社区讨论:Android 的架构设计

阅读数:5057 2012 年 7 月 31 日

话题:Android语言 & 开发架构

最近,开发者在知乎社区中就 Android 的架构设计展开了讨论

有人问“Android 架构设计的思想与原则是什么?”:

最近工作中遇到了 Android 中的权限问题,发现 Android 确实是开源的,但并不开放,比如权限控管就相当严格,限制做很多事情,这一点得益于 Linux 内核。这也勾起来对其架构研究的兴趣,不知到哪位能够深度剖析下 Android 架构设计的思想与原则?

rlei分析了 Android 的设计哲学:

理解好 Intent,就可以理解 Android 哲学 ("所有应用生来平等") 的一部分。举个简单的例子,iOS 里面应用要集成 SNS 如 facebook/twitter/sina weibo 等,都需要应用自己实现(iOS5 也只是集成 twitter 一家);Android 上只需要广播一个 share 内容的 intent。从理解 Intent 如何工作开始,你就在慢慢理解 Activity Manager, Package Manager, Services 这些 Android 的重要组件是如何工作的。

另外 Binder 是 Android 架构里非常核心的一块。Android 基于 Intent 的消息传递和组件 / 应用解耦,下面的基础都是 Binder IPC。在这一点上,Android 实际上是光荣的传承了 BeOS 和 Palm OS 6(悲催的 OS6...)未能发扬光大的一部分。

MVC(Content Provider, Activity, Layout, Adapters) 这个比较基础,也不算 Android 特有的。

Content Provider 对数据访问的抽象也是比较有意思的一块。理想情况下,content provider 可以让客户端用 URI 以语义化的方式访问数据 (URI 本身即表示数据层次结构和查询条件),而下面数据库表的结构可以任意变动,不影响客户端代码。当然实做的时候 content provider 还是会被各种复杂的 where 子句暴露出 SQL 的实现细节……

至于 Android 的权限管理,其实比较简单,主要是利用现成的 Linux 安全模型,进程之间相互隔离。API 级别的权限管理和 JVM 类似。

Billy Cui重点解析了权限系统的设计:

Android 的权限系统是基于 Linux,但又增加了很多自己的控制模块。

总体上来说,其分为以下几部分权限系统:

1. userid : 继承于 linux,对于多个 app,通过 shareuid 的方式可以使用同一个 userid,主要承担一些目录访问权限之类的工作,比如私有目录只能由同一 uid 应用访问。

2. 安装 level:system level or app level,这个是根据应用的安装位置决定的,在 system/app 下安装的应用就是 system level,在权限访问中会得到更多的权限,比如静默安装应用的权限等。

3. permission : 这个是最主要的权限控制,一般开发者开发应用主要是接触这个部分,在这部分中,会根据应用在 AndroidManifest.xml 中声明的 use-permission 而在访问相应 api 或资源时判断其是否有访问权限,比如常用的 android.permission.INTERNET 等。

4. signature: 签名,是 Android 权限系统中的重要组成部分,对于系统签名的应用,会有一些特殊的功能,而 shareuid 等特性也是需要同一签名作为基础。此外,permission 在设置 / 自定义其权限时也经常会使用到签名,比如控制只有我自己的应用才可以访问我自己定义的公开 API。

除此以外,其实 Android 在 uid 的里面设置了一些预定义有特殊功能的 uid,比如 system/media 等,在配置其 system level 的 services 的时候会用到。

董兆辉则认为 Android 主要是基于组件搭配思想:

Android 是开源的,不过开源不意味着可以乱来,开源只是告诉你我是怎么做的,至于为什么这么做,就是另外一个问题了。任何一个系统如果没有权限管理,那不是乱套了么?我倒是觉得 Android 的权限管理设计的还不错,有些地方比 iOS 好,也较灵活,不过同样是因为这一点,容易被利用。

说到 Android 架构的设计思想和原则,按我的理解主要是组件搭配,即在用户看来,所有的 module 或者组件,都是可以重复利用和简单组合的。想法是好的,不过有得必有失,或者说 Android 现在做的还不够好,在性能方面是很低的,否则的话 Android 也不会推出补丁(NDK 之类的,dalvik 的不断升级)。

我觉得所有 Framework 或者平台或者语言都想给应用开发者最方便使用的接口,最人性化的体验,同时又要争取最大的性能,两者权衡折中吧。不过随着硬件速度的飞速增长,性能的权重会变低。

范怀宇还谈到了资源体系:

Android 架设在 Linux 之上,因此,继承了 Linux 可移植性、用户管理机制、文件系统,等等。

Android 的核心在 Framework 层,本质上,这是一个基于组件的应用开发系统,组件间通过消息(Intent)进行通信。一方面,Intent 是通信信息的载体,另一方面,Intent 也定义了 Android 组件的通信协议。

Android 可以对组件所运行的进程做托管,在 Android 中,进程概念相当薄弱。依赖于进程托管,Android 可以轻松支撑多任务多进程的应用模型。

除了组件,资源体系也是 Android 中比较特色的一块,它提供了完整的资源支持,可以用来描述一切与 UI 相关的内容,并实现多设备的适配。

InfoQ 的读者对 Android 的架构有何理解?欢迎发表自己的看法。