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    • 1.Android系统发展历程
    • 2.Android系统结构
    • 3.Android系统应用组件
    • 4.Android系统优点
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Android系统

11/04 10:25 作者:eefocus_3880508
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安卓(Android)是一种基于Linux内核(不包含GNU组件)的自由及开放源代码的操作系统。主要使用于移动设备,如智能手机和平板电脑,由美国Google公司和开放手机联盟领导及开发。Android操作系统最初由安迪·鲁宾开发,主要支持手机。2005年8月由Google收购注资。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。

1.Android系统发展历程

2003年10月,安迪·鲁宾等人创建Android公司,并组建Android团队。

2005年8月17日,Google低调收购了成立仅22个月的高科技企业Android及其团队。安迪·鲁宾成为Google公司工程部副总裁,继续负责Android项目。

2007年11月5日,谷歌公司正式向外界展示了这款名为Android的操作系统,并且在这天谷歌宣布建立一个全球性的联盟组织,该组织由34家手机制造商、软件开发商、电信运营商以及芯片制造商共同组成,并与84家硬件制造商、软件开发商及电信营运商组成开放手持设备联盟(Open Handset Alliance)来共同研发改良Android系统,这一联盟将支持谷歌发布的手机操作系统以及应用软件,Google以Apache免费开源许可证的授权方式,发布了Android的源代码。

2008年,在GoogleI/O大会上,谷歌提出了AndroidHAL架构图,在同年8月18号,Android获得了美国联邦通信委员会(FCC)的批准,在2008年9月,谷歌正式发布了Android 1.0系统,这也是Android系统最早的版本。

2009年4月,谷歌正式推出了Android 1.5这款手机,从Android 1.5版本开始,谷歌开始将Android的版本以甜品的名字命名,Android 1.5命名为Cupcake(纸杯蛋糕)。该系统与Android 1.0相比有了很大的改进。

2009年9月,谷歌发布了Android 1.6的正式版,并且推出了搭载Android 1.6正式版的手机HTC Hero(G3),凭借着出色的外观设计以及全新的Android 1.6操作系统,HTC Hero(G3)成为当时全球最受欢迎的手机。Android 1.6也有一个有趣的甜品名称,它被称为Donut(甜甜圈)。

2010年2月,Linux内核开发者Greg Kroah-Hartman将Android的驱动程序从Linux内核“状态树”(“staging tree”)上除去,从此,Android与Linux开发主流将分道扬镳。在同年5月份,谷歌正式发布了Android 2.2操作系统。谷歌将Android 2.2操作系统命名为Froyo,翻译完名为冻酸奶。

2010年10月,谷歌宣布Android系统达到了第一个里程碑,即电子市场上获得官方数字认证的Android应用数量已经达到了10万个,Android系统的应用增长非常迅速。在2010年12月,谷歌正式发布了Android 2.3操作系统Gingerbread (姜饼)。

2011年1月,谷歌称每日的Android设备新用户数量达到了30万部,到2011年7月,这个数字增长到55万部,而Android系统设备的用户总数达到了1.35亿,Android系统已经成为智能手机领域占有量最高的系统。

2011年8月2日,Android手机已占据全球智能机市场48%的份额,并在亚太地区市场占据统治地位,终结了Symbian(塞班系统)的霸主地位,跃居全球第一。

2011年9月,Android系统的应用数目已经达到了48万,而在智能手机市场,Android系统的占有率已经达到了43%。继续在排在移动操作系统首位。谷歌将会发布全新的Android 4.0操作系统,这款系统被谷歌命名为Ice Cream Sandwich(冰激凌三明治)。

2012年1月6日,谷歌Android Market已有10万开发者推出超过40万活跃的应用,大多数的应用程序为免费。Android Market应用程序商店目录在新年首周周末突破40万基准,距离突破30万应用仅4个月。在2011年早些时候,Android Market从20万增加到30万应用也花了四个月。

2013年11月1日,Android4.4正式发布,从具体功能上讲,Android4.4提供了各种实用小功能,新的Android系统更智能,添加更多的Emoji表情图案,UI的改进也更现代,如全新的HelloiOS7半透明效果。

2014第一季度Android平台已占所有移动广告流量来源的42.8%,首度超越iOS。但运营收入不及iOS。

2015年,网络安全公司Zimperium研究人员警告,安卓(Android)存在“致命”安全漏洞,黑客发送一封彩信便能在用户毫不知情的情况下完全控制手机。

2018年10月,谷歌表示,将于2018年12月6日停止Android系统中的Nearby Notifications(附近通知)服务,因为Android用户收到太多的附近商家推销信息的垃圾邮件。

2020年3月,谷歌的Android安全公告中提到,新更新已经提供了CVE-2020-0069补丁来解决针对联发科芯片的一个严重安全漏洞 。

2022年2月,Android 12L Beta 3 版本发布,首次支持了 Pixel 6 和 Pixel 6 Pro,以及更新的测试环境、缺陷修复和优化。

2022年2月,谷歌宣布推出Android隐私沙盒,旨在引入更新、更具私密性的广告解决方案,以限制与第三方机构共享用户信息,但不损害广告主短期利益。谷歌计划在年内随测试版一起发布隐私沙盒开发者预览版。

2022年3月27日消息,据俄罗斯卫星通讯社报道,由于受到美国制裁,谷歌已经停止认证运行Android系统的俄罗斯BQ公司的智能手机,该公司将转向使用中国华为公司打造的鸿蒙系统。

北京时间2022年5月6日下午消息,据报道,5月5日是世界密码日,苹果、谷歌和微软这三大科技巨头在一项联合计划中宣布,他们将致力于在未来一年,在其控制的所有移动、桌面和浏览器平台上打造无密码登录系统。

2022年,安卓推出类似灵动岛的App——dynamicSpot。10月3日消息,安卓灵动岛App下载量破100万。10月13日,谷歌今天宣布安卓和 Chrome 浏览器带来初步的 Passkey 通行密钥支持。

Android系统发展历程

2.Android系统结构

系统内核

Android 是运行于Linux kernel之上,但并不是GNU/Linux。因为在一般GNU/Linux 里支持的功能,Android 大都没有支持,包括Cairo、X11、Alsa、FFmpeg、GTK、Pango及Glibc等都被移除掉了。Android又以Bionic 取代Glibc、以Skia 取代Cairo、再以opencore取代FFmpeg等等。Android 为了达到商业应用,必须移除被GNU GPL授权证所约束的部份,例如Android将驱动程序移到 Userspace,使得Linux driver 与 Linux kernel彻底分开。Bionic/Libc/Kernel/ 并非标准的Kernel header files。Android 的 Kernel header 是利用工具由 Linux Kernel header 所产生的,这样做是为了保留常数、数据结构与宏。

Android 的 Linux kernel控制包括安全(Security),存储器管理(Memory Management),程序管理(Process Management),网络堆栈(Network Stack),驱动程序模型(Driver Model)等。下载Android源码之前,先要安装其构建工具 Repo来初始化源码。Repo 是 Android 用来辅助Git工作的一个工具。

硬件抽像层

Android 的HAL(硬件抽像层)是能以封闭源码形式提供硬件驱动模块。HAL 的目的是为了把 Android framework 与 Linux kernel 隔开,让 Android 不至过度依赖 Linux kernel,以达成 Kernel independent 的概念,也让 Android framework 的开发能在不考量驱动程序实现的前提下进行发展。

HAL stub 是一种代理人(Proxy)的概念,Stub 是以 *.so 档的形式存在。Stub 向 HAL“提供”操作函数(Operations),并由 Android runtime 向 HAL 取得 Stub 的Operations,再 Callback 这些操作函数。HAL 里包含了许多的 Stub(代理人)。Runtime 只要说明“类型”,即 Module ID,就可以取得操作函数。

中介软件

操作系统与应用程序的沟通桥梁,应用分为两层:函数层(Library)和虚拟机(Virtual Machine)。 Bionic是 Android 改良libc的版本。Android 同时包含了Webkit,所谓的Webkit 就是Apple Safari 浏览器背后的引擎。Surface flinger 是就2D或3D的内容显示到屏幕上。Android使用工具链(Toolchain)为Google自制的Bionic Libc。

Android采用OpenCORE作为基础多媒体框架。Open CORE可分7大块:PVPlayer、PVAuthor、Codec、PacketVideo Multimedia Framework(PVMF)、Operating System Compatibility Library(OSCL)、Common、OpenMAX。

Android 使用skia 为核心图形引擎,搭配OpenGL/ES。skia与Linux Cairo功能相当,但相较于Linux Cairo, skia 功能还只是雏形的。2005年Skia公司被Google收购,2007年初,Skia GL源码被公开,Skia 也是Google Chrome 的图形引擎。

Android的多媒体数据库采用SQLite数据库系统。数据库又分为共用数据库及私用数据库。用户可通过ContentResolver类(Column)取得共用数据库。

Android的中间层多以Java 实现,并且采用特殊的Dalvik 虚拟机(Dalvik Virtual Machine)。Dalvik虚拟机是一种“暂存器型态”(Register Based)的Java虚拟机,变量皆存放于暂存器中,虚拟机的指令相对减少。

Dalvik虚拟机可以有多个实例(Instance), 每个Android应用程序都用一个自属的Dalvik虚拟机来运行,让系统在运行程序时可达到优化。Dalvik 虚拟机并非运行Java字节码(Bytecode),而是运行一种称为.dex格式的文件。

安全权限机制

Android本身是一个权限分立的操作系统。在这类操作系统中,每个应用都以一个系统识别身份运行(Linux用户ID与群组ID)。系统的各部分也分别使用各自独立的识别方式。Linux就是这样将应用与应用,应用与系统隔离开。

系统更多的安全功能通过权限机制提供。权限可以限制某个特定进程的特定操作,也可以限制每个URI权限对特定数据段的访问。

Android安全架构的核心设计思想是,在默认设置下,所有应用都没有权限对其他应用、系统或用户进行较大影响的操作。这其中包括读写用户隐私数据(联系人或电子邮件),读写其他应用文件,访问网络或阻止设备待机等。

安装应用时,在检查程序签名提及的权限,且经过用户确认后,软件包安装器会给予应用权限。从用户角度看,一款Android应用通常会要求如下的权限:

拨打电话、发送短信或彩信、修改/删除SD卡上的内容、读取联系人的信息、读取日程信的息,写入日程数据、读取电话状态或识别码、精确的(基于GPS)地理位置、模糊的(基于网络获取)地理位置、创建蓝牙连接、对互联网的完全访问、查看网络状态,查看WiFi状态、避免手机待机、修改系统全局设置、读取同步设定、开机自启动、重启其他应用、终止运行中的应用、设定偏好应用、震动控制、拍摄图片等。

一款应用应该根据自身提供的功能,要求合理的权限。用户也可以分析一款应用所需权限,从而简单判定这款应用是否安全。如一款应用是不带广告的单机版,也没有任何附加的内容需要下载,那么它要求访问网络的权限就比较可疑。

Android系统结构

3.Android系统应用组件

组件介绍

Android开发四大组件分别是:活动(Activity): 用于表现功能。服务(Service): 后台运行服务,不提供界面呈现。广播接收器(BroadcastReceiver):用于接收广播。内容提供商(Content Provider): 支持在多个应用中存储和读取数据,相当于数据库。

活动

Android 中,Activity是所有程序的根本,所有程序的流程都运行在Activity 之中,Activity可以算是开发者遇到的最频繁,也是Android 当中最基本的模块之一。在Android的程序当中,Activity 一般代表手机屏幕的一屏。如果把手机比作一个浏览器,那么Activity就相当于一个网页。在Activity 当中可以添加一些Button、Check box 等控件。可以看到Activity 概念和网页的概念相当类似。

一般一个Android 应用是由多个Activity 组成的。这多个Activity 之间可以进行相互跳转,例如,按下一个Button按钮后,可能会跳转到其他的Activity。和网页跳转稍微有些不一样的是,Activity 之间的跳转有可能返回值,例如,从Activity A 跳转到Activity B,那么当Activity B 运行结束的时候,有可能会给Activity A 一个返回值。这样做在很多时候是相当方便的。

当打开一个新的屏幕时,之前一个屏幕会被置为暂停状态,并且压入历史堆栈中。用户可以通过回退操作返回到以前打开过的屏幕。可以选择性的移除一些没有必要保留的屏幕,因为Android会把每个应用的开始到当前的每个屏幕保存在堆栈中。

服务

Service 是android 系统中的一种组件,它跟Activity 的级别差不多,但是他不能自己运行,只能后台运行,并且可以和其他组件进行交互。Service 是没有界面的长生命周期的代码。Service是一种程序,它可以运行很长时间,但是它却没有用户界面。这么说有点枯燥,来看个例子。打开一个音乐播放器的程序,这个时候若想上网了,那么,打开Android浏览器,这个时候虽然已经进入了浏览器这个程序,但是,歌曲播放并没有停止,而是在后台继续一首接着一首的播放。其实这个播放就是由播放音乐的Service进行控制。当然这个播放音乐的Service也可以停止,例如,当播放列表里边的歌曲都结束,或者用户按下了停止音乐播放的快捷键等。Service 可以在和多场合的应用中使用,比如播放多媒体的时候用户启动了其他Activity这个时候程序要在后台继续播放,比如检测SD 卡上文件的变化,再或者在后台记录地理信息位置的改变等等,总之服务嘛,总是藏在后头的。

开启Service有两种方式:

(1) Context.startService():Service会经历onCreate -> onStart(如果Service还没有运行,则android先调用onCreate()然后调用onStart();如果Service已经运行,则只调用onStart(),所以一个Service的onStart方法可能会重复调用多次 );StopService的时候直接onDestroy,如果是调用者自己直接退出而没有调用StopService的话,Service会一直在后台运行。该Service的调用者再启动起来后可以通过stopService关闭Service。 注意,多次调用Context.startservice()不会嵌套(即使会有相应的onStart()方法被调用),所以无论同一个服务被启动了多少次,一旦调用Context.stopService()或者StopSelf(),他都会被停止。补充说明:传递给StartService(0的Intent对象会传递给onStart()方法。调用顺序为:onCreate --> onStart(可多次调用) --> onDestroy。

(2) Context.bindService():Service会经历onCreate() -->onBind(),onBind将返回给客户端一个IBind接口实例,IBind允许客户端回调服务的方法,比如得到Service运行的状态或其他操作。这个时候把调用者(Context,例如Activity)会和Service绑定在一起,Context退出了,Service就会调用onUnbind --> onDestroyed相应退出,所谓绑定在一起就共存亡了。

广播接收器

在Android 中,Broadcast是一种广泛运用的在应用程序之间传输信息的机制。而BroadcastReceiver 是对发送出来的Broadcast进行过滤接受并响应的一类组件。可以使用BroadcastReceiver 来让应用对一个外部的事件做出响应。这是非常有意思的,例如,当电话呼入这个外部事件到来的时候,可以利用BroadcastReceiver 进行处理。例如,当下载一个程序成功完成的时候,仍然可以利用BroadcastReceiver 进行处理。

BroadcastReceiver不能生成UI,也就是说对于用户来说不是透明的,用户是看不到的。BroadcastReceiver通过NotificationManager 来通知用户这些事情发生了。BroadcastReceiver 既可以在AndroidManifest.xml 中注册,也可以在运行时的代码中使用Context.registerReceiver进行注册。只要是注册了,当事件来临的时候,即使程序没有启动,系统也在需要的时候启动程序。各种应用还可以通过使用Context.sendBroadcast将它们自己的Intent Broadcasts广播给其他应用程序。

内容提供

Content Provider 是Android提供的第三方应用数据的访问方案。

在Android中,对数据的保护是很严密的,除了放在SD卡中的数据,一个应用所持有的数据库、文件等内容,都是不允许其他直接访问的。

Android当然不会真的把每个应用都做成一座孤岛,它为所有应用都准备了一扇窗,这就是Content Provider。应用想对外提供的数据,可以通过派生Content Provider类, 封装成一枚Content Provider,每个Content Provider都用一个uri作为独立的标识,形如:content://com.xxxxx。所有东西看着像REST的样子,但实际上,它比REST 更为灵活。和REST类似,uri也可以有两种类型,一种是带id的,另一种是列表的,但实现者不需要按照这个模式来做,给id的uri也可以返回列表类型的数据,只要调用者明白,就无妨,不用苛求所谓的REST。

Android系统应用组件

4.Android系统优点

开放性

在优势方面,Android平台首先就是其开放性,开发的平台允许任何移动终端厂商加入到Android联盟中来。显著的开放性可以使其拥有更多的开发者,随着用户和应用的日益丰富,一个崭新的平台也将很快走向成熟。

开放性对于Android的发展而言,有利于积累人气,这里的人气包括消费者和厂商,而对于消费者来讲,最大的受益正是丰富的软件资源。开放的平台也会带来更大竞争,如此一来,消费者将可以用更低的价位购得心仪的手机。同时也可以通过一些第三方优化过的系统通过刷机来实现更好的用户体验,如MIUI,Flyme等。

丰富的硬件

这一点还是与Android平台的开放性相关,由于Android的开放性,众多的厂商会推出千奇百怪,功能特色各具的多种产品。功能上的差异和特色,却不会影响到数据同步、甚至软件的兼容,如同从诺基亚Symbian风格手机一下改用苹果iPhone,同时还可将Symbian中优秀的软件带到iPhone上使用、联系人等资料更是可以方便地转移。

方便开发

Android平台提供给第三方开发商一个十分宽泛、自由的环境,不会受到各种条条框框的阻扰,可想而知,会有多少新颖别致的软件会诞生。但也有其两面性,血腥、暴力、情色方面的程序和游戏如何控制正是留给Android难题之一。

Google应用

在互联网的Google已经走过10年度历史,从搜索巨人到全面的互联网渗透,Google服务如地图、邮件、搜索等已经成为连接用户和互联网的重要纽带,而Android平台手机将无缝结合这些优秀的Google服务。

Android系统优点

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