Android系統架構概況(2)

　　Dalvik沒有沿用傳統的Java二進制碼(JavaBytecode)作為其一次編譯的中間文件，而是應用了新的二進制碼格式文件.dex。在Android應用的編譯過程中，它會先生成若干個.class文件，然后統一轉換成一個.dex文件。在轉換過程中，Android會對部分.class文件中的指令做轉義，使用Dalvik特有的指令集OpCodes來替換，以提高執行效率。同時，.dex會整合多個.class文件中的重復信息，并對冗余部分做全局的優化和調整，合并重復的常量定義，以節約常量池耗費的空間。這使得最終得到的.dex文件通常會比將.class文件壓縮打包得出的.jar文件更精簡。

　　為了提升Android應用的執行效率，從垃圾回收器(Garbage Collection，GC)到編譯器，Dalvik一直在各個方面進行優化。經?？梢月牭竭@樣的消息：“新版本的Android系統，比上一個版本的效率高了x倍。”這大都是改善Dalvik的效果。在Android 2.2中，Dalvik引入了對JIT(Just-in-time)編譯的支持，將上層應用的執行效率提升了2～4倍，開啟了Android發展的新篇章。

　　由于對于大部分應用開發者而言，無須了解Android運行時的具體細節，因此，本書后續將不會詳細介紹Android運行時的相關內容，有興趣的讀者，可以另行查閱相關資料和源代碼。

　　1.1.4　核心類庫

　　對于框架層而言，核心類庫就是它的“賢內助”。每一次Android系統升級，能看到的都是框架層SDK的變遷，增加了新的功能，提供了新的接口。而在這些新功能的背后，核心類庫都是居功至偉。

　　核心類庫由一系列的二進制動態庫共同構成，通常使用C/C++進行開發。與框架層的系統服務相比，核心類庫不能夠獨立運行于線程中，而需要被系統服務加載到其進程空間里，通過類庫提供的JNI接口進行調用。

　　核心類庫的來源主要有兩種，一種是系統原生類庫，Android為了提高框架層的執行效率，使用C/C++來實現它的一些性能關鍵模塊，如：資源文件管理模塊、基礎算法庫，等等。而另一種則是第三方類庫，大部分都是對優秀開源項目的移植，它們是Android能夠提供豐富功能的重要保障，如：Android的多媒體處理，依賴于開源項目OpenCORE的支持;瀏覽器控件的核心實現，是從Webkit移植而來;而數據庫功能，則是得益于Sqlite。Android會為所有移植而來第三方類庫封裝一層JNI接口，以供框架層調用。

　　為了幫助游戲和圖形圖像處理等領域的開發者搭建更高效的應用，Android將數學函數庫、OpenGL庫等核心類庫以NDK的形式提供給開發者，開發者可以基于NDK更高效地構建算法，進行圖形圖像繪制。從實踐的角度看，只要能獲取到底層類庫的頭文件信息，開發者就可以逾越NDK的界限，用其他核心類庫的接口進行開發。但這樣做的危險之處在于兼容性差，Android在版本變遷時，可能會替換或修改一些類庫接口或實現，這就會導致依賴于這些類庫的應用無法運行。而NDK提供的都是穩定的類庫實現，不會再做修改，以保證使用NDK的應用具有向上的兼容性。

　　1.1.5　硬件抽象層和Linux內核

　　Android系統并不是從零開始設計的，而是搭建在Linux內核之上。狹義的Android系統，主要指的是Linux內核以上的各層，從運行的角度來看，它們只是運行在Linux系統上的一些進程，并不是完整的系統，離開了Linux的支撐，就像魚兒離開了水一樣，無法運行。

　　Linux之于Android最大的價值，便是其強大的可移植性。Linux可以運行在各式各樣的芯片架構和硬件環境下，而依托于它的Android系統，也便有了強大的可移植性。同時，Linux像一座橋梁，將Android的上層實現與底層硬件連接起來，使它們可以不必直接耦合，因此，降低了移植的難度。

　　而硬件抽象層(Hardware Abstract Layer，HAL)，是Android為廠商定義的一套接口標準，它為框架層提供接口支持，廠商需要根據定義的接口實現相應功能。

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