淺談「Android OS」的架構
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概要
通常而言，「Android Developer」所指的是開發「Android APPs」的人，最常見的就是「Phone APPs」，但事實上，「Android APPs」並不只侷限於手機上。
實際上，「Android」是一種作業系統，可執行於各種不同的裝置之上，除了手機、平板之外，還有電視機上盒、車用設備、穿戴式等；而「APPs」僅是執行於「Android OS」上的應用而已。
然而，本文的主角就是「Android」系統本身。
淺談「AOSP」
談到「Android OS」，就必須提到「AOSP」，它是由 Google 所領導的開源專案之一，全名為「Android Open Source Project」，相關資訊可以參考其官方網站「source.android.com」，其官方介紹如下：
根據官方的描述，「AOSP」是一項關於「Android OS」的開源專案，該專案提供了所有有關「Android OS」的資訊和相關源代碼。
我們可以理解成：「Android 是一套由 Google 主導、開發、維護並開放原始碼的移動裝置作業系統；而『AOSP』就是這個專案項目的簡稱。」；也因此，每當「Android」有任何異動時，Google 就會在「AOSP」上公開其源代碼。
正文
「Android」架構圖
在介紹完「AOSP」後，我們就要進入本篇的主題：「Android 的架構」，廢話不多說，直接上圖，如下：
從圖可知，「Android OS」架構大致上可劃分為五層，分別為「框架層」、「通信成」、「系統層」、「HAL 層」和「核心層」，而「這五層」通常會合稱「底層」，與被稱為「上層」的「APPs 層」作為區別。
應用框架層：Application Framework
實際上，應用框架層是「Android APPs Developers」最熟悉的一層，其中定義著「Framework API」，又被稱為「原生 API」，其使用方式及相關資訊可以參考「Google 開發者網站」。
備註：雖然「Framework API」是在「框架層」中被定義，但這並不代表所有的「API」都在「框架層」中被實作，事實上，多數跟硬體相關的「API」都是直接映射至「HAL 層」的接口。
通信層：Binder IPC
其為進程間的通信機制，允許應用框架跨越進程邊界並調用系統層級的服務，簡單的說，我們可以把它當作各進程間或與系統的橋樑；附帶一提，在「APPs 層」的開發者是無法看到此類通信過程的。
系統層：System Services
系統層會將特定功能模組化，並提供系統服務讓「框架層」的開發者使用，藉以訪問底層的硬件。
「Android」包含兩組系統服務，分為別「系統區塊」和「媒體區塊」，而「系統模組」負責窗口管理器、通知管理器等之類的服務，而「媒體模組」則與播放以及錄製等相關。
備註：就「APPs 層」的開發者而言，「Manager」是個黑盒子，我們可以透過它跟系統索取資源，但實際上，「Manager」並不是直接訪問底層，它僅是個窗口，其後都有相對應的「Services」去跟底層溝通。
硬體抽象層：Hardware Abstraction Layer
又被稱為「HAL 層」，顧名思義就是與硬體相關的分層，它統一定義一個標準接口以供硬體供應商實作，如此，Android 就可以避免因硬體不同而導致的差異性。
備註：在 Android 8.0 及更高版本中，較低層被重寫為採用新的，更具模塊化的架構，詳細請參考「HAL 類型」。
Linux 核心層：Linux Kernel
最後是「Kernel 內核層」，在官方文件中表示：「『Android OS』使用了包含一些特殊補充功能的『Linux』內核，如『Low Memory Killer』、『Wake Locks』、『Binder IPC Driver』…等。」，事實上，Android 是可以任意替換其 Linux 內核的版本，只要該版本的內核有提供上述功能的支援，相關資訊請參考「編譯內核」。
曾經有人說：「『Android OS』是『Linux OS』的其中一種發行版。」，然後，這句話在網路上掀起了論戰，其「可替換內核」就是爭議點之一，但先不論這句話是非對錯，不可否認的是「Android」的內核就是「Linux」。
事實上，筆者認為還是歸咎於 Google 跟 Linux 社群的關係，嗯，並不融洽，畢竟 Linux 的「GNU GPL」許可證著實讓 Google 吃了不少苦頭，甚至搞出了「HAL 層」來規避開源的問題，但這作法同樣也惹 Linux 社群的人不滿，認為 Google 違反其開源精神，並從中獲益，然後一言不合就…，其實也沒有怎樣，至少檯面上是這樣。
總結
嵌入式 Android 系統
起初，Android 的「創立目的」就是為了嵌入式應用：「智慧型相機的作業系統」；雖然當時的這項計畫並沒有成功，但卻意外地成了行動裝置的作業系統。
並在各種機緣情況下，Android 鞏固了它的地位，而隨著科技的發展，物聯網的崛起，除了依然站穩手機的市場外，「Android OS」逐步的擴大自己的版圖。
事實上，嵌入式的 Android 系統已然崛起，早在多年前，就有不少相關團隊長期致力於發展「Android 系統於多元平台的應用」，並且也確實獲得不小的成就，像是「Wear OS」、「Android TV」、「Android Auto for Cars」、「Android Things」、「Chrome OS devices」⋯⋯ 等，圖如下：
關於「Android」的架構就介紹到這邊。
