浅谈Android系统的基本体系结构与内存管理优化

2019-12-10 19:07:50王冬梅

硬件抽象层Hardware abstraction layer (HAL)
硬件抽象层可以作为一个标准接口让Android系统调用设备驱动层而不用管这些驱动和硬件时如何实现的。
![硬件驱动层相关组件]
Linux Kernel
大多数情况下,你自己开发设备驱动和开发linux设备驱动时一样的。Android挑选了一个特定的linux内核版本,这个版本包含了如wakelocks(一个内存管理系统),Binder IPC驱动和其他一些特征,这些特征对于像Android一样的移动嵌入式平台都非常重要。你也可以根据自己的需求选择合适的kernel版本,只要它能支持一些必要的属性如Binder IPC驱动等。但是,我们仍然推荐你使用最新版本的Android内核。具体可参考内核编译
相关知识点:
应用程序进程间隔离机制:
Android系统包括四层架构:从底层往上依次是Linux kernel层、C/C++函数库与Android运行时环境(Dalvik VM等)层、Android Framwork框架层、应用程序层。其中,Android运行时环境层类似Java里的JRE层,主要用来运行java程序,不过此处的虚拟机是Dalvik虚拟机。每一个Android应用程序都运行在单独的Davlik进程里,Dalvik虚拟机针对同时高效运行多个虚拟机而优化,在这一层实现了应用程序的进程间隔离。

Dalvik虚拟机与JVM区别:

JVM直接从.class或Jar包中加载字节码解释运行,Dalvik通过DX工具将.class文件编译为.dex文件(Dalvik Executable)来运行。
JVM采用栈结构,而Dalvik采用寄存器结构,更适于移动设备。
为何Android要采用Dalvik虚拟机而不是JVM呢?

大多数虚拟机(包括JVM)都是基于栈的,而Dalvik虚拟机则是基于寄存器的,性能更好,不过也导致硬件通用性略差;
运行专有.dex文件。DX工具对.class文件编译时,去除里面的冗余信息,并把所有.class文件整合到一个文件中,提高了性能。同时DX工具还会对.dex文件进行性能优化。

内存管理及优化
一、Android内存基础
物理内存与进程内存
物理内存即移动设备上的RAM,当启动一个Android程序时,会启动一个Dalvik VM进程,系统会给它分配固定的内存空间(16M,32M不定),这块内存空间会映射到RAM上某个区域。然后这个Android程序就会运行在这块空间上。Java里会将这块空间分成Stack栈内存和Heap堆内存。stack里存放对象的引用,heap里存放实际对象数据。
在程序运行中会创建对象,如果未合理管理内存,比如不及时回收无效空间就会造成内存泄露,严重的话可能导致使用内存超过系统分配内存,即内存溢出OOM,导致程序卡顿甚至直接退出。