《OpenGL ES 3.x游戏开发（上卷）》一1.5 Android应用程序运行的机制

本节书摘来异步社区《OpenGL ES 3.x游戏开发（上卷）》一书中的第1章，第1.5节，作者： 吴亚峰 责编： 张涛，更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看。

1.5 Android应用程序运行的机制

前面介绍了如何搭建Android开发环境、如何开发Hello Android应用程序以及Android应用程序的调试，接下来在本节中将简要地介绍Android应用程序的运行机制。

1.5.1 应用程序的系统架构

Android平台由应用程序、应用程序框架、Android运行时、系统库以及底层Linux内核构成，详细结构如图1-68所示。

说明

应用程序层里面包含的就是需要读者去发挥创意开发的、各种各样丰富多彩的应用程序，这也是一般Android应用开发人员工作的层次。

1.5.2 应用程序框架

Android应用程序框架是开发Android应用的基础，开发者在开发时有大部分的时间用在调用这一层。Android应用程序框架包含活动管理器、窗口管理器、内容提供者、视图系统、包管理器、电话管理器、位置管理器、资源管理器以及通知管理器等，如图1-69所示。

应用程序框架层各部分的具体功能如下所列。

• 活动管理器（Activity Manager）：管理所有应用程序的生命周期并提供相应的应用程序导航返回栈。
• 窗口管理器（Window Manager）：管理所有的应用程序窗口。
• 内容提供者（Content Providers）：用来在应用程序之间互相读取或者分享数据。
• 视图系统（View System）：主要包含用来构建应用程序界面的基本控件，- 包含普通按钮、列表、文本框和单选按钮、复选框等。
• 包管理器（Package Manager）：用来进行Android系统内的程序管理。
• 电话管理器（Telephony Manager）：用来管理所有与移动电话相关的功能。
• 位置管理器（Location Manager）：提供位置服务。
• 资源管理器（Resource Manager）：为应用程序提供各种资源，如图片、布局文件以及本地化字符串等。
• 通知管理器（Notification Manager）：用于管理显示在状态栏的应用程序中的通知信息。状态栏通常在手机的顶部，如短信、语音邮件提示以及剩余电量等全部会在这里显示。

1.5.3 Android运行时

Android运行时包括核心库（Core Libraires）以及Dalvik虚拟机（Dalvik Virtual Machine）两部分，如图1-70所示。

• 核心库（Core Libraires）主要包括两部分，一部分是来自于JavaSE中的核心Java部分，如集合框架、多线程等。另一部分由Android核心库，如an- droid.os以及android.media等组成。
• Dalvik虚拟机（Dalvik Virtual Machine）是一种基于寄存器的Java虚拟机，主要依靠转换工具dx将Java字节码转换为dex格式（.dex）。基于寄存器的Java虚拟机的优点是所需资源相对较少，同时使用硬件实现虚拟机也会比较容易。

说明

与传统的JavaME不同的是，每个Android应用程序都有一个自己特有的进程，每个应用程序都是使用一个自己持有的Dalvik虚拟机来执行的，而不像在大部分JavaME实现中，多个JavaME应用程序共享一个Java虚拟机进程。

1.5.4 系统库

应用程序框架是最接近于应用程序的软件组件服务，而更底层则是Android的系统函数库（Libraries），这部分是应用程序框架的支撑，其基本架构如图1-71所示。

• Surface Manager管理对显示子系统的访问，并且负责将不同应用程序2D及3D绘制的结果进行显示合成。
• Media Framework（媒体函数库）是基于Packet Video公司的OpenCORE发展而成的，使用该函数库可以方便地播放以及录制多种常见格式的影音。这些格式主要包括：MPEG4、H.264、MP3、AAC、AMR、JPG、PNG等。
  SQLite是内嵌到Android系统中的一套轻量级的关系数据库引擎，支持关系数据库的各项功能。

OpenGL ES：Android是根据OpenGL ES1.0、1.1、2.0、3.0或3.1的 API标准来实现其3D绘图函数库的，该函数库可以以硬件加速方式执行，也可以用软件模拟方式执行（仅限OpenGL ES 1.0与1.1），不过在没有硬件加速的情况下性能会有明显差距。

• FreeType负责点阵字体以及向量字体的绘图显示。
• WebKit本身是一个开源项目，许多浏览器也都是用WebKit引擎所开发的，Android下原生自带的浏览器就是基于其实现的。Android将其引入到系统库，大大方便了开发人员HTTP相关功能的开发。
• SGL库为Android在2D绘图方面提供绘图引擎。
• SSL位于TCP/IP与各种应用层协议之间，为数据通信提供支持。
• Libc提供了一套针对于移动设备优化后的C标准库。

1.5.5 底层Linux内核

Android平台开放性的基础是因为其采用了Linux内核，如图1-72所示。Android平台中的操作系统采用了Linux 2.6版的内核，其包括显示驱动、摄像头驱动、Flash内存驱动、Binder（IPC）驱动、键盘驱动、WIFI驱动、视频驱动及电源驱动等。

-Linux内核层是软件层与硬件层之间的桥梁，软件开发人员不必关心底层Linux内核的实现细节，只需将全部精力投入到上层的软件开发中。而实现底层Linux内核的工作是由Google和手机厂商来完成，如驱动的更新或者新驱动的编写等。