Android游戏开发的体系结构简介

Android系统是一个移动设备的开发平台，其软件层次结构包括操作系统（OS）、中间件（Middleware）和应用程序（Application）。根据Android的软件框图，其软件层次结构自下而上分为以下4层。

（1） 操作系统层（OS）。

（2） 各种库（Libraries）和Android运行环境（RunTime）。

（3） 应用程序框架（Application Framework）。

（4） 应用程序（Application）。

上述各个层的具体结构如图2-8所示。

1.操作系统层（OS）——最底层

因为Android系统基于Linux内核，所以Android使用Linux内核作为底层操作系统。Android对操作系统的使用包括核心和驱动程序两部分，Android的Linux核心为标准的Linux内核，Android更多的是需要一些与移动设备相关的驱动程序。主要的驱动如下。

● 显示驱动（Display Driver）：基于Linux的帧缓冲（Frame Buffer）驱动。

● Flash内存驱动（Flash Memory Driver）：基于MTD的Flash驱动程序。

● 照相机驱动（Camera Driver）：基于Linux的v4l驱动。

● 音频驱动（Audio Driver）：基于ALSA（Advanced Linux Sound Architecture，高级Linux

声音体系）驱动。

● WiFi驱动（WiFi Driver）：基于IEEE 802.11标准的驱动程序。

● 键盘驱动（KeyBoard Driver）：作为输入设备的键盘驱动。

● 蓝牙驱动（Bluetooth Driver）：基于IEEE 802.15.1标准的无线传输技术。

● Binder IPC驱动：Android的一个特殊的驱动程序，具有单独的设备节点，提供进程间

通信功能。

图2-8 Android操作系统的组件结构图

●Power Management（能源管理）：管理电池电量等信息。

2.各种库（Libraries）和Android运行环境（RunTime）——中间层

本层次对应一般的嵌入式系统，相当于中间件层次。Android的本层次分成两个部分，一个是各种库，另一个是Android运行环境。本层的内容大部分是使用C语言来实现的。其中包含的各种库的具体说明如下。

●C库：C语言的标准库，也是系统中一个最为底层的库，C库通过Linux的系统调用

来实现。(www.xing528.com)

●多媒体框架（Media Framework）：这部分内容是Android多媒体的核心部分，基于

PacketVideo（即PV）的OpenCORE，从功能上本库一共分为两大部分，一部分是音

频、视频的回放（PlayBack），另一部分则是音视频的记录（Recorder）。

● SGL：2D图像引擎。

● SSL：即Secure Socket Layer，位于TCP/IP与各种应用层协议之间，为数据通信提供

安全支持。

● OpenGL ES：提供了对3D的支持。

● 界面管理工具（Surface Management）：提供了对子系统的显示管理等功能。

● SQLite：一个通用的嵌入式数据库。

● WebKit：网络浏览器的核心。

● FreeType：实现位图和矢量字体的功能。

Android系统中的各种库一般以系统中间件的形式提供，它们均有一个显著特点：与移动设备平台的应用密切相关。

Android运行环境主要是指虚拟机技术——Dalvik。Dalvik虚拟机和一般的Java虚拟机（Java VM）不同，它执行的不是Java标准的字节码（Bytecode），而是Dalvik可执行格式（.dex）在执行的过程中，每一个应用程序即为一个进程（Linux的一个Process）。二者的最大区别在于Java VM是基于栈的（Stack-based）虚拟机，而Dalvik是基于寄存器的（Register-based）虚拟机。显然，后者最大的好处在于可以根据硬件来实现更大的优化，这更适合移动设备的特点。

3.应用程序（Application）

Android的应用程序主要体现在用户界面（User Interface）方面，通常用Java语言编写，其中还可以包含各种资源文件（放置在res目录中）。Java程序和相关资源在经过编译后，会生成一个APK包。Android本身提供了主屏幕（Home）、联系人（Contact）、电话（Phone）、浏览器（Browser）等众多的核心应用。同时应用程序的开发者还可以使用应用程序框架层的API实现自己的程序。这也是Android开源的巨大潜力的体现。

4.应用程序框架（Application Framework）

Android的应用程序框架为应用程序层的开发者提供了API，它实际上是一个应用程序的框架。由于上层的应用程序是以Java构建的，因此本层次提供了UI程序中所需要的各种控件，例如Views（视图组件），组件中又包括了List（列表），Grid（栅格），Text Box（文本框）Button（按钮）等。甚至还有一个Web浏览器。

一个基本的Andoid应用程序，可以利用应用程序框架中的以下五个部分来构建。

● Activity（活动）。

● Broadcast Intent Receiver（广播意图接收者）。

● Service（服务）。

● Content Provider（内容提供者）。

● Intent and Intent Filter（意图和意图过滤器）。

本书的目的是讲解Android游戏开发的知识，这方面的内容在结构图中和应用程序（Application）相对应，所以读者们需要重点关注应用程序框架（Application Framework）的知识。这些知识都是用Java开发的，当然也还需要掌握一些其他层的相关知识，例如底层的内核和驱动等知识。