Android简介-历史、API等级与体系结构

1. Android简介

Android是一种基于Linux内核的自由及开放源代码的操作系统。最初是由安迪·鲁宾(Andy Rubin)开发的一款相机操作系统。2005年8月被Google收购。2007年11月，Google与84家硬件制造商、软件开发商及电信营运商组建开放手机联盟共同研发改良Android系统。随后Google以Apache开源许可证的授权方式，发布了Android的源代码。第一部Android智能手机发布于2008年10月。Android逐渐扩展到平板电脑及其他领域上，如电视、数码相机、游戏机、智能手表等。2011年第一季度，Android在全球的手机市场份额首次超过塞班系统，跃居全球第一。2017年3月，Android超过Windows成为全球第一大操作系统。2022年Android的活跃设备数量突破30亿。

Android版本升级比较快，现在几乎以每年一版的速度更新，截至2024年6月，API等级目前已更新到35，具体如表1-1所示。

表1-1  Android版本名称与发布时间

2023年2月9日，Google 发布了 Android 14 的首个开发者预览版（Developer Preview）。Android 14 重点关注大屏和跨设备体验的改进，特别是平板电脑和可折叠设备，增强对后台App的管控，提升待机续航，把文本缩放比例限制从130%提升到200%，引入非线性字体缩放曲线，引入“应用克隆”了，支持App双开等。此外，Android 14将阻止API等级为 22 或更早版本的旧App的安装。

2. Android体系结构

Android体系结构分为五层，从上到下依次为应用层（App）、框架层（API Framework）、系统库和运行时层（Native C/C++ Libraries & Android Runtime）、硬件抽象层（Hardware Abstraction Layer）、内核层（Linux Kernal）。

应用层分为系统应用和用户应用。系统应用包括拨号、短信、通信录等。用户应用就是用户下载的应用，本书介绍的就是用户应用的开发。

框架层包括Android应用开发需要的框架。框架层提供了应用层需要调用的接口，应用层使用这些接口实现特定的功能。框架层包括Activity Manager（活动管理器）、Window Manager（窗口管理器）、Content Providers（内容提供者）、View System（视图系统）、Notification Manager（通知管理器）、Package Manager（包管理器）等组件。

系统库和Android运行时层是框架层的支撑，是连接框架层与硬件抽象层的纽带。系统库包括一些C/C++库，如SurfaceManager、SQLite、SGL、FreeType等。Android运行时 (ART) 是 Android 上的应用和部分系统服务使用的托管式运行时。ART 及其前身 Dalvik 是专为 Android打造的。作为运行时的 ART 可执行 Dalvik 可执行文件并遵循 Dex 字节码规范。

硬件抽象层Android HAL(Hardware Abstract Layer)是对硬件设备的抽象和封装，为Android在不同硬件设备提供统一的访问接口。HAL处于Android framework和Linux kernel driver之间。HAL屏蔽了不同硬件设备的差异，为Android提供了统一的访问硬件设备的接口。HAL层帮助硬件厂商隐藏了设备相关模块的核心细节。

内核层基于上游 Linux 长期支持 (LTS) 内核。在 Google，LTS 内核会与 Android 专用补丁结合，形成所谓的“Android 通用内核 (ACK)”。