Структура операционной системы андроид. Основы безопасности операционной системы Android
Список статей
Здесь собраны ссылки на мои статьи из этой темы:- Основы безопасности операционной системы Android. Уровень ядра
- Основы безопасности операционной системы Android. Native user space, ч.1
- Основы безопасности операционной системы Android. Native user space, ч.2
- Основы безопасности операционной системы Android. Безопасность на уровне Application Framework. Binder IPC
Что подразумевается под Native user space
Под Native user space подразумеваются все компоненты пространства пользователя, которые выполняются вне Dalvik Virtual Machine, и которые не являются частью Linux kernel.Файловая система Android
Для начала давайте рассмотрим структуру файловой системы Android. Хотя Android и базируется на Linux kernel, привычную нашему глазу структуру файловой системы мы здесь не увидим. Давайте запустим эмулятор и посмотрим, что у нас есть. Для этого выполним комманду:Adb shell ls -al
В моем терминале для эмулятора на Android 4.2 я вижу следующий результат:
Drwxr-xr-x root root 2013-04-10 08:13 acct
drwxrwx--- system cache 2013-04-10 08:13 cache
dr-x------ root root 2013-04-10 08:13 config
lrwxrwxrwx root root 2013-04-10 08:13 d -> /sys/kernel/debug
drwxrwx--x system system 2013-04-10 08:14 data
-rw-r--r-- root root 116 1970-01-01 00:00 default.prop
drwxr-xr-x root root 2013-04-10 08:13 dev
lrwxrwxrwx root root 2013-04-10 08:13 etc -> /system/etc
-rwxr-x--- root root 244536 1970-01-01 00:00 init
-rwxr-x--- root root 2487 1970-01-01 00:00 init.goldfish.rc
-rwxr-x--- root root 18247 1970-01-01 00:00 init.rc
-rwxr-x--- root root 1795 1970-01-01 00:00 init.trace.rc
-rwxr-x--- root root 3915 1970-01-01 00:00 init.usb.rc
drwxrwxr-x root system 2013-04-10 08:13 mnt
dr-xr-xr-x root root 2013-04-10 08:13 proc
drwx------ root root 2012-11-15 05:31 root
drwxr-x--- root root 1970-01-01 00:00 sbin
lrwxrwxrwx root root 2013-04-10 08:13 sdcard -> /mnt/sdcard
d---r-x--- root sdcard_r 2013-04-10 08:13 storage
drwxr-xr-x root root 2013-04-10 08:13 sys
drwxr-xr-x root root 2012-12-31 03:20 system
-rw-r--r-- root root 272 1970-01-01 00:00 ueventd.goldfish.rc
-rw-r--r-- root root 4024 1970-01-01 00:00 ueventd.rc
lrwxrwxrwx root root 2013-04-10 08:13 vendor -> /system/vendor
Я отмечу здесь только главные директории и те, которые нам пригодятся в будущем. В Интернете можно найти описание и предназаначение других директорий. Можно заметить, что некоторые директории такие же, как и в Linux, например, /dev
, /proc
, /sys
, /mnt
, /etc
И их предназначение в основном такое же, как и в Linux. Кстати, отметьте, что мы не видим /bin
и /lib
директорий. Где они скрылись, я расскажу чуть позже.
C другой стороны можно заметить директории, которых в Linux вообще нет. Среди них нас интересуют /data
, /system
, /cache
, /init
, /init.rc
Давайте рассмотрим их назначение поподробнее.
/system
Это главная директория, где хранятся неизменяемые компоненты Android системы. Если проводить аналогию, то эта папка похожа на папку C:\windows\
, доступную только для чтения. Т.е. изменять данные в этой директории мы не можем. Как раз здесь можно найти директории /bin
и /lib
, где хранятся различные исполняемые файлы и shared libraries. Кроме того, здесь же лежат системные приложения, которые встроены в операционку и которые, по умолчанию, нельзя удалить. Содержимое этой директории формируется во время компиляции операционной системы.
/data
Т.к. /system
у нас доступна только для чтения, то должна быть директория где хранятся изменяемые данные. /data
как раз ею и является. Например, в эту директорию в /data/app
сохраняются apk файлы устанавливаемых приложений, а в /data/data
хранятся их данные (эту директорию мы подробно рассматривали в прошлой статье).
/cache
Это просто временное хранилище. Также в эту директорию сохраняются, а потом из неё запускаются системные обновления.
Чтобы понять, что такое /init файл и для чего нужны непонятные файлы с расширением *.rc, рассмотрим процесс загрузки системы.
Процесс загрузки Android
Давайте рассмотрим несколько шагов процесса загрузки операционной системы Android. Эта картинка взята из книги «Embedded Android», там же можно найти и более детальное описание. Хотя в целом я и понимаю процесс, но для меня это больше магия:)
CPU.
Когда вы нажимаете на кнопку включения, на процессор вашего устройства начинает подаваться напряжение. Так как до этого момента процессор был выключен, и так как он не способен сохранять свое состояние без подачи напряжения, то сразу после старта он находится в некотором неинициализированном состоянии. В данном случае процессор считывает из своего специального регистра некоторый жестко зашитый адрес и начинает выполнять инструкции начиная с него. Чаще всего, этот адрес указывает на чип, в который зашит bootloader (загрузчик).
Bootloader.
Bootloader инициализирует RAM и загружает в неё Linux kernel. Кроме того Bootloader создает RAMdisk.
Linux kernel.
Ядро инициализирует различные подсистемы, встроенные драйвера и монтирует root filesystem (корневую файловую систему). После этого ядро может запускать первую программу.
На этом магия заканчивается и дальше всё становится более-менее понятно.
Init
Первой программой в случае Android является init . Исполняемый файл находится в корневой директории (/init ). Именно эту программу стартует ядро после своей загрузки. Её исходники находятся в папке Давайте в них слегка покопаемся. Нас интересует :Int main(int argc, char **argv)
{
...
/* clear the umask */
umask(0);
/* Get the basic filesystem setup we need put
* together in the initramdisk on / and then we will
* let the rc file figure out the rest.
*/
mkdir("/dev", 0755);
mkdir("/proc", 0755);
mkdir("/sys", 0755);
mount("tmpfs", "/dev", "tmpfs", MS_NOSUID, "mode=0755");
mkdir("/dev/pts", 0755);
mkdir("/dev/socket", 0755);
mount("devpts", "/dev/pts", "devpts", 0, NULL);
mount("proc", "/proc", "proc", 0, NULL);
mount("sysfs", "/sys", "sysfs", 0, NULL);
...
init_parse_config_file("/init.rc");
...
}
Вначале мы создаем и монтируем некоторые необходимые для работы директории, а потом парсим файл /init.rc
и выполняем то, что распарсили. Формат /init.rc
файла очень хорошо описан в , там же можно найти и пример. Если кратко, то этот файл представляет собой набор actions (секций - именнованная последовательность комманд). Каждая последовательность команд срабатывает по определенному trigger (триггеру). Например, следующая последовательно - это action, в которой trigger - это fs, а последовательность команд - это набор mount команд:
Исходный файл /init.rc
находится в Давайте рассмотрим некоторые основные его части, хотя я вам очень советую просмотреть его полность. После этого многие вещи вам должны стать понятны. Итак, начинается наш файл следующими строками:
Import /init.usb.rc
import /init.${ro.hardware}.rc
import /init.trace.rc
Они означают, что кроме init.rc
файла нужно также импортировать настройки из файлов init.usb.rc
, init.trace.rc
и из файла с непонятным именем init.${ro.hardware}.rc
Впрочем, ${ro.hardware}
- это просто переменная, значение которая определяет тип железа. В случае эмулятора, её значение, например, - goldfish
. Далее определяются переменные окружения:
On init
...
# setup the global environment
export PATH /sbin:/vendor/bin:/system/sbin:/system/bin:/system/xbin
export LD_LIBRARY_PATH /vendor/lib:/system/lib
export ANDROID_BOOTLOGO 1
export ANDROID_ROOT /system
export ANDROID_ASSETS /system/app
export ANDROID_DATA /data
export ANDROID_STORAGE /storage
export ASEC_MOUNTPOINT /mnt/asec
export LOOP_MOUNTPOINT /mnt/obb
export BOOTCLASSPATH /system/framework/core.jar:/system/framework/okhttp.jar:/system/framework/core-junit.jar:/system/framework/bouncycastle.jar:/system/framework/ext.jar:/system/framework/framework.jar:/system/framework/telephony-common.jar:/system/framework/mms-common.jar:/system/framework/android.policy.jar:/system/framework/services.jar:/system/framework/apache-xml.jar
...
После этого происходит инициализация переменных, необходимых для работы устройства. Если вас заинтересует эта тема, то вы легко найдете информацию о той или иной комманде. Давайте подробно рассмотрим следующий блок (который я уже приводил в этой статье):
On fs
# mount mtd partitions
# Mount /system rw first to give the filesystem a chance to save a checkpoint
mount yaffs2 mtd@system /system
mount yaffs2 mtd@system /system ro remount
mount yaffs2 mtd@userdata /data nosuid nodev
mount yaffs2 mtd@cache /cache nosuid nodev
MTD - Memory Technology Devices. Если в общих чертах, то MTD - это специальный чип с энергонезависимой (т.е. данные на этом чипе сохраняются после перезагрузки или выключения) flash-памятью (типа NOR или NAND), на который сохраняются образы дисков. В этой статье более подробно рассказывается об этом типе устройств, а также об ограничениях. Специально для этих разновидностей flash-памяти были разработаны специальные файловые системы, например, YAFFS. Одно из самых важных ограничений этих типов памяти заключается в том, что для того чтобы записать данные в сектор, куда уже записаны какие-то данные, вам надо полностью сначала стереть весь сектор. Поэтому производители стали переходить на новый тип блочной flash-памяти (eMMC), на которые можно поставить обычную ext4 файловую систему и избавиться от указанного ограничения. Т.к. я показываю пример init.rc
файла для эмулятора, где вся работа эмулируется, то в нем по умолчанию используется файловая система YAFFS2 (думаю, что это пережитки прошлого, т.к. YAFFS2 использовалась для всех устройств до Android 2.2). В реальном устройстве (это как раз один из примеров, когда необходимо использовать init.rc
файл для определенного железа) эти комманды будут перезаписаны. Например, в случае устройства herring
(Google Nexus S), в файле эта секция выглядит следующим образом:
On fs
mkdir /efs 0775 radio radio
mount yaffs2 mtd@efs /efs noatime nosuid nodev
chmod 770 /efs/bluetooth
chmod 770 /efs/imei
mount_all /fstab.herring
...
Где fstab.herring
- это , содержимое которого выглядит следующим образом:
...
/dev/block/platform/s3c-sdhci.0/by-name/system /system ext4 ro wait
/dev/block/platform/s3c-sdhci.0/by-name/userdata /data ext4 noatime,nosuid,nodev,nomblk_io_submit,errors=panic wait,encryptable=/efs/userdata_footer
Как вы могли заметить, /system
, /data
, /cache
- это просто mounting points (точки монтирования файловой системы), которые указывают либо на MTD устройства (в случае эмулятора), либо на блочные устройства (в случае настоящего устройства), куда записаны соответствующие дисковые образы (system.img, userdata.img и cache.img). Я не уверен, но думаю, что внутри смартфона находится один единственный чип с flash-памятью, разделенный на partitions (тома), в каждый из которых записан соответствующий образ. Этот чип с flash-памятью - то, что мы знаем под именем Internal storage
(внутренняя память), объем которой - один из основных параметров смартфона.
Следует заметить, что /system смонтирован read-only (только для чтения). Это означает, что содержимое данного раздела не изменяется в процессе работы устройства, а только когда вы, например, обновляете систему на вашем устройстве (используя системные обновления).
Продолжим рассматривать наш init.rc . По триггеру post-fs-data формируется базовая структура файловой системы /data раздела. Там, в общем всё понятно - набор mkdir , chown , chmod команд.
Далее init.rc запускает несколько демонов. Если вернуться к рисунку в начале статьи, то они перечислены в блоке Native daemons. На этом мы пока остановимся. Как вы могли заметить из рисунка, я не полностью рассмотрел процесс загрузки операционной системы. Некоторые непокрытые этапы я рассмотрю в следующих статья.
Заключение
В следующей части я расскажу, откуда берутся образы system.img, userdata.img и cache.img и рассмотрю безопасность на уровне Native user space. Как всегда приветствуются исправления, дополнения, а так же предложения, о чем написать. И хотя у меня уже есть некоторый план, о чем писать в следующих статья, я готов его подкорректировать.Введение
История
Распространение Android
Встроенные приложения Android
Архитектура Android
Достоинства и недостатки ОС Android
1 Достоинства
2 Недостатки
Чем Android не является
Заключение
Литература
Введение
Google Android - это не просто операционная система для смартфона, а целая инфраструктура. Android является первой бесплатной операционной системой с открытым исходным кодом. На «зелёном роботе» работают телефоны, планшеты, телевизоры, умные часы, и другие гаджеты, а скоро и автомобили будут управляться с помощью Android. ОС основана на ядре Linux и собственной реализации виртуальной машины Java от Google. Изначально разрабатывалась компанией Android Inc, которую в 2005 году купила Google. Впоследствии Google инициировала создание альянса Open Handset Alliance (OHA), который сейчас занимается поддержкой и дальнейшим развитием платформы. Android позволяет создавать Java-приложения, управляющие устройством через разработанные Google библиотеки. Android Native Development Kit позволяет портировать (но не отлаживать) библиотеки и компоненты приложений, написанные на Си и других языках. ОС Android установлена на 86% смартфонов (2014).
Рисунок 1 - эмблема
1. История
Рисунок 2
В июле 2005 года корпорация Google купила компанию Android Inc. ноября 2007 года компания официально объявила о создании Open Handset Alliance (OHA) и анонсировала открытую мобильную платформу Android, а 12 ноября 2007 года альянс представил первую версию пакета для разработчиков Android «Early Look» SDK и эмулятор Android.
сентября 2008 года официально вышла первая версия операционной системы, а также первый полноценный пакет разработчика SDK 1.0, Release 1. С момента выхода первой версии платформы произошло несколько обновлений системы. Эти обновления, как правило, касаются исправления обнаруженных ошибок и добавления новой функциональности в систему.
В 2009 году было представлено целых четыре обновления платформы. Так, в феврале вышла версия 1.1 с исправлением различных ошибок. В апреле и сентябре. Вышли ещё два обновления - 1.5 «Cupcake» и 1.6 «Donut» соответственно. Обновление «Cupcake» привнесло существенные изменения: виртуальная клавиатура, воспроизведение и запись видео, браузер и другие. В «Donut» впервые появились поддержка различных разрешений и плотности экрана и сетей CDMA.
В октябре того же года вышла версия операционной системы Android 2.0 «Eclair»с поддержкой нескольких аккаунтов Google, поддержкой браузером языка HTML5 и других нововведений, а также после небольшого обновления в пределах версии «Eclair» (2.1) появились «живые обои» и был видоизменён экран блокировки.
В середине 2010 года Google представила Android версии 2.2 под наименованием «Froyo», а в конце2010 года- Android 2.3 «Gingerbread». После обновления «Froyo» стало возможно использовать смартфон в качестве точки доступа, использовать традиционную блокировку смартфона цифровым или буквенно-цифровым паролем и другие изменения, а обновление «Gingerbread» привнесло более полный контроль над функцией копирования и вставки, улучшение управления питанием и контроля над приложениями, поддержку нескольких камер на устройстве ит.д.
февраля 2011 года была официально представлена ориентированная на интернет-планшеты платформа Android 3.0 «Honeycomb».4.0 «Ice Cream Sandwich», вышедшая 19 октября 2011 года, - первая универсальная платформа, которая предназначена как для планшетов, так и для смартфонов. Также обновление привнесли новый интерфейс «Holo», который использовался до Android 4.4.4 KitKat, на данный момент заменен на Material Design (Android 5).
В июне 2012 вышло обновление под названием «Jelly Bean» с порядковым номером 4.1, который сменился на 4.2 вследствие небольшого обновления в конце октября того же года и на 4.3 после обновления в июле 2013.
октября 2013 года Google представила следующую версию операционной системы Android 4.4, которая получила название шоколадного батончика «KitKat» по соглашению с компанией производителем Nestlй. Впервые KitKat появился на Nexus 5; эта версия Android оптимизирована для работы на более широком наборе устройств, имеющих 512 МБ ОЗУ в качестве рекомендуемого минимума.
июня 2014 Google представили Android L, доступный для разработчиков, пользователей смартфонов Nexus, а также некоторых других смартфонах.
В 2014 году была анонсирована операционная система для носимых устройств Android Wear (для наручных часов). Также на Google I/O были представлены версии Android Auto (для автомобилей) и Android TV (для телевизоров), тем самым Android перестал быть операционной системой только для мобильных устройств.
октября 2014 года была официально анонсирована Android 5.0 Lollipop. Главное обновление системы - новый дизайн Material design. Также, если на Android-устройстве установлен пароль или графический ключ, и если поблизости находятся часы хозяина устройства с Android Wear, то устройство автоматически разблокируется. Вместо ранее используемой виртуальной машины Dalvik, начинается использоваться виртуальной машины ART.
декабря 2014 Googlе заменила официальную среду разработки, основанную на Eclipse (adt-bundle), наAndroid Studio. мая 2015 Googlе представила Android M. По словам Google главная цель новой операционной системы- улучшить пользовательский опыт общения со смартфоном, сделать взаимодействие интуитивное и проще. 17 августа 2015 официально стало известно, что Android Mполучила название Android 6.0 Marshmallow . anroid программа мобильный
2. Распространение Android
В начале каждого месяца Google традиционно публикует статистику распространения версий Android. Согласно последним данным, за январь 2016 доля Android 6.0Marshmallow увеличилась почти в два раза, но пока под управлением новой операционной системы работает всего 1.2% устройств. Увы, но производители не торопятся обновлять уже выпущенные гаджеты, а в большинстве представленных за последнее время новинок все еще используется Android Lollipop.
Рисунок 3
Таблица 1 ВерсияКодовое названиеAPIРаспространение2.2Froyo80.1%2.3.3 - 2.3.7Gingerbread102.7%4.0.3 - 4.0.4Ice Cream Sandwich152.5%4.1.xJelly Bean168.8%4.2.x1711.7%4.3183.4%4.4KitKat1935.5%5.02117.0%5.1Lollipop2217.1%6.0Marshmallow231.2%Данные на 1 февраля 2016 .
Доля Android 6.0 Marshmallow едва превысила 1% спустя почти четыре месяца после релиза платформы. За это же время до iOS 9 обновились 77% мобильных гаджетов Apple. % устройств используют ОС iOS 9 (iPhone и iPad)
Рисунок 4 Что самое удивительное, в рейтинге Google по-прежнему лидирует анонсированная в 2013 году Android 4.4 KitKat (35.5%). На втором месте по популярности находится версия Lollipop с долей 34.1%, а третью строчку занимает Jelly Bean (23.9%). 3. Встроенные приложения Android
Устройства с системой Android снабжены набором предустановленных программ, разработанных в рамках проекта Android Open Source Project (AOSP) (Проект открытых исходных кодов для Android). Перечислим основные из них: E-mail - клиент; Приложение для работы с SMS (начиная с Android 5.0 заменено на Hangouts); Полный набор инструментов для управления личными данными пользователя, включая календарь и адресную книгу; Браузер на базе WebKit (начиная с Android 4.4 заменено на Google Chrome); Музыкальный плеер и фотогалерея (начиная с Android 5.0 заменено на Google Play Музыка и Google Фото); Калькулятор; «Рабочий стол»; Будильник Во многих случаях Android включает также следующее лицензионное ПО от Google: Магазин Google Play Store для загрузки сторонних программ, разработанных для платформы Android, покупки фильмов, музыки, книг и прессы; Полноценное приложение Google Maps, включая функцию Street View («Просмотр улиц»), Driving Directions («Показ проезда»), маршрутизированную навигацию, спутниковую карту и информация о пробках; Программу для работы с почтой Gmail; Программу для обмена мгновенными сообщениями Google Hangouts; Программу для работы с файлами Google Диск; Видеоплеер для работы с сервисом YouTube. Данные, к которым имеют доступ из этих приложений, например, адресная книга, открыты и для программ сторонних разработчиков. Кроме того, приложения могут, например, реагировать на входящие звонки. Внешний вид программ, которые установлены на новых телефонах, может сильно варьироваться в зависимости от производителя аппаратного обеспечения и/или оператора, дистрибьютора. Открытый характер платформы Android означает, что операторы или производители комплектного оборудования могут менять пользовательский интерфейс и набор программ на любом устройстве под управлением Android. Некоторые производители разработали свои собственные интерфейсы, например, Sense от HTC, Moto Blur от Motorola и Touch Wiz от Samsung. 4. Архитектура Android
Рисунок 5 Структура платформы Google Android
Архитектура Google Android состоит из четырех уровней (нумерация обозначает порядок уровней снизу-вверх). Уровень - Ядро OS Linux версии 2.6 обеспечивает функционирование системы. Оно отвечает за безопасность, управление памятью, энергосистемой и процессами, а также предоставляет сетевой стек и модель драйверов. Кроме того, оно играет связующую роль между аппаратным обеспечением и остальной частью программного стека. Уровень - Программное обеспечение промежуточного слоя - набор библиотек (Libraries), предназначенный для обеспечения важнейшего функционала для приложений. Вот некоторые из них: Surface Manager - композитный менеджер окон. Вместо того, чтобы отрисовывать графику в буфер дисплея, система посылает поступающие команды отрисовки в закадровый буфер, где они накапливаются вместе с другими, составляя некую композицию, а потом выводятся пользователю на экран. Это позволяет создавать интересные бесшовные эффекты, прозрачность окон и плавные переходы. Media Framework - библиотеки, реализованные на базе PacketVideo OpenCORE. С их помощью система осуществляет запись/воспроизведение аудио- и видео- контента, а также вывод статических изображений. Поддерживаются форматы MPEG4, H.264, MP3, AAC, AMR, JPG и PNG и др. SQLite - реляционная СУБД, используемая в Android в качестве основного движка для работы с базами данных, используемыми приложениями для хранения информации. 3D библиотеки - используются для отрисовки 3D-графики, при возможности используют аппаратное ускорение. Реализуются на основе API OpenGL ES 1.0, 2.0, 3.0 и 3.1. FreeType - библиотека для работы для растеризации шрифтов и осуществления операций над ними. LibWebCore - библиотеки браузерного движка WebKit. SGL (Skia Graphics Engine) - библиотека для работы с 2D-графикой. Libc - стандартная библиотека языка C, настроенная для работы на устройствах на базе Linux. Все библиотеки написаны на языке C++ и скомпилированы под конкретное аппаратное обеспечение устройства. На этом же уровне располагается среда выполнения Android Runtime. Она состоит из виртуальной Java-машины Dalvik/ART и библиотек ядра. Dalvik/ART поддерживает одновременную работу нескольких приложений и выполняет файлы в специальном формате. dex, оптимизированном для устройств с малым количеством памяти. Библиотеки ядра написаны на языке Java и поддерживают широкий диапазон функциональных возможностей. Каждое приложение в Android Runtime запускается в собственном экземпляре виртуальной машины Dalvik/ART. То есть, все работающие процессы изолированы от операционной системы и друг от друга. Особенность структуры Android Runtime позволяет осуществлять работу программ строго в рамках виртуальной машины. Благодаря этому ядро операционной системы защищено от влияния со стороны других компонентов. Код с ошибками или вредоносное ПО не смогут испортить систему или само устройство. Функция защиты, кроме непосредственного выполнения программного кода, является одной из ключевых для этого уровня. Уровень - Application Framework, или каркас приложений. Именно через каркасы приложений разработчики получают доступ к API, предоставляемым компонентами системы, лежащими ниже уровнем. Кроме того, благодаря архитектуре фреймворка, любому приложению предоставляются уже реализованные возможности других приложений, к которым разрешено получать доступ.
В базовый набор сервисов и систем, лежащих в основе каждого приложения и являющихся частями фреймворка, входят: Богатый и расширяемый набор представлений (Views), который может быть использован для создания визуальных компонентов приложений, например, списков, текстовых полей, таблиц, кнопок или даже встроенного web-браузера. Контент-провайдеры (Content Providers), управляющие данными, которые одни приложения открывают для других, чтобы те могли их использовать для своей работы. Менеджер ресурсов (Resource Manager), обеспечивающий доступ к ресурсам без функциональности (не несущими кода), например, к строковым данным, графике, файлам и другим. Менеджер оповещений (Notification Manager), благодаря которому все приложения могут отображать собственные уведомления для пользователя в строке состояния. Менеджер действий (Activity Manager), который управляет жизненными циклами приложений, сохраняет данные об истории работы с действиями, а также предоставляет систему навигации по ним. Менеджер местоположения (Location Manager), позволяющий приложениям периодически получать обновленные данные о географическом положении устройства. Таким образом, приложения в ОС Android могут получать в своё распоряжение вспомогательные инструменты. Отличия фреймворка от библиотеки Фреймворк только выполняет код, написанный для него, библиотеки исполняются сами. Фреймворк состоит из библиотек с разной функциональностью и назначением, а библиотеки объединяют наборы функций, близких по логике. 4 Уровень - Applications. Сюда относятся базовые программы, предустановленные на Android. Это браузер, почтовый клиент, программа для отправки SMS, карты, календарь, менеджер контактов. Список интегрированных приложений может меняться в зависимости от модели устройства и версии Android. Также на этом уровне располагается стороннее ПО. Система позволяет устанавливать его без ограничений, поэтому все стандартные приложения могут быть заменены аналогами. Приложения для Android пишутся на языке Java .
5. Достоинства и недостатки ОС Android
1 Достоинства
Некоторые обозреватели отмечают, что Android проявляет себя лучше одного из своих конкурентов, Apple iOS, в ряде особенностей, таких как веб-сёрфинг, интеграция с сервисами Google Inc. и прочих. Также Android, в отличие от iOS, является открытой платформой, что позволяет реализовать на ней больше функций. В Android-аппаратах, как правило, присутствует microSD-кардридер, делающий возможным быстрый перенос файлов с компьютера на телефон. Кроме того, в Windows Phone 7 невозможна прямая передача каких-либо файлов с телефона и на телефон, кроме как через программы синхронизации (Zune), в то время как телефоны на Android экспортируют файловую систему карты памяти как USB mass storage device (в версиях начиная с 3.0 на усмотрение производителя) или с помощью Media Transfer Protocol (MTP). В отличие от Windows Phone 7, в Android заявлена полноценная реализация Bluetooth-стека, позволяющая в том числе передачу и приём файлов. Присутствует реализация FTP-сервера, режима точки доступа к сети (службы PAN) и групповой одноранговой сети через Bluetooth (службы GN). Несмотря на изначальный запрет на установку программ из «непроверенных источников» (например, с карты памяти), это ограничение отключается штатными средствами в настройках аппарата, что позволяет устанавливать программы на телефоны и планшеты без интернет-подключения (например, пользователям, не имеющим Wi-Fi-точки доступа и не желающим тратить деньги на мобильный интернет, который обычно стоит дорого), а также позволяет всем желающим бесплатно писать приложения для Android и тестировать на своём аппарате.доступен для различных аппаратных платформ, таких как ARM, MIPS, x86. Существуют альтернативные Google Play магазины приложений: Amazon Appstore (англ.), Opera Mobile Store, Yandex.Store, GetUpps!, F-Droid (англ.) и другие. В версии 4.2 введена поддержка многопользовательского режима.
5.2 Недостатки
Наличие в некоторых Android-устройствах сервисов Google, обеспечивающих возможность передачи идентификационной информации на серверы компании, например, информацию о перемещении пользователя в реальном времени. В версии Android 1.6 разработчики добавили Native Development Kit, который позволяет писать собственные низкоуровневые модули для системы на языках C/С++, опираясь на стандартные Linux-библиотеки. Хотя, например, стандартная библиотека языка Си на платформе Android, известная как Bionic, как раз не является стандартной и полностью совместимой с libc. Для доступа к Google Play и другим сервисам от Google необходимо использовать проприетарные приложения, которые производитель телефона имеет право устанавливать на телефон только после заключения контракта с Google. Конкуренты Android выступили с критикой платформы, обвиняя её в чрезмерной фрагментации, создающей препятствия разработчикам. Google опровергла все обвинения, заявив, что никаких подобных проблем нет. Подвергается критике решение Google не размещать в широком доступе код Android 3.0 Honeycomb, доступный только для участников Open Handset Alliance или по индивидуальному запросу после подписания соглашения. Google мотивирует это неготовностью платформы и мерой предупреждения небрежной её реализации. Ричард Столлман заявлял, что «всё просто и ясно: за исключением ядра Linux, Android 3 представляет собой несвободный софт» и «несмотря на то, что телефоны с Android на сегодняшний день не так плохи, как смартфоны Apple или Windows, нельзя сказать, что они уважают вашу свободу». В настоящий момент Google открыл исходный код для всех версий Android вплоть до 6.0, а также отправил в Linux все изменения, в соответствии с GPL. По данным Lookout Security Mobile, за 2011 год у пользователей Android-смартфонов было украдено около миллиона долларов США (напр., отправка СМС без ведома владельца телефона). Однако это зачастую возникает у пользователей, которые невнимательно читают списки разрешений .
6. Чем Android не является
Неудивительно, что внедрение революционной технологии вызвало некоторое недопонимание, чем на самом деле является Android. Можно уверенно сказать, чем он не является. -Реализацией платформы Java ME. Приложения для Android написаны с использованием языка Java, однако они не используются на виртуальной машине Java ME (Mobile Edition - мобильная версия), соответственно, скомпилированные для Java классы и исполняемые файлы не будут работать на платформе Android.
-Частью инициативы Linux Phone Standards Forum (LiPs) (Форума стандартов мобильногоLinux) или Open Mobile Alliance (OMA) (Альянс открытых мобильных архитектур). Android работает на Linux-ядре с открытым исходным кодом, но при всей схожести целей весь программный стек платформы Android призван решить более перспективные задачи по сравнению с инициативами упомянутых организаций по определению стандартов.
-Стандартным уровнем приложений (например, UiQ или S60). Хотя Android имеет уровень приложений, он также охватывает весь программный стек, начиная с самого нижнего уровня - операционной системы - и заканчивая уровнем библиотек API и самих приложений.
-Видом мобильных телефонов. Android включает референс-дизайн для производителей мобильных телефонов, однако в природе не существует телефона марки Android. Как раз наоборот: Android создали для использования на самых разнообразных устройств.
-Ответом Google на iPhone. iPhone представляет собой запатентованную программную и аппаратную платформу компании Apple. В тоже время Android - это набор программ с открытым исходным кодом, разработанный и поддерживаемый Альянс открытых мобильных архитектур. Android предназначен для работы на любых совместимых устройствах.
Заключение
Сегодня операционная система для мобильных платформ Google Android стала достаточно популярной. Перспективы ОС для мобильных устройств весьма многообещающие: улучшение и упрощение пользовательского интерфейса; улучшенная графика; более широкие мультимедийные возможности; развитие набора сервисных и игровых программ; совместимость с ПК и с форматами файлов; продолжение и развитие использования платформы Java для мобильных устройств; развитие самих мобильных устройств: улучшение разрешения экранов, ускорение процессоров, увеличение объема памяти, реализация новых быстрых коммуникационных технологий. Особенности архитектуры платформы Google Android позволили ей выйти на первое место среди других платформ. Главные из них: 1Грамотно разработанное ядро, заимствованное у системы Linux.
2Регистр-ориентированная виртуальная машина Dalvik/ART для выполнения приложений.
Инновационные библиотеки, значительно расширяющие функционал устройств. 4«Легковесная» СУБД SQLite для хранения данных.
5Возможность поддержки 3D и 2D графики, и даже комбинирования их в одном приложении.
Многозадачность и изолированность процессов друг от друга. Универсальность архитектуры наряду с высоким качеством.
Литература
1)Голощапов А.Л. Google Android: системные компоненты и сетевые коммуникации. - СПб.: БХВ-Петербург, 2012. - 384 c. 2)Фелкер Д. Android: разработка приложений для чайников. - М.: Диалектика, 2012. - 336 с. 3)Хашими С., Коматинени С., Маклин Д. Разработка приложений для Android. - СПб.: Питер, 2011. - 736 с. 4)Майер Р. Android 4. Программирование приложений для планшетных компьютеров и смартфонов. - М.: Эксмо, 2013. - 816 с. 5)Android developer )Apple developer
По умолчанию Google не оснащает девайсы под управлением Android полноценным файловым менеджером, поскольку это противоречит политике компании. Доступ к различным файлам осуществляется с помощью соответствующих приложений – фото, видео, текстовый редактор и т. д. Но рано или поздно необходимость доступа непосредственно к файлам всё же возникает.
Работа со структурой папок и файлов в Android.В какой папке находятся контакты и другие данные на Android? Формат файловой системы Android не похож на . Вот как организована внутренняя память здесь:
- Память устройства – это память, с которой вы будете работать. Здесь вы сможете использовать и изменять любые файлы. Как проводник Windows или Mac. Здесь хранятся данные некоторых приложений – фотографии, видео, кэш игр или интернет-браузера и т. д.
- SD-карта – на многих устройствах Android также есть слоты для SD-карт. Вы можете подключить SD-карту к компьютеру или другому устройству, загрузить на неё файлы и затем вставить в смартфон. Если вы используете устройство на Marshmallow и SD-карту, отформатированную для использования в качестве внутреннего накопителя, она не будет отображаться в файловом менеджере отдельно, а вместо этого станет частью вашего устройства.
- Root – в Android есть специальная корневая папка, в которой хранятся данные , конфиденциальная информация и т. д. Большинство файловых менеджеров не могут вносить здесь изменения из соображений безопасности. Если только у вас нет доступа root и файлового менеджера, способного его использовать. Получение root и доступ к системным данным требуют знаний об устройстве системы и назначении её компонентов, поэтому новичкам лучше не рисковать.
- Все фотографии с камеры телефона сохраняются в этой папке, как и на других цифровых камерах. Они отображаются в утилитах «Галерея» или «Фото», но физически находятся здесь. Это касается и хранения видеофайлов.
- Bluetooth – говорит само за себя;
- Download. Здесь располагаются загрузки браузера. Их можно свободно изменять, удалять или перемещать. Скачанные файлы можно экспортировать на любой накопитель.
- Movies, Music, Pictures, Ringtones, Video. Это папки, предназначенные для хранения ваших личных медиафайлов. Необходимы для быстрого доступа и синхронизации Android-смартфона с ПК.
- папка System хранит все системные настройки и данные всех приложений смартфона.
Вы можете просматривать эти папки из любого файлового менеджера. Один щелчок по файлу отобразит список установленных приложений, которые его поддерживают. Вы можете работать с хранящимися здесь данными напрямую, открывая их как на ПК.
Как управлять файлами и использовать файловую систему на Android
Прозрачность и функциональность файловой системы Android является одним из её преимуществ перед iOS. Она позволяет вам легко работать с файлами, открывая их в любом приложении… если вы знаете, как это сделать и куда устанавливаются новые приложения. Android по умолчанию оснащён портированным файловым менеджером. Некоторые производители предварительно устанавливают собственные, более мощные утилиты. В противном случае для полноценного управления файловой структурой Android понадобится стороннее приложение. Вот что вам нужно знать.
Как получить доступ к встроенному файловому менеджеру Android
В устройствах Android 6.x (Marshmallow) или новее есть встроенный файловый менеджер, он просто скрыт в настройках. Откройте Настройки-Память-Другое, и вы получите полный список всех файлов и папок в памяти смартфона. Приложение также можно вывести отдельным ярлыком на рабочий экран. В версии Nougat Android 7 файловый менеджер является частью приложения «Загрузки», но по сути это одно и то же. Здесь отображаются определённые типы файлов, такие как изображения, видео, музыка и загрузки. Чтобы получить доступ к полной файловой системе телефона, зайдите в Настройки-Память-Другое.
Сторонний менеджер
Но встроенный менеджер довольно слаб по сравнению с некоторыми вариантами, доступными в Google Play. Для более эффективного управления файлами установите один из доступных файловых менеджеров. Solid Explorer – один из самых популярных файловых менеджеров в Play Market. Он имеет мощные встроенные функции, такие как доступ к облачной учётной записи и двух окон в ландшафтном режиме (на любом устройстве!). Хорошо работает поддержка клиентов и часто выходят обновления. Через 2 недели бесплатная пробная версия закончится, и за дальнейшее использование придётся заплатить 2 доллара.
ES File Explorer – один из лучших root-файл менеджеров, доступных в Google Play Store. Одной из основных особенностей утилиты является использование Корзины, где хранятся недавно удалённые данные. Это бесплатное приложение не только содержит все основные функции управления файлами, но также имеет возможность управлять любыми приложениями на рутированном смартфоне. Возможности утилиты:
- доступ, сортировка, передача, переименование, копирование и вставка, удаление, резервное копирование или восстановление любых файлов и папок на устройствах Android с root;
- сжимайте документы, распаковывайте сжатые данные;
- зашифруйте данные паролем;
- загрузите мультимедиа в облачные сервисы.
Root Browser File Manager – мощный и эффективный проводник с внушительным функционалом. Особенности:
- Измените возможности доступа на смартфоне или других устройствах;
- отправляйте файлы по отдельности или партиями;
- создавайте папки и изменяйте их на своё усмотрение;
- сделайте полную копию, удалите, переименуйте и даже переместите данные на другое устройство;
- сохраните файлы в любом месте на устройстве.
File Manager + позволяет управлять файлами и папками на устройстве, NAS и в облачном сервисе. Управляйте файлами как в локальной папке, так и в облачном хранилище. Поддерживает все действия проводника, такие как просмотр, поиск, навигация по структуре папок, копировать/вставить, вырезать/удалить, переименовать, распаковывать и сортировать. Полный контроль над файлами мультимедиа, документами и APK. Доступ к удалённому или совместному хранилищу, например, к NAS и FTP-серверу. Проанализируйте локальное хранилище, чтобы удалить ненужные файлы.
Если вам необходим доступ к записям календаря или заметкам, необходимо отталкиваться от используемого приложения. Все файлы данных утилит находятся в папке /data/. В File Explorer от NextApp есть новые способы передачи файлов между Android и компьютером, встроена поддержка нескольких Windows, что позволяет одновременно просматривать два окна, а также поддержка большинства форматов файлов и документов, в которых хранятся приложения. Доступ к сетевому компьютеру, включая FTP, WebDAV и SMB. Просмотр аудиоконтента, плейлистов, альбомов и исполнителей.
Как добавить свои собственные мелодии и звуки уведомлений
Гибкая операционная система Android позволяет использовать множество настроек, и одним из наиболее популярных методов персонализировать свой смартфон является установка собственных мелодий и звуков уведомлений. Для этого сначала необходимо разобраться с файловой структурой и правильно определить место, где хранятся рингтоны.
Для начала вам нужно скачать мелодию звонка или звук уведомления прямо на ваше устройство Android или перенести её с компьютера на внутреннее хранилище. Android поддерживаются форматы MP3, M4A, WAV и OGG, поэтому практически любой аудиофайл, который вы можете скачать, будет работать.
Шаг 2. Скопируйте звуковые файлы в соответствующую папку
После того, как вы загрузили звуковой файл, вам нужно переместить его в нужную папку. Здесь необходимо использовать сторонний файловый менеджер. Рассмотрим процедуру на примере ES File Explorer. После установки проводника откройте его и перейдите в папку «Download» во внутренней памяти или на SD-карте (в зависимости от настроек девайса). Выделите файл длинным нажатием, затем в меню нажмите Вырезать. Нажмите кнопку «Назад» один раз, чтобы вернуться в предыдущий каталог. Здесь откройте папку Ringtones, затем нажмите «Вставить». Если на вашем устройстве нет папки «Ringtones», просто создайте её.
Шаг 3. Перезагрузите смартфон
После переноса рингтона в нужную папку перезагрузите телефон или планшет, чтобы Android мог увидеть файл. Откройте «Настройки» и перейдите к «Звук и уведомление». Выберите «Рингтон» или «Мелодия уведомления по умолчанию», найдите в списке стандартных сигналов свой и установите его в качестве мелодии звонка. Если вы используете SD-карту, получить доступ к каталогу Android можно также и через cardreader и ПК. При этом могут обнаружиться новые каталоги, которые не отображаются в проводнике Android. Тем более в том случае, если вы используете одну и ту же SD-карту на нескольких устройствах.
В какой папке находятся контакты и другие данные
Доступ к этим документам можно получить только и стороннего файлового менеджера. Файл с контактами называется contacts.db или contacts2.db, и располагается по пути:
/data/data/com.android.providers.contacts/databases/
Это файл базы данных, поэтому углубляться в его редактирование не стоит. Чтобы экспортировать контакты в файл и сохранить его на карте памяти или ПК, воспользуйтесь встроенными инструментами. Откройте «Контакты», затем «Меню», выберите «Экспорт» и отметьте нужные контакты, затем выберите «Экспорт на карту памяти» и нажмите ОК. В папке storage/sdcard1 появится документ с расширением.vcf. перенесите его на другое устройство или ПК. Чтобы восстановить контакты, зайдите в меню «Контакты», выберите «Импорт из внутренней памяти». Укажите путь, по которому хранятся контакты на вашем Android и дождитесь окончания копирования.
Текстовые сообщения и MMS также хранятся в паке data:
/data/data/com.android.providers.telephony/ databases/mmssms.db
Для их сохранения или переноса на другой девайс понадобится специальное ПО. Например, SMS Backup & Restore или другое подобное. Такой софт работает по одному принципу – запустите утилиту – Backup SMS – укажите путь для сохранения и дождитесь окончания операции. После этого скопируйте файл на ПК или другое устройство. Восстановить SMS можно с помощью той же утилиты. Выберите Restore SMS, укажите путь где хранятся смс и дождитесь окончания восстановления.
Управление данными и файлами в Android напоминает навигацию по каталогам Windows или Linux. Только здесь необходимо получить специальные разрешения на изменение системных данных – root-права.
В этой статье мы рассмотрим архитектуру Android-приложений.
Откровенно говоря, официальную Google по этой теме я считаю не очень полезной. Детально отвечая на вопрос «как», она совсем не объясняет «что» и «почему». Итак, вот моя версия, и, я надеюсь, она внесёт некоторую ясность. Да, кстати, я полностью одобряю чтение статей Google, поскольку они содержат полезную информацию, повторять которую я не собираюсь.
Архитектура ОС Android - немного истории
Как это часто бывает в IT, многие вещи не могут быть объяснены в отрыве от истории возникновения конкретного программного обеспечения. Вот почему мы должны обратиться к истокам ОС Android.Разработка ОС Android была начата в 2003 молодой компанией Android Inc. В 2005 году эта компания была куплена Google. Я считаю, что главные особенности архитектуры Android были определены именно в этот период. Это заслуга не только Android Inc; архитектурные концепции и финансовые ресурсы Google оказали решающее влияние на архитектуру Android. Далее я приведу несколько примеров.
Если вы помните, 2003-2005 года были ознаменованы повышенным вниманием к AJAX приложениям. Я думаю, это оказало основополагающее влияние на архитектуру Android: во многих аспектах она ближе к архитектуре типичного AJAX приложения, нежели к десктопному GUI приложению, написанному на Java, C#, C++, VB и тп.
Не знаю, почему так произошло. Моя догадка - это придумал кто-то из Google в тот период, когда насыщенные интернет-приложения (Rich Internet Applications, RIA) в духе Google Docs или Gmail считались решением всех проблем. По-моему, эту идею нельзя назвать ни плохой, ни хорошей. Просто помните, что Android-приложения очень сильно отличаются от десктопных.
Влияние архитектурной философии Eclipse заметно в выборе принципа реализации GUI, который больше похоже на SWT, нежели на Swing.
В стандартах оформления кода Android присутствует «венгерская нотация», рождённая в стенах MS. Можно предположить, что тот, кто писал эти стандарты, ранее занимался разработкой под Windows.
Архитектурные уровни Android
Операционная система Android имеет три весьма различных и сильно отделённых друг от друга уровня:- В основе лежит модифицированная и урезанная версия Linux, как я и упоминал в одной из моих предыдущих статей .
- Над уровнем Linux находится уровень инфраструктуры приложения, содержащий виртуальную машину Dalvik , веб-браузер, базу данных SQLite , некие инфраструктурные «костыли» и Java API.
- И, наконец, уровень написанных в Google Android-приложений. Вообще говоря, они являются расширением уровня инфраструктуры, поскольку разработчик может использовать эти приложения или их части как строительные блоки для собственных разработок.
Уровень Linux
Представьте себе, что вы - архитектор в молодой компании. Вы должны разработать ОС для нового типа устройств. Что вы будете делать?Грубо говоря, у вас два пути: реализовывать собственные идеи, начав с нуля или же использовать существующую ОС и адаптировать её под свои устройства.
Реализация с нуля всегда звучит захватывающе для программистов. В эти моменты мы все верим в то, что в этот раз мы всё сделаем лучше, чем делают другие, и даже лучше, чем мы сами делали ранее.
Тем не менее, это не всегда практично. Например, использование ядра Linux заметно уменьшило стоимость разработки (возможно где-то и без того чрезмерно большую). Согласитесь, если кто-то решит создать нечто, напоминающее ядро Linux в его сегодняшнем состоянии, ему потребуется несколько миллионов долларов.
Если вы руководите Android Inc, то у вас по определению не может быть столько денег. Если вы руководите Google, то у вас такие деньги найдутся, но вы, скорее всего, подумаете дважды, прежде чем потратить их на создание собственной ОС. Так же вы потратите несколько лет, прежде чем достигните сегодняшнего состояния Linux; несколько лет задержки могут стать слишком большим опозданием при выходе на рынок.
В подобной ситуации компания Apple решила построить Mac OS на основе Free BSD. Android Inc приняла решение использовать Linux как основу для Android. Исходники как Free BSD, так и Linux, находятся в свободном доступе и предоставляют собой хорошую основу для любых разработок, будь то Apple или Google.
Но в то время запустить стандартный Linux на мобильном устройстве было невозможно (сейчас это уже не так). Устройства имели слишком мало оперативной и энергонезависимой памяти. Процессоры были значительно медленнее по сравнению с процессорами компьютеров, где обычно используется Linux. Как результат, разработчики Android решили минимизировать системные требования Linux.
Если рассматривать Linux на высоком уровне, то это комбинация ядра (без которого нельзя обойтись) и множества других, необязательных частей. Можно даже запустить одно ядро, без чего бы то ни было ещё. Так, Google вынуждена в любом случае использовать ядро Linux как часть ОС Android. Кроме того, были рассмотрены необязательные части и из них выбрано самое необходимое. Например, были добавлены сетевой фаервол IPTables и оболочка Ash. Любопытно, что добавили именно Ash, а не Bash, не смотря на то, что последний на порядок мощнее; вероятно, это решение было основано на том, что Ash менее требователен к ресурсам.
Разработчики Android модифицировали ядро Linux, добавив поддержку железа, используемого в мобильных устройствах и, чаще всего, недоступного на компьютерах.
Выбор Linux в качестве основы оказал огромное влияние на все аспекты ОС Android. Сборка Android, по сути, есть вариация процесса сборки Linux. Код Android находится под управлением git (инструмент, разработанный для управления кодом Linux). И так далее.
Пускай это всё и интересно, но вы, скорее всего, никогда не коснётесь всех этих специфических моментов до тех пор, пока ваша цель просто разработать приложения под Android. Исключение может составить разве что обзор файловой системы с помощью команд ash. Главное, что вы должны знать, разрабатывая приложения под Android - это уровень инфраструктуры приложения.
Вы можете спросить, как же быть, если необходимо разработать нативное приложение для Android? Google настоятельно не рекомендует делать этого. Технически, конечно, это возможно, но в дальнейшем у вас не будет возможности распространять это приложение нормальным способом. Так что подумайте дважды, прежде чем начать нативную разработку под Android, если конечно, вы не работает над Android Open Source Project (AOSP), т.е. собственно ОС Android.
Уровень инфраструктуры приложения
Несмотря на некоторое сходство Apple iOS и Android ОС, существуют значительные отличия между архитектурными решениями на инфраструктурном уровне обоих ОС.Apple решила использовать Objective-C как язык программирования и среду выполнения приложения iOS. Objective-C выглядит более или менее естественным выбором для ОС, в основе которой лежит Free BSD. Можно рассматривать Objective-C как обычный C++ с кастомным препроцессором, который добавляет некоторые специфические лингвистические конструкции. Почему же нельзя использовать стандартный C++, на котором написана Free BSD? Мне кажется причина в том, что Apple старается всё делать в своём, «эппловском» стиле.
Основная идея в том, что приложения iOS написаны более или менее на том же языке, что и стоящая за ними ОС.
Android-приложения сильно отличаются в этом смысле. Они написаны на Java, а это совсем другая технология, нежели C++ (хотя синтаксис и унаследован от C++).
Я думаю, основная причина состоит в необходимости одному и тому же приложению работать на различном аппаратном обеспечении. Эта проблема имеет место лишь для ОС Android; у ребят из Apple такой проблемы нет. iOS работает только на оборудовании собственного производства, и Apple полностью контролирует весь процесс. Для Android же всё наоборот: Google не контролирует производителей аппаратных средств. Например, ОС Android работает на процессорах с архитектурой x86, ARM и Atom (в комментах подсказывают, что x86 включает в себя Atom, и Android работает на x86, ARM, PPC и MIPS - примечание переводчика ). На бинарном уровне эти архитектуры несовместимы.
Если бы архитекторы ОС Android выбрали тот же путь, что и архитекторы из Apple, разработчики приложений под Android были бы вынуждены распространять несколько версий одного и того же приложения одновременно. Это стало бы серьёзной проблемой, которая могла бы привести к краху всего проекта Android.
Для того, чтобы одно и то же приложение могло работать на разном аппаратном обеспечении, компания Google использовала контейнер-ориентированную архитектуру (container-based architecture). В такой архитектуре двоичный код выполняется программным контейнером и изолируется от деталей конкретного аппаратного обеспечения. Примеры всем знакомы - Java и C#. В обоих языках двоичный код не зависит от специфики аппаратного обеспечения и выполняется виртуальной машиной.
Конечно, есть и другой способ достигнуть независимости от аппаратного обеспечения на уровне двоичного кода. Как один из вариантов, можно использовать эмулятор аппаратного обеспечения, так же известный как QEMU . Он позволяет эмулировать, например, устройство с процессором ARM на платформе x86 и так далее. Google могла бы использовать C++ как язык для разработки приложений внутри эмуляторов. Действительно, Google использует такой подход в своих эмуляторах Android, которые построены на основе QEMU.
Очень хорошо, что они не пошли по такому пути, поскольку тогда кому-то пришлось бы запускать ОС на эмуляторе, требующем намного больше ресурсов, и, как итог, скорость работы снизилась бы. Для достижения наилучшего быстродействия эмуляция была оставлена только там, где этого нельзя было избежать, в нашем случае - в Android-приложениях.
Как бы то ни было, компания Google пришла к решению использовать Java как основной язык разработки приложений и среды их выполнения.
Я думаю, это было критически важное архитектурное решение, которое поставило Android в стороне от остальных мобильных ОС на основе Linux, представленных в настоящее время. Насколько мне известно, ни у одной из них нет совместимости двоичного кода на уровне приложений. Возьмём для примера MeeGo . Она использует C++ и фреймворк Qt ; не смотря на то, что Qt кроссплатформенный, необходимость делать разные сборки для разных платформ не исчезает.
Выбрав Java, нужно было решить, какую виртуальную машину (JVM) использовать. Ввиду ограниченности ресурсов использование стандартной JVM было затруднено. Единственным возможным выбором было использование Java ME JVM, разработанной для мобильных устройств. Однако счастье Google было бы неполным без разработки собственной виртуальной машины, и появилась Dalvik VM .
Dalvik VM отличается от других виртуальных Java-машин следующим:
- Она использует специальный формат DEX для хранения двоичных кодов, в противовес форматам JAR и Pack200, которые являются стандартом для других виртуальных Java-машинах. Компания Google заявила, что бинарники DEX меньше, чем JAR. Я думаю, с тем же успехом они могли бы использовать Pack200, но они решили пойти своим путём.
- Dalvik VM оптимизирована для выполнения нескольких процессов одновременно.
- Dalvik VM использует архитектуру, основанную на регистрах против стековой архитектуры в других JVM, что приводит к увеличению скорости выполнения и уменьшению размеров бинарников.
- Она использует собственный набор инструкций (а не стандартный байткод JVM)
- Возможен запуск (если необходимо) нескольких независимых Android-приложений в одном процессе
- Выполнение приложения может охватывать несколько процессов Dalvik VM «естественным образом» (позже мы обсудим, что это значит). Для поддержи этого добавлено:
- Специальный механизм сериализации объектов, основанный на классах Parcel и Parcelable. Функционально преследуются те же цели, что и Java Serializable, но в результате данные имеют меньший объём и потенциально более терпимы к версионным изменениям классов.
- Особый способ для выполнения вызовов между процессами (inter process calls, IPC), основный на Android Interface Definition Language (AIDL).
- До Android 2.2 Dalvik VM не поддерживала JIT-компиляцию, что было серьёзным ударом по производительности. Начиная с версии 2.2, скорость выполнения часто используемых приложений заметно возросла .
Также они добавили несколько пакетов с открытым кодом, не являющихся частью стандартного JDK: Bouncy Castle crypto API, HTTPClient с поддержкой разделения HTTP/HTTPS на стороне клиента.
Также Google добавила веб-браузер в уровень инфраструктуры приложения. Это не полноценный Google Chrome для мобильных устройств, но очень близок к нему, поскольку основан на том же движке WebKit и использует движок JavaScript из Chrome. В конце концов, это крайне современный и высокотехнологичный браузер. Он может быть интегрирован в любые Android-приложения.
На сегодня это всё. В следующей статье мы сосредоточим внимание на архитектуре Android-приложений.
Апдейт от переводчика. В оригинале использовалась не совсем верная терминология. Спасибо всем тем, кто указал на эти ошибки.
В данной статье вы узнаете какие папки (директории) в Android существуют, какие файлы в них находятся, за что отвечают данные папки и файлы и зачем они нужны.
Предисловие о структуре
У многих есть компьютер и на них установлена ОС Windows. Все прекрасно знают, что в данной ОС все распределено по дискам:
C: — на данном диске находиться система
D: — для личных файлов (диска может и не быть, если он не «разбит»)
E: — Z: — флешки, переносные жесткие диски, CD или DVD приводы.
В Windwows все рассредоточено по различным дискам. В UNIX/Linux куда входит и Android (а также BSD, куда входит Mac OS X) все выглядит все немного иначе. Файловая структура имеет древовидный вид. Возможно сейчас не понятно, но дальше с прочтением статьи будет более понятно.
Также стоит знать что Android как и в Linux, в отличие от Windows очень чувствительны к регистру. Например папка Name, NaMe, name, NAME — это 4 разных папки, тогда как Windows сможет создать только одну папку с таким именем.
Для того чтобы было более понятно о чем идет речь, рекомендуется установить файловый менеджер Root Browser.
Структура и назначение папок и файлов Android
Как было выше сказано — структура имеет древовидный вид. У любого дерева имеется корень, в UNIX/Linux он также существуют. Корень — это отправной пункт в файловой структуре, с корня система обрастает папками и файлами. Корень в UNIX/Linux отмечается как знак:
/
подробно о разделе dev
/dev/ — в данном разделе содержится информация о устройствах системы и файлов.
[свернуть]
подробно о разделе data
раздел /data/ — пользовательский раздел в котором находятся установленные приложения, личные настройки
папка /data/app — здесь находятся установленные приложения, игры.
папка /data/app-lib — дополнительные библиотеки необходимые для работы определенных приложений (присутствует в новых версиях Android).
папка /data/dalvik-cache — кеш-память, для работы Java машины Dalvik которая является «двигателем» в Android отвечающая за запуск и работу приложений.
папка /data/data — в данной папке находятся индивидуальные настройки каждого пользовательского приложения, библиотеки и другие файлы необходимые файлы для их работы.
папка /data/system/ — в данном разделе находятся глобальные настройки пользовательского окружения, синхронизация, аккаунты, блокировка.
файлы gesture.key, locksettings.db, locksettings.db-shm, locksettings.db-wa l — графический ключ , пин-код.
[свернуть]
подробно о разделе preload
раздел /preload/ — в данном разделе находятся дополнительные файлы и папки, которые зеркалируются в раздел /system/ (данный раздел имеется не во всех Android, преимущественно в Samsung).
[свернуть]
подробно о разделе system
раздел /system/ — данный раздел содержит системные папки и файлы необходимые для функционирования Android.
папка /system/app — здесь находятся системные приложения и сервисы (в новых ОС Android сервисные приложения вынесли в другую папку priv-app ).
папка /system/bin и /system/xbin — папка содержит файлы и ссылки на исполняемые бинарные файлы.
файл /system/xbin/su — файл отвечающий за Root права .
папка /system/camerdata — в данной папке находятся файлы отвечающие за работу камеры.
папка /system/etc — в данной папке находятся конфигурационные файлы необходимые при загрузке ОС а также необходимые в процессе работы различных программ.
папка /system/init.d — в данной папке находятся скрипты, которые могут влиять на работу системы.
файл /system/etc/ hosts — файл отвечающий за блокировку, переадресацию веб адресов.
файл /system/etc/ apns.conf — файл с информацией о точках доступах интернет (APN).
файл /system/etc/ gps.conf — настройки GPS.
папка /system/fonts — папка с системными шрифтами.
папка /system/framework — папка с «процессами» Android.
папка /system/lib/ — библиотеки системных приложений и сервисов.
папка /system/lib/modules — драйверы системы.
папка /system/media — папка с системными звуками и анимацией включения.
файл /system/media/bootanimation.zip — исполняемый архив с загрузочной анимацией.
папка /system/priv-app — папка с сервисами/приложениями Android.
файл /system/build.prop — конфигурационный файл с помощью которого можно изменить системные настройки.
[свернуть]
подробно о разделе proc
раздел /proc — виртуальный раздел содержащий информацию о ядре и его конфигурации.