Android,Harmony 及 Java 的未来

今日,JCP 重要成员 Apache 基金会宣布,如果 Oracle 不给 Harmony 提供兼容性测试,将退出 JCP,并号召其它成员抵制 Java7。所有这些事件不仅是对 Google 的威胁和打击,而且直接关系到 Android 与 Java 语言的前途。

自由的语言,不自由的平台

Java 号称是跨平台的语言,简单的说,它是在不同平台之间搭建一个相同的软件运行环境。或说是 Java 虚拟机。虚拟机起到一个承上启下的作用,开发者不用考虑平台,只要保证自己的程序能够在虚拟机上运行,而实际的硬件操作由虚拟机联系操作系统完成。

Java 原本属于 Sun 公司。Sun 一直是一个在商业和开源之间走着平衡的公司。虽然,Sun 开发了大部分的 Java 平台代码,但任何公司的平台,如果想要运行 Java 程序,仍就必须购买 Java 虚拟机的使用权,这涉及到安全和技术支持问题。从手机平台来说,诺基亚、RIM 等公司的手机平台都支持 Java 程序,就是因为它购买了 Java 虚拟机的使用权。 Read more…

Android的系统架构

应用程序

以Java为编程语言,使Android从接口到功能,都有层出不穷的变化,其中Activity等同于J2ME的MIDlet,一个 Activity 类(class)负责建立视窗(window),一个活动中的Activity就是在 foreground(前景)模式,背景运行的程序叫做Service。两者之间通过由ServiceConnection和AIDL链接,达到复数程序同时运行的效果。如果运行中的 Activity 全部画面被其他 Activity 取代时,该 Activity 便被停止(stopped),甚至被系统清除(kill)。

Android System-architecture android

Android System-architecture android

View等同于J2ME的Displayable,程序人员可以通过 View 类与“XML layout”档将UI放置在视窗上,Android 1.5的版本可以利用 View 打造出所谓的 Widgets,其实Widget只是View的一种,所以可以使用xml来设计layout,HTC的Android Hero手机即含有大量的widget。至于ViewGroup 是各种layout 的基础抽象类(abstract class),ViewGroup之内还可以有ViewGroup。View的构造函数不需要再Activity中调用,但是Displayable的是必须的,在Activity 中,要通过findViewById()来从XML 中取得View,Android的View类的显示很大程度上是从XML中读取的。View 与事件(event)息息相关,两者之间通过Listener 结合在一起,每一个View都可以注册一个event listener,例如:当View要处理用户触碰(touch)的事件时,就要向Android框架注册View.OnClickListener。另外还有Image等同于J2ME的BitMap。

中间件

操作系统与应用程序的沟通桥梁,并用分为两层: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。OpenCORE可分7大块:PVPlayer、PVAuthor、Codec、 PacketVideo Multimedia Framework(PVMF)、Operating System Compatibility Library(OSCL)、Common、OpenMAX。

Android 使用skia 为内核图形引擎,搭配OpenGL/ES。skia与Linux Cairo功能相当,但相较于Linux Cairo, skia 功能还只是阳春型的。2005年Skia公司被Google收购,2007年初,Skia GL源码被公开,目前Skia 也是Google Chrome 的图形引擎。

Android的多媒体数据库采用SQLite3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“寄存器型态”(Register Based)的Java虚拟机,变量皆存放于寄存器中,虚拟机的指令相对减少。

Dalvik虚拟机可以有多个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 Bytecode,而是运行一种称为.dex格式的文件。

硬件抽像层

Android HAL 是为了将 Android framework 与 Linux kernel 隔开,降低对 Linux kernel 的依赖,以达成kernel independent。Android HAL 目前以 HAL stub 的形式存在,本身是.so 档,是一种 proxy 的概念。Android runtime 向 HAL 取得 stub 的 operations,再以 callback 的方式操作函数。

操作系统

Android 是运行于 Linux kernel之上,但并不是GNU Linux。因为在一般GNU/Linux 里的功能,Android 大都没有支持,包括Cairo, X11, Alsa, FFmpeg, GTK, Pango, Glibc等都移除掉了。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,必须移除关于GNU Copyleft 的限制,例如Android将驱动程序移到 userspace,使得Linux driver 与 Linux kernel彻底分开。

目前Android 的 Linux kernel控制包括安全(Security),存储器管理(Memory Managemeat),程序管理(Process Management),网络堆栈(Network Stack),驱动程序模型(Driver Model)等。