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博主本人以前是做app开发的，之后转做framework开发，因为android系统非常庞大繁杂，以前积累的知识都比较零散，没有一个整体的认识，所以这篇文章希望先对整个android系统架构有个比较完整的了解，之后再细分模块来逐一学习。
那么先来看看整个Android系统的架构：
从图上可以看到，Android使用的是层级式架构，好处就是高内聚、低耦合。各层相对独立，我不需要知道其他层的具体业务和逻辑，我单纯地只需要从下层拿到对应的内容，把它包装好，提供给上层使用，就类似于工厂流水线。
下面对每层做个简单的介绍：
一、应用层：
Android平台的应用层上包括各类与用户直接交互的应用程序，或由java语言编写的运行于后台的服务程序，这里分为系统应用和第三方应用。其中系统应用可用作用户的应用，以及提供开发者可从其自己的应用访问的主要功能。例如，如果您的应用要发短信，您无需自己构建该功能，可以改为调用已安装的短信应用向您指定的接收者发送消息。
二、framework层：该层的实现是Java
提供开发Android应用程序所需的一系列基础API支持，包括了开发所需的一系列组件和系统服务等。
包括：
1）应用程序框架：这一层可以理解为 Android SDK，提供四大组件，视图系统（View System）、各种Manager等等平时开发中用到的基础部件。以下列举一部分：
| 应用程序框架层类库名称 | 功能 |
|---|---|
| 活动管理器（Activity Mananger） | 管理各个应用程序生命周期并提供常用的导航回退功能，为所有程序的窗口提供交互的接口 |
| 窗口管理器（Window Manager） | 对所有开启的窗口程序进行管理 |
| 内容提供器（Content Provider） | 提供一个应用程序访问另一个应用程序数据的功能，或者实现应用程序之间的数据共享 |
| 视图系统（View System） | 创建应用程序的基本组件，包括列表（lists），网格（grids），文本框（text boxes），按钮（buttons），还有可嵌入的web浏览器。 |
| 通知管理器（Notification Manager） | 使应用程序可以在状态栏中显示自定义的客户提示信息 |
| 包管理器（Package Manager） | 对应用程序进行管理，提供的功能诸如安装应用程序，卸载应用程序，查询相关权限信息等。 |
| 资源管理器（Resource Manager） | 提供各种非代码资源供应用程序使用，如本地化字符串，图片，音频等 |
| 位置管理器（Location Manager） | 提供位置服务 |
| 电话管理器（Telephony Manager） | 管理所有的移动设备功能 |
| XMPP服务 | 是Google在线即时交流软件中一个通用的进程，提供后台推送服务 |
2）Java系统服务: 这部分系统服务又可以分为两种：Java核心系统服务和Java硬件系统服务。
（1）Java核心系统服务是Android系统正常运转的基础，包括大家所熟知的AMS、WMS、PMS等。例如：
（2）Java硬件服务是为应用提供硬件控制服务，如电话服务、wifi服务、PowerManagerService等。例如：
该两层之前，通过Binder实现进程间通信。允许framework来跨进程边界，来调用Android的系统服务的代码，这使得框架API与Android系统服务能够进行交互。
总结：应用程序---SDK---->系统框架层---Binder IPC--->系统服务层。
以app 获取GPS信息为例：
三、native层：该层的实现是C/C++
开篇首张图中，用红线框住的均属于该层：包括C/C++ libs 、android runtime、HAL
1）C/C++ libs：C/C++编写的系统类库
(1) 本地守护进程
init进程根据init.rc文件中的定义，启动本地守护进程。这些进程会常驻在系统中，有的只会启动一次，有的如果退出了，还会被init启动。具体的启动方式就在init.rc中定义。
下面大体列举几个守护进程及其功能。
| 守护进程 | 功能 |
|---|---|
| vold | 管理存储设备，自动安装存储设备，将设备分区格式化 |
| netd | 管理蓝牙、wifi、usb等各种网络连接 |
| installd | 负责安装及卸载软件包，确认软件包的完整性 |
| rild | 接收来自于phone应用程序或其他客户端程序发出的调制解调控制请求，并传递给调制解调器 |
| adbd | 提供可以调试Android的环境 |
| servicemanager | binder通信大管家 |
| surfaceflinger | 负责android系统的UI图形显示 |
| mediaserver | 负责播放音频、视频，camera拍照录像 |
(2) Native系统服务
由c++语言编写，运行在本地守护进程中。比如mediaserver守护进程中就包含AudioFlinger、MediaPlayerService、CameraService、AudioPolicyService和SoundTriggerHwService等服务。在所属进程初始化的时候会将Native系统服务注册到ServiceManager中。这样，其他的应用或服务就可以通过binder机制调用Native系统服务了。 当然，我们也可以自己开发一个Native系统服务，实现其Binder接口，这样Native层的其他应用或服务就可以调用该服务了。 如果我们开发的Native系统服务想提供给Java层应用使用，就需要实现一个Java接口，然后通过JNI调用Native系统服务。
(3) 功能性的Native类库支持
比如：Webkit 、OpenGL ES 、SQlite等。
通过一张图对系统服务有个大致了解：
2）Android Runtime: Android运行环境，对java提供支持
(1) 虚拟机：Dalvik and Art（android 4.4之后）
作用：面向Linux、为嵌入式操作系统设计的虚拟机，主要负责完成对象生命周期管理、堆栈管理、线程管理、安全和异常管理，以及垃圾回收等。
android为每个程序提供一个vm，可以使每个app都运行在独立的运行环境，使稳定性提高，并且一个vm能运行多个进程。
android apk都被编译成字节码(bytecode)，在运行的时候，vm是先将字节码编译真正可执行的代码，否则不同硬件设备的兼容是很大的麻烦。
(2) core libs: 核心库提供了Java se API的多数功能,包括JNI，并提供Android的核心API，如android.os，android.net，android.media等。
- HAL 硬件抽象层 基于商业隐私考虑，对Kernel层进行二次封装，屏蔽数据处理细节,运行于用户空间。
鉴于商业隐私考虑，许多硬件设备厂商不希望公开其设备驱动的源代码，如果能将android的应用框架层与linux系统内核的设备驱动隔离，使应用程序框架的开发尽量独立于具体的驱动程序，则android将减少对Linux内核的依赖。HAL由此而生，它是对Linux内核驱动程序进行的封装，将硬件抽象化，屏蔽掉了底层的实现细节。HAL规定了一套应用层对硬件层读写和配置的统一接口，本质上就是将硬件的驱动分为用户空间和内核空间两个层面；Linux内核驱动程序运行于内核空间，硬件抽象层运行于用户空间。也正是由于这个分层的原因，Android被踢出了Linux内核主线代码树中。大家想想，Android放在内核空间的驱动程序对硬件的支持是不完整的，把Linux内核移植到别的机器上去时，由于缺乏硬件抽象层的支持，硬件就完全不能用了，这也是为什么说Android是开放系统而不是开源系统的原因。
另外谈到该层，还需要了解两个东西：
JNI：Java Native Interface，即 Java本地接口。使得Java 与 本地其他类型语言（如C、C++）交互。JNI 是属于 Java 的，与 Android 无直接关系。
NDK：Native Development Kit，是 Android的一个工具开发包 。快速开发C、 C++的动态库，并自动将so和应用一起打包成 APK 即可通过 NDK在 Android中 使用 JNI与本地代码（如C、C++）交互。NDK是属于 Android 的，与Java并无直接关系。
ndk可以通过native code跨过使用dalvik runtime,直接调用到android内核资源，而sdk则需要在dalvik runtime环境下才能调用到内核资源。然而两者并不是各司其职，各不相关。android提供了JNI(java native interface)使两者可以进行相互调用和通信。
四、Kernel层：
Android以Linux操作系统内核为基础，借助Linux内核服务实现硬件设备驱动，进程和内存管理，网络协议栈，电源管理，无线通信等核心功能。Android4.0版本之前基于Linux2.6系列内核，4.0及之后的版本使用更新的Linux3.X内核，并且两个开源项目开始有了互通。Linux3.3内核中正式包括一些Android代码，可以直接引导进入Android。Linux3.4增添了电源管理等更多功能，以增加与Android的硬件兼容性，使Android在更多设备上得到支持。直到现在最新的android6.0仍然继续延用着linux3.4.0，而linux最新的版本已经到了4.3系列，那么为什么android没有继续去更新Linux kernel的版本也是一个值得探讨的课题。
Android内核 对Linux内核进行了增强，增加了一些面向移动计算的特有功能。例如，低内存管理器LMK（Low Memory Keller），匿名共享内存（Ashmem）,以及轻量级的进程间通信Binder机制等。这些内核的增强使Android在继承Linux内核安全机制的同时，进一步提升了内存管理，进程间通信等方面的安全性。下表列举了Android内核的主要驱动模块：
| 驱动名称 | 说明 |
|---|---|
| Android电源管理（Power Management) | 针对嵌入式设备的，基于标准Linux电源管理系统的，轻量级的电源管理驱动 |
| 低内存管理器（Low Memory Keller） | 低内存管理器（Low Memory Keller） 可以根据需要杀死进程来释放需要的内存。扩展了Linux的OOM机制，形成独特的LMK机制 |
| 匿名共享内存（Ashmem） | 为进程之间提供共享内存资源，同时为内核提供回收和管理内存的机制 |
| 日志（Android Logger） | 一个轻量级的日志设备 |
| 定时器（Anroid Alarm） | 提供了一个定时器用于把设备从睡眠状态唤醒 |
| 物理内存映射管理（Android PMEM） | DSP及其他设备只能工作在连续的物理内存上，PMEM用于向用户空间提供 连续的物理内存区域映射 |
| Android定时设备（Android Timed device） | 可以执行对设备的定时控制功能 |
| Yaffs2文件系统 | Android采用大容量的NAND闪存作为存储设备，使用Yaffs2作为文件系统管理大容量MTD NAND Flash；Yaffs2占用内存小，垃圾回收简洁迅速。 |
| Android Paranoid网络 | 对Linux内核的网络代码进行了改动，增加了网络认证机制。可在IPV4，IPV6和蓝牙中设置，由ANDROID_PARANOID_NETWORK宏来启用此特性。 |
参考文章：
http://gityuan.com/2015/08/01/android-arvchitecture/
http://gityuan.com/android/
http://blog.csdn.net/sp6645597/article/details/50472740
http://blog.csdn.net/u010753159/article/details/52193061
http://blog.csdn.net/lpjishu/article/details/50781415
http://blog.csdn.net/luoshengyang/article/details/6567257
