本文作为系列文章的第一篇，将对 Android 系统做一些介绍。
同时，我们将了解到 Android 系统的架构分层以及一些基础知识，这些内容是为了后面的文章做一个概览和铺垫。
前言
后面的文章，将经常引用 AOSP（Android Open Source Project）中的源码。但同时，考虑到篇幅的关系，我会尽量避免 Copy-Paste 大量的源码，因此建议你在自己的机器上获取一份完整的 AOSP 源码。
注：本系列文章以 Android T（14.0）源码为基础。
关于如何获取 AOSP 源码，请参见这里：source.android.com/source/down…
Android 系统介绍
Android 是 Google 在 2008 年 12 月 23 日发布的移动操作系统，主要使用在手机和平板上。
随着时间的推移，Google 还为电视推出了 Android TV，为汽车推出了 Android Automotive 以及为可穿戴设备推出了 Android Wear。
Android 是目前全世界出货量最高的操作系统。
根据 2024 年 statscounter 的统计，全球出货量前三的移动端操作系统数据如下：
- Android - 69.94%
- iOS - 29.32.3%
- Samsung - 0.36%
Android 的历史
截止目前，Android 已经有 16 年的历史。
去年（2023 年 10 月）Google 也已经发布了 Android 的第 14 个大版本。
完整的 Android 版本历史如下：
| Name | Internal codename[11] | Version number(s) | API level |
|---|---|---|---|
| Android 1.0 | — | 1.0 | 1 |
| Android 1.1 | Petit Four | 1.1 | 2 |
| Android Cupcake | Cupcake | 1.5 | 3 |
| Android Donut | Donut | 1.6 | 4 |
| Android Eclair | Eclair | 2.0 | 5 |
| 2.0.1 | 6 | December 3, 2009 | 2.0.1 |
| 2.1 | 7 | January 11, 2010[19] | 2.1 |
| Android Froyo | Froyo | 2.2 – 2.2.3 | 8 |
| Android Gingerbread | Gingerbread | 2.3 – 2.3.2 | 9 |
| 2.3.3 – 2.3.7 | 10 | February 9, 2011 | 2.3.3 – 2.3.7 |
| Android Honeycomb | Honeycomb | 3.0 | 11 |
| 3.1 | 12 | May 10, 2011 | 3.1 |
| 3.2 – 3.2.6 | 13 | July 15, 2011 | 3.2 – 3.2.6 |
| Android Ice Cream Sandwich | Ice Cream Sandwich | 4.0 – 4.0.2 | 14 |
| 4.0.3 – 4.0.4 | 15 | December 16, 2011 | 4.0.3 – 4.0.4 |
| Android Jelly Bean | Jelly Bean | 4.1 – 4.1.2 | 16 |
| 4.2 – 4.2.2 | 17 | November 13, 2012 | 4.2 – 4.2.2 |
| 4.3 – 4.3.1 | 18 | July 24, 2013 | 4.3 – 4.3.1 |
| Android KitKat | Key Lime Pie | 4.4 – 4.4.4 | 19 |
| 4.4W – 4.4W.2 | 20 | June 25, 2014 | ? |
| Android Lollipop | Lemon Meringue Pie | 5.0 – 5.0.2 | 21 |
| 5.1 – 5.1.1 | 22 | March 2, 2015[21] | March 2018 |
| Android Marshmallow | Macadamia Nut Cookie | 6.0 – 6.0.1 | 23 |
| Android Nougat | New York Cheesecake | 7.0 | 24 |
| 7.1 – 7.1.2 | 25 | October 4, 2016 | October 2019 |
| Android Oreo | Oatmeal Cookie | 8.0 | 26 |
| 8.1 | 27 | December 5, 2017 | October 2021 |
| Android Pie | Pistachio Ice Cream[23] | 9 | 28 |
| Android 10 | Quince Tart[24] | 10 | 29 |
| Android 11 | Red Velvet Cake[24] | 11 | 30 |
| Android 12 | Snow Cone | 12 | 31 |
| Android 12L | Snow Cone v2 | 12.1[a] | 32 |
| Android 13 | Tiramisu | 13 | 33 |
| Android 14 | Upside Down Cake[27] | 14 | 34 |
详细的 Android 版本历史数据见这里：en.wikipedia.org/wiki/Androi…
Android 系统架构概览
Android 系统架构如下图所示：
从图中可以看出，整个 Android 操作系统分为五层。它们分别是：
-
内核层，这一层包含了 Linux Kernel 以及 Android 定制的一些改动。除此之外，Android 在 Linux 增加了一些定制的驱动，这些驱动通常与硬件无关，而是为了上层软件服务的，它们包括：
- Binder： 进程间通讯（IPC）基础设施。Binder 在 Android 系统中使用的地方非常多，几乎所有的 Framework 层的服务都是通过 Binder 的形式暴露出接口供外部使用的。
- Ashmem 匿名共享内存。共享内存的作用是，当多个进程需要访问同一块数据时，可以避免数据拷贝。例如，经由 ContentProvider 接口获取数据的客户端和 ContentProvider 之间就是通过共享内存的方式来访问的。
- lowmemorykiller 进程回收模块。在 Framework 层，所有的应用进程都是有 ActivityManagerService 来管理，它会根据进程的重要性设置一个优先级，这个优先级会被 LMK 读取。在系统内存较低时，LMK 会根据进程的优先级排序，将优先级低的进程杀死，直到系统恢复到合适的内存状态。
- logger 日志相关。开发人员经常会使用 logcat 读取日志来帮助分析问题。而无论是 logcat 工具，还是通过日志 API 写入日志，最终都是有底层的 Logger 驱动进行处理。
- wakelock 电源管理相关。Android 系统通常运行在以电池供电的移动设备上，因此专门增加了该模块来管理电源。
- Alarm 闹钟相关，为 AlarmManager 服务。
-
硬件抽象层，该层为硬件厂商定义了一套标准的接口。这样可以在不影响上层的情况下，调整内部实现。
-
Runtime 和公共库层，这一层包含了虚拟机以及基本的运行环境。早期的 Android 的虚拟机是 Dalvik，后来在 Android 4.4 Google 又引入了 Android RunTime（ART）。
-
Framework 层，这一层包含了一系列重要的系统服务。对于 App 层的管理以及 App 使用的 API 基本上都是在这一层提供的。这里面包含的服务很多，这里简单介绍一下最常见的几个服务：
- ActivityManagerService：负责四大组件的管理（Activity，Service，ContentProvider，BroadcastReceiver）以及 App 进程管理
- WindowManagerService：负责窗口管理
- PackageManagerService：负责 APK 包的管理，包括安装，卸载，更新等
- NotificationManagerService：负责通知管理
- PowerManagerService：电源管理
- LocationManagerService：定位相关
-
应用层，这是与用户直接接触的一层。大部分应用开发者都工作在这一层。
