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Android

Android是由Google主导开发的基于Linux内核的开源移动操作系统,主要设计用于触控屏幕移动设备如智能手机平板电脑。Android系统由Android Inc.公司于2003年创立,2005年被Google收购,2007年正式发布并成立开放手机联盟

概述[编辑 | 编辑源代码]

Android操作系统采用分层架构设计,主要包含以下层次:

graph TD A[应用程序] --> B[Java API框架] B --> C[原生C/C++库] C --> D[Android运行时] D --> E[硬件抽象层] E --> F[Linux内核]

主要技术特点包括:

  • 基于Linux内核提供核心系统服务
  • 使用Dalvik虚拟机(5.0后改为ART)执行应用程序
  • 提供丰富的应用程序框架支持快速开发
  • 支持即时应用无需安装即可运行
  • 内置Google Play服务提供API集成

系统架构[编辑 | 编辑源代码]

Linux内核[编辑 | 编辑源代码]

Android基于Linux内核提供:

  • 硬件驱动支持
  • 内存管理
  • 进程管理
  • 网络协议栈
  • 安全模型

硬件抽象层(HAL)[编辑 | 编辑源代码]

提供标准接口使应用可以访问设备硬件功能,包括:

  • 相机
  • 蓝牙
  • 传感器
  • 音频
  • 显示

Android运行时[编辑 | 编辑源代码]

自Android 5.0起使用ART取代Dalvik,主要改进:

  • 预先编译(AOT)取代即时编译(JIT)
  • 更低的内存占用
  • 更好的性能表现
  • 改进的垃圾回收机制

应用框架[编辑 | 编辑源代码]

提供开发Android应用所需的各种API:

版本历史[编辑 | 编辑源代码]

版本代号 版本号 发布时间 主要特性
Cupcake 1.5 2009年4月 虚拟键盘、小部件支持
Donut 1.6 2009年9月 支持不同屏幕尺寸、语音搜索
Eclair 2.0-2.1 2009年10月 导航功能、动态壁纸
Froyo 2.2 2010年5月 JIT编译、USB网络共享
Gingerbread 2.3 2010年12月 NFC支持、改进的键盘
Honeycomb 3.0 2011年2月 专为平板优化、全息UI
Ice Cream Sandwich 4.0 2011年10月 统一手机平板体验、人脸解锁
Jelly Bean 4.1-4.3 2012年7月 项目黄油、Google Now
KitKat 4.4 2013年10月 沉浸式模式、打印框架
Lollipop 5.0 2014年11月 Material Design、ART运行时
Marshmallow 6.0 2015年10月 运行时权限、指纹支持
Nougat 7.0 2016年8月 分屏多任务、Vulkan API
Oreo 8.0 2017年8月 画中画、通知渠道
Pie 9.0 2018年8月 手势导航、数字健康
Android 10 10 2019年9月 全屏手势、暗黑模式
Android 11 11 2020年9月 对话通知、一次性权限
Android 12 12 2021年10月 Material You设计、隐私仪表盘
Android 13 13 2022年8月 主题图标、精细媒体权限

应用开发[编辑 | 编辑源代码]

Android支持多种编程语言开发应用:

官方支持语言[编辑 | 编辑源代码]

  • Java - 传统主要开发语言
  • Kotlin - 2017年起成为首选语言
  • C++ - 通过NDK支持高性能计算
  • Rust - 逐步引入系统级开发

开发工具[编辑 | 编辑源代码]

示例Activity代码:

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        
        Button button = findViewById(R.id.my_button);
        button.setOnClickListener(view -> {
            Toast.makeText(this, "按钮被点击", Toast.LENGTH_SHORT).show();
        });
    }
}

安全机制[编辑 | 编辑源代码]

Android采用多层安全架构:

应用沙盒[编辑 | 编辑源代码]

  • 每个应用运行在独立的Linux进程中
  • 分配唯一的用户ID和文件系统空间
  • 进程间通信需要显式权限

权限系统[编辑 | 编辑源代码]

  • 普通权限 - 安装时自动授予
  • 危险权限 - 运行时需要用户确认
  • 特殊权限 - 需要特殊申请流程

安全更新[编辑 | 编辑源代码]

  • 每月安全补丁更新
  • Google Play保护机制
  • 项目Mainline模块化更新

市场份额[编辑 | 编辑源代码]

根据2023年统计数据:

  • 全球智能手机市场份额约72%
  • 活跃设备超过30亿台
  • 应用数量超过350万款
  • 主要竞争对手为iOS

衍生系统[编辑 | 编辑源代码]

基于Android开发的衍生系统包括:

争议与批评[编辑 | 编辑源代码]

Android系统面临的主要批评包括:

  • 系统碎片化严重
  • 隐私保护问题
  • 预装软件过多
  • 版本更新不及时
  • 中国市场的服务限制

未来发展[编辑 | 编辑源代码]

Android的未来发展方向:

  • 增强跨设备体验
  • 改进隐私保护机制
  • 优化大屏设备支持
  • 加强AI集成
  • 推动Fuchsia OS融合

参见[编辑 | 编辑源代码]

参考资料[编辑 | 编辑源代码]