-release
* [new branch] donut -> origin/donut
* [new branch] master -> origin/master
* [new branch] release-1.0 -> origin/release-1.0
* [new tag] android-1.5 -> android-1.5
* [new tag] android-1.5r2 -> android-1.5r2
* [new tag] android-1.5r3 -> android-1.5r3
* [new tag] android-1.6_r1 -> android-1.6_r1
* [new tag] android-sdk-1.5-pre -> android-sdk-1.5-pre
* [new tag] android-sdk-1.5_r1 -> android-sdk-1.5_r1
* [new tag] android-sdk-1.5_r3 -> android-sdk-1.5_r3
* [new tag] android-sdk-1.6_r1 -> android-sdk-1.6_r1
From git://android.git.kernel.org/platform/manifest
* [new tag] android-1.0 -> android-1.0
2.1 源代码结构
repo init 之后，将生成隐藏
目录
工贸企业有限空间作业目录特种设备作业人员作业种类与目录特种设备作业人员目录1类医疗器械目录高值医用耗材参考目录
.repo ，其中文
件 .repo/manifest.xml 为 repo 工程的描述文件，表示 repo 时包
含的各个工程，其片段如下所示：
repo/manifest.xml 中的 path 表示工程获取后的路径（基于当前目
录）， name 表示工程的名称。
2.1 源代码结构
提交代码 Android 代码：
https://review.source.android.com
提交代码的流程：
$ repo start {branch_name} {project_name}
$ git add {file_path}
$ git commit {file_path} –m"comment"
$ repo upload {project_name}
提交的网页：
https://review.source.android.com/#change,{change id.}
2.1 源代码结构
Android代码的工程分为三个部分：
核心工程（ Core Project）
建立 Android系统的基础，在根目录的
各个文件夹中。
扩展工程（ External Project）
使用其他开源项目扩展的功能，在
external文件夹中。
包（ Package）
提供 Android的应用程序和服务，在
package文件夹中。
2.1 源代码结构
核心工程：
bionic ： C 运行时支持 : libc,
libm, libdl, 动态 linker
bootloader/legacy ： Bootloader参考代码
Build ： Build 系统
dalvik ： Dalvik 虚拟机
development ： 高层的开发和调试工具
frameworks/base ： Android 核心的框架库
frameworks/policies/base ：框架配置策略
hardware/libhardware ： 硬件抽象层库
hardware/ril ： Radio interface layer
kernel ： Linux 内核
prebuilt ： 对 Linux 和 Mac OS 编译
的二进制支持
system/core ： 最小化可启动的环境
system/extras ： 底层调试和检查工具
2.1 源代码结构
扩展工程（ 1）：
aes : Advanced Encryption Standard ，高级加密标准
apache-http : （ JAVA ） Http 服务器
bison : （主机）自动生成语法分析器程序，基本兼容 Yacc
bluez : 蓝牙库
bsdiff : （主机）用于为二进制文件生成补丁
bzip2 : （主机 /目标机）压缩文件工具
clearsilver : （主机）模板语言，包括 python, java, perl, c 的 lib 支
持
dbus : freedesktop下开源的 Linux IPC 通信机制
dhcpcd : 动态主机设定协定 的工具
dropbear : ssh2 服务器和客户端
e2fsprogs : （主机） Ext2/3/4 文件系统的工具
elfcopy : （主机） ELF 工具
elfutils : （主机） ELF 工具
2.1 源代码结构
扩展工程（ 2）：
embunit : 嵌入式 C 系统的测试框架
emma : （ JAVA ） Java 代码覆盖检查工具
esd : （仅头文件）
expat : （主机 /目标机） XML Parser
fdlibm : 精确实现 IEE754 浮点数
freetype : C 语言实现的字体光栅化引擎制作的的一个软件库。
gdata : （ JAVA ）用于数据操作
genext2fs : （主机） Ext2 文件系统生成工具
giflib : GIF 工具
googleclient : （ JAVA ） Google客户端
grub : 多重操作系统启动管理器
icu4c : IBM 的支持软件国际化的开源项目
iptables : 建构在 Xtables 的架构下，定义“表 (tables)” 、“键
(chain)” 、“规则 (rules)” 三个资料来处理封包的运送。
2.1 源代码结构
扩展工程（ 3）：
jdiff : （主机 JAVA 库）比较工具
jhead : Jpeg 文件头（ Exif ）编辑修改软件
jpeg : Jpeg 工具库
libffi : a portable foreign function interface library
libpcap : 网络数据包捕获函数包
libpng : PNG 工具库
libxml2 : （主机 /目标机） C 语言的 XML解析库
netcat : 用来对网路连线 TCP 或者 UDP 进行读写
netperf : 网络性能的测量工具
neven : 人脸识别的一套库
opencore : 多媒体框架
openssl : C 语言的 SSL （ Secure Sockets Layer ）工具
oprofile : Linux 内核支持的一种性能分析机制
ping : ping 工具
ppp : ppp 工具
protobuf : Google 工具，利用 .proto 文件自动生成代码
2.1 源代码结构
扩展工程（ 4）：
qemu : （主机）仿真环境
safe-iop : 夸平台的整数运算
skia : 一个图形库
sonivox : Sonic 嵌入式的音乐合成器
sqlite : 轻量级的 SQL 嵌入式数据库
srec : （主机 /目标机） motorola S-records 16 进制文件格式
工具
strace : 监视系统调用的工具
tagsoup : （ JAVA ） HTML 解析工具
tcpdump : 网络中传送的数据包的头完全截获下来提供分析的工具
tinyxml : （主机 /目标机） XML 工具
tremor : Ogg Vorbis 的播放器
webkit : 开源的浏览器引擎
wpa_supplicant : 无线局域网 Wifi 的工具
xdelta3 : （主机 /目标机）二进制文件比较工具
yaffs2 : （主机） YAFFS 文件系统
2.1 源代码结构
包（包括应用程序，提供者和输入法）
：
Applications （ package/apps ）
AlarmClock ， Browser ， Calculator ， Calendar ， Camera
Contacts ， Email ， GoogleSearch ， HTML Viewer ， IM
Launcher ， Mms ， Music ， PackageInstaller ， Phone
Settings ， SoundRecorder ， Stk ， Sync ， Updater ，
VoiceDialer
Providers （ package/Providers ）
CalendarProvider ， ContactsProvider ， DownloadProvider
DrmProvider ， GoogleContactsProvider ，
GoogleSubscribedFeedsProvider ，
ImProvider ， MediaProvider ， SettingsProvider ，
SubscribedFeedsProvider ， TelephonyProvider
2.2 Android 的编译
编译 Android系统，在其根目录下
中具有一个 Makefile，直接执行 make
即可。
$ make
make的过程将递归找到各个目录中的
Android.mk文件进行编译。
Android的编译将搜索所有的目录，
编译本身和目录的名称以及位置没有关
系。
2.2 Android 的编译
Android系统编译完成的结果全部
在其根目录的 out目录中，在其他目录
中没有内容。
编译的结果：
主机工具
目标机程序
目标机映像文件
目标机 Linux内核（需要单独处理
）
out/target/product/generic/
|-- android-info.txt
|-- clean_steps.mk
|-- data [ 数据目录 ]
|-- installed-files.txt
|-- obj [ 中间目标文件目录 ]
| |-- APPS JAVA应用程序包
| |-- ETC 运行时配置文件
| |-- EXECUTABLES 可执行程序
| |-- KEYCHARS
| |-- NOTICE.html
| |-- NOTICE.html.gz
| |-- NOTICE_FILES
| |-- PACKAGING
| |-- SHARED_LIBRARIES 动态库（共享库）
| |-- STATIC_LIBRARIES 静态库（归档文件）
| |-- include
| `-- lib
|-- previous_build_config.mk
|-- ramdisk.img 根文件系统映像
|-- root [ 根文件系统目录 ]
|-- symbols [ 符号的目录 ]
|-- system [ 主文件系统目录 ]
|-- system.img 主文件系统映像
|-- userdata-qemu.img 为 QEMU的数据映像
`-- userdata.img 数据映像
2.3 运行 Android
Android编译完成后可以在 QEMU中运
行，首先设置环境变量：
$ declare -x ANDROID_PRODUCT_OUT="{Android
root}out/target/product/generic“
$./out/host/linux-x86/bin/emulator -shell
运行 Android：
按照这种方式运行后，在出现图形系统的同
时，将会出现 Android的 shell界面。
默认皮肤为 :HVGA-P=320×480。
2.3 运行 Android
Android Emulator
Android Emulator 基于 QEMU ，这个仿真器支持
Android Virtual Device （ Android 虚拟设备）以及很
多的调试性能。
使用 Android Emulator 可以仿真 Android整个
系统运行，在运行的过程中，可以指定内核、主文件系
统、用户文件系统等。
$ emulator -avd
[-
浙公网安备 33021202002483