（一）Android系統框架詳解
Android採用分層的架構，分爲四層，從高層到底層分爲應用程序層，應用程序框架層，系統運行庫層和Linux核心層
1，Android應用程序層
應用是用Java語言編寫的運行在虛擬機上的程序，即圖中最上層的藍色部分，其實，Google最開始時就在Android系統中捆綁了一些核心應用，比如e-mail客戶端、SMS短消息程序、日曆、地圖、瀏覽器、聯繫人管理程序，等等。
2，應用程序框架層
這一層即是編寫Google發佈的核心應用時所使用的API框架，開發人員同樣可以使用這些框架來開發自己的應用，這樣便簡化了程序開發的架構設計，但是必須遵守其框架的開發原則，組件如下：
豐富而又可擴展的視圖（Views）：可以用來構建應用程序，它包括列表（lists）、網格（grids）、文本框（text boxes）、按鈕（buttons）， 甚至可嵌入的Web瀏覽器。
內容提供器（Content Providers）：它可以讓一個應用訪問另一個應用的數據（如聯繫人數據庫）， 或共享它們自己的數據
資源管理器（Resource Manager）：提供非代碼資源的訪問，如本地字符串、圖形、和佈局文件（layout files）。
通知管理器 （Notification Manager）：應用可以在狀態欄中顯示自定義的提示信息。
活動管理器（Activity Manager）：用來管理應用程序生命週期並提供常用的導航退回功能。
窗口管理器（Window Manager)：管理所有的窗口程序。
包管理器（Package Manager）：Android系統內的程序管理
在Android SDK中內置了一些對象，其中最重要的組件要屬Activities、Intents、Services以及Content Providers四個組件。
Activities活動
一個活動就是一個用戶界面。一個應用程序可以定義一個或多個活動，每個活動都能夠保存和恢復自身的狀態。
Intents意向
Intent是描述一個特定活動的一種機制，比如“選取照片”、“撥打電話”等這類具體動作。在Android中，所有的東西都是通過Intents完成的，因此開發者有機會替代或重用大量的組件。比如有一個“發送郵件”的intent，當你應用程序需要發送郵件時可以激活這個intent。開發者甚至可以重新編寫一個新的郵件應用程序，並註冊爲活動以處理這個intent代替標準的郵件應用程序。那麼其他應用程序就可以使用新編寫應用程序來發送郵件了。
Services服務
一個服務Service就是運行在後臺、沒有用戶直接交互的任務，與Unix daemon類似。比如要做一個音樂播放器，可能會被另一個活動激活，但音樂是需要作爲背景音樂播放，那麼這種程序就可以考慮作爲一種服務Service。然後別的活動可以來操作這個播放器。Android中內置了很多服務，可以方便的使用API進行訪問。
Content Providers內容提供者
一個內容提供者content Provider就是由自定義的API封裝讀寫操作的一套數據。Content Provider是不同應用程序之間共享全局數據最好的方式。比如，Google提供了聯繫人的Content Provider，包括姓名、地址、電話等所有信息在內的聯繫方式能夠被所有應用程序使用。
3，系統運行庫層
當我們使用Android 應用框架時，Android系統會通過一些C/C++庫來支持對我們使用的各個組件，使其能更好地爲開發者服務
Bionic系統 C 庫：C語言標準庫，系統最底層的庫，C庫通過Linux系統來調用。
多媒體庫（MediaFrameword）：Android系統多媒體庫，基於 PacketVideo OpenCORE，該庫支持多種常用的音頻、視頻格式的回放和錄製以及一些圖片，比如：MPEG4、MP3、AAC、AMR、JPG, PNG 等。
SGL：2D圖形引擎庫。
SSL：位於TVP/IP協議與各種應用層協議之間，爲數據通訊提供支持。
OpenGL ES 1.0：3D效果的支持。
SQLite：關係數據庫。
Webkit：Web瀏覽器引擎。
FreeType ：位圖（Bitmap）及矢量（Vector）。
每個Java程序都運行在Dalvik虛擬機之上。與PC一樣，每個Android應用程序都有自己的進程，Dalvik虛擬機只執行".dex"的可執行文件。當Java程序通過編譯，最後還需要通過SDK中 的 "dx"工具轉化成".dex"格式才能正常地在虛擬機上執行。
圖中黃色的部分則是Dalvik虛擬機，Google於2007年底正式發佈了Android SDK, 作爲 Android系統的重要特性，Dalvik虛擬機也第一次進入了人們的視野。它對內存的高效使用，以及在低速CPU上表現出的高性能，確實令人刮目相看。Android系統可以簡單地完成進程隔離和線程管理。每一個Android應用在底層都會對應一個獨立的Dalvik虛擬機實例，其代碼在虛擬機的解釋下得以執行。很多人認爲Dalvik虛擬機是一個Java虛擬機，因爲Android的編程語言恰恰就是Java語言。但是這種說法並不準確，因爲Dalvik虛擬機並不是按照Java虛擬機的規範來實現的，兩者並不兼容；同時還要兩個明顯的不同：Java虛擬機運行的是Java字節碼，而Dalvik虛擬機運行的則是其專有的文件格式DEX（Dalvik Executable）的文件。在Java SE程序中的Java類會被編譯成一個或者多個字節碼文件（.class）然後打包到JAR文件，而後Java虛擬機會從相應的CLASS文件和JAR文件中獲取相應的字節碼；Android應用雖然也是使用Java語言進行編程，但是在編譯成CLASS文件後，還會通過一個工具（dx）將應用所有的CLASS文件轉換成一個DEX文件，而後Dalvik虛擬機會從其中讀取指令和數據。
Dalvik虛擬機非常適合在移動終端上使用，相對於在桌面系統和服務器系統運行的虛擬機而言，它不需要很快的CPU速度和大量的內存空間。根據Google的測算，64M的RAM已經能夠讓系統正常運轉了。其中24M被用於底層系統的初始化和啓動，另外20M被用於高層啓動高層服務。當然，隨着系統服務的增多和應用功能的擴展，其所消耗的內存也勢必越來越大。歸納起來，Dalvik虛擬機有如下幾個主要特徵：
專有的DEX文件格式
DEX是Dalvik虛擬機專用的文件格式，而爲什麼棄用已有的字節碼文件（.CLASS文件）而採用新的格式呢？
（1） 一個應用中會定義很多類，編譯完成後即會有很多相應的CLASS文件，CLASS文件中會有不少冗餘的信息，而DEX文件格式會把所有的CLASS文件內容整合到一個文件中。這樣，除了減少整體的文件尺寸和I/O操作，也提高了類的查找速度。
（2） 增加了新的操作碼的支持。
（3） 文件結構儘量簡潔，使用等長的指令，藉以提高解析速度。
（4） 儘量擴大隻讀結構的大小，藉以提高跨進程的數據共享。
DEX的優化
DEX文件的結構是緊湊的，但是如果我們還想運行時的性能有進一步提高，我們就仍然需要對DEX文件進行進一步優化。優化主要是針對以下幾個方面：
（1） 調整所有字段的字節序（LITTLE_ENDIAN）和對齊結構中的每一個域。
（2） 驗證DEX文件中的所有類。
（3） 對一些特定的類進行優化，對方法裏的操作碼進行優化。
基於寄存器
相對於基於堆棧實現的虛擬機，基於寄存器實現的虛擬機雖然在硬件、通用性上要差一些，但是它在代碼的執行效率上卻更勝一籌。
一個應用，一個虛擬機實例，一個進程
每一個Android應用都運行在一個Dalvik虛擬機實例中，而每一個虛擬機實例都是一個獨立的進程空間。虛擬機的線程機制、內存分配和管理、Mutex等的實現都依賴底層操作系統。所有Android應用的線程都對應一個Linux線程，虛擬機因而可以更多地依賴操作系統的線程調度和管理機制。不同的應用在不同的進程空間裏運行，加之對不同來源的應用都使用不同的Linux用戶來運行，可以最大程度地保護應用的安全和獨立運行。
4，Linux核心層
Android 的核心繫統服務基於Linux2.6內核，如安全性、內存管理、進程管理、網絡協議棧和驅動模型等都依賴於Linux2.6內核。Linux內核同時也作爲硬件和軟件棧之間的抽象層
Android更多的是需要一些與移動設備相關的驅動程序，主要的驅動如下所示。
顯示驅動（Display Driver）：基於Linux的幀緩衝(Frame Buffer)驅動。
鍵盤驅動(KeyBoard Driver)：作爲輸入設備的鍵盤驅動。
Flash內存驅動（Flash Memory Driver）：基於MTD的Flash驅動程序。
照相機驅動（Camera Driver）：常用的基於Linux的v4l2（Video for Linux）驅動。
音頻驅動（Audio Driver）：常用的基於ALSA（Advanced Linux Sound Architecture）的高級Linux聲音體系驅動。
藍牙驅動（Bluetooth Driver）：基於IEEE 802.15.1標準的無線傳輸技術。
WiFi驅動（Camera Drive）：基於IEEE 802.11標準的驅動程序。
Binder IPC驅動：Android的一個特殊的驅動程序，具有單獨的設備節點，提供進程間通訊的功能。
Power Management（能源管理）：比如電池電量等。
五、Android應用程序框架
android.app：提供高層的程序模型和基本的運行環境。
android.content：包含對各種設備上的數據進行訪問和發佈。
android.database：通過內容提供者瀏覽和操作數據庫。
android.graphics：底層的圖形庫，包含畫布i、顏色過濾、點、矩形，可以將它們直接繪製到屏幕上。
android.location：定位和相關服務的類。
android.media：提供一些類管理多種音頻、視頻的媒體接口。
android.net：提供幫助網絡訪問的類，超過通常的java.net.*接口。
android.os：提供了系統服務、消息傳輸和IPC機制。
android.opengl：提供OpenGL的工具。
android.provider：提供訪問Android內容提供者的類。
android.telephony：提供與撥打電話相關的API交互。
android.view：提供基礎的用戶界面接口框架。
android.util：涉及工具性的方法，例如時間日期的操作。
android.webkit：默認瀏覽器操作接口。
android.widget：包含各種UI元素在應用程序的佈局中使用。
