Android App的運行環境及Android系統架構概覽

Android基於linux內核，面向移動終端的操作系統。主要包括以下幾個方面：

Application Framework：
這一層為應用開發者提供了豐富的應用編程接口，如 Activity Manager，Content Provider，Notification Manager，以及各種窗口 Widget 資源等。所有的APP都是運行在這一層之上。
Dalvik 虛擬機：
Dalvik VM采用寄存器架構，而不是JVM的棧架構，更適於移動設備。java源代碼經過編譯成為.class字節碼文件，然後由谷歌提供的 dx工具將其轉化為Dalvik可識別的.dex文件。
Linux kernel：
每個APP應用程序由一個獨立的Dalvik VM來解釋執行，而一個Dalvik VM實例對應一個linux內核進程。
所以說，每個APP之間完全隔離，資源獨立。使得每個APP更加安全，但也不利於進程間通信

Android官方介紹

Android 系統架構

Application framework
大部分開發者十分關心這一層。你必須要了解開發者會接觸到的所有API接口，大部分接口都與硬件抽象層(HAL層)接口一一對應，而且它們會告訴你如何實現你自己的驅動。

Binder IPC
Binder進程間通信機制幫助Application framework層能夠跨進程並且調用系統級服務。從根本上講，它幫助高級別的framework的API接口與Android系統服務進行交互。

系統服務
大部分Application framework api具備的功能都要依靠與某種系統服務進行通信從而操作底層硬件。系統服務根據不同的功能分成了若干模塊組件，例如Window Manager, Search Service, or Notification Manager。系統服務主要包含兩大塊：系統和媒體。前者對應的服務包含如Window Manager 或 Notification Manager，後者對應的服務都與播放或記錄媒體有關。
硬件抽象層Hardware abstraction layer (HAL)
硬件抽象層可以作為一個標准接口讓Android系統調用設備驅動層而不用管這些驅動和硬件時如何實現的。

Linux Kernel
大多數情況下，你自己開發設備驅動和開發linux設備驅動時一樣的。Android挑選了一個特定的linux內核版本，這個版本包含了如wakelocks(一個內存管理系統)，Binder IPC驅動和其他一些特征，這些特征對於像Android一樣的移動嵌入式平台都非常重要。你也可以根據自己的需求選擇合適的kernel版本，只要它能支持一些必要的屬性如Binder IPC驅動等。但是，我們仍然推薦你使用最新版本的Android內核。

相關知識點：
應用程序進程間隔離機制：
Android系統包括四層架構：從底層往上依次是Linux kernel層、C/C++函數庫與Android運行時環境(Dalvik VM等)層、Android Framwork框架層、應用程序層。其中，Android運行時環境層類似Java裡的JRE層，主要用來運行java程序，不過此處的虛擬機是Dalvik虛擬機。每一個Android應用程序都運行在單獨的Davlik進程裡，Dalvik虛擬機針對同時高效運行多個虛擬機而優化，在這一層實現了應用程序的進程間隔離。

Dalvik虛擬機與JVM區別：

JVM直接從.class或Jar包中加載字節碼解釋運行，Dalvik通過DX工具將.class文件編譯為.dex文件（Dalvik Executable）來運行。
JVM采用棧結構，而Dalvik采用寄存器結構，更適於移動設備。
為何Android要采用Dalvik虛擬機而不是JVM呢？

大多數虛擬機（包括JVM）都是基於棧的，而Dalvik虛擬機則是基於寄存器的，性能更好，不過也導致硬件通用性略差；
運行專有.dex文件。DX工具對.class文件編譯時，去除裡面的冗余信息，並把所有.class文件整合到一個文件中，提高了性能。同時DX工具還會對.dex文件進行性能優化。