前言

本篇文章只是作为本人学习Android操作系统知识和架构的总览记录贴，主要作用是立下目标，给自己一个方向和激励，当每完成一个部分，我都会来这里更新和总结，也希望自己能一直坚持下去。

正文

作为一个工作了好几年的Android应用层开发者，我准备在工作之余干一件事情，那就是学习Android系统知识，为什么要做这个决定呢，理由如下：

在Android应用层开发进阶。

这个说起来并非易事，可能在很多人的认知里，Android开发就是主要用来实现UI和交互，但是现在小程序和混合开发大行其道，真正留给Android开发的工作量可能会越来越少。

而对于复杂的Android应用来说，最大的问题就是性能，所以对于Android应用层进阶来说，就是不仅在实现业务需求的时候，还需要掌握各种性能优化、插件化等技能。

对于大厂常用的插件化或者热修复来说，理解其原理至少要明白Android组件的启动流程、Hook技术、IPC通信等；

而对于性能优化来说就更多了，拿我们最常用的卡顿优化来说，首先就是卡顿监控的方法，这里有消息队列、插桩、集成Linux的atrace等方法；然后就是监控帧率和组件生命周期耗时等，这些就需要了解Android系统的绘制和组件的运行原理；再然后还需要监控线程、进程的使用，这里要学会看懂各种Linux的性能数据；最后还要使用各种工具分析监控结果，比如保存卡顿线程、获取Java层和native层的堆栈信息等。

就这一个卡顿优化，就可以贯穿各种线程、Linux、native、Framework等知识，所以想在Android应用层开发更进一步，了解Android系统知识必不可少。

利于转型Android系统开发。

不知何时起，单纯的Android应用层开发越来越少了，主流技术演变也越来越快，从之前的rxjava到如今的协程，从之前MVC到如今的MVVM，还有Flutter、Compose等技术，可以说是日新月异。当我们在使用这些技术时，通常会犯一个毛病，那就是使用简单，深入困难。随便新技术，可能几天就上手了，但是没有深入理解，时间久了，就容易欠下许多技术债。

这里我提到了转到Android系统开发，也并非是一定的好方向，只是觉得可以多一条路而已，毕竟有很多相通之处。在Android系统中，涉及的知识更多，从充当基石的Linux，到各种C++库的native层，再到我们熟悉的Java Framework层，还包括虚拟机、驱动等，这里关联的知识非常多，更适合个人能力提升和沉淀。

所以在以后的技术路上，还需要多积累、多思考，给自己多一个方向选择。

基本方向

说完了理由之后，这里开始立Flag了，首先就是Android系统的架构，官方经典图给上：

从下到上分别是：

Linux内核：Android平台的基础是Linux内核，Android虚拟机依靠Linux内核来执行底层功能，比如线程和底层内存管理。同时基于Linux内核可以让Android系统更加稳定，并且允许设备制造商为著名的内核开发硬件驱动程序。
硬件抽象层(HAL)：为特定类型的硬件提供标准的接口，比如相机和蓝牙模块，这样各个硬件厂商就可以按需开发驱动程序。
Android Runtime：这个便是Java代码运行需要的虚拟机，现在一般都是ART虚拟机，ART虚拟机可以执行DEX文件来运行Java代码。
原生C/C++库(native层)：许多核心Android系统组件和服务都是用C/C++代码编写，比如OpenGL ES等，而Java和Native由JNI技术打通。
Java Framework层：这里就是我们经常使用的一些Java API，包括各种服务，比如AMS、WMS等，也是Android framework开发最常修改的部分。
APP层：这里就是我们平时开发的APP所在的层级，这里就更侧重前面说的性能优化和各种黑科技了。