Android系统架构模式分析

本文系统梳理Android系统架构模式的演进路径与设计哲学，希望能够借此探索未来系统的发展方向。有想法的同学可以留言讨论。

1 Android层次化架构体系

1.1 整体分层架构

Android系统采用五层垂直架构，各层之间通过严格接口定义实现解耦：

1. 应用层（App Layer）：用户可见的应用程序集合

2. SDK层（Framework Layer）：提供Java API与四大组件

3. 系统服务层（System Server）：核心系统服务进程

4. 硬件抽象层（HAL）：硬件驱动标准化接口

5. Linux内核层（Kernel）：进程调度、内存管理等基础服务

2 各层级架构模式解析

2.1 应用层：UI架构模式演进

Android应用层主要采用分层架构模式，典型实现包括：

• MVC模式：早期Android XML布局（View）+ Activity（Controller）+ JavaBean（Model）

• MVP模式：引入Presenter层解耦View与业务逻辑（如Google官方MVP示例）

• MVVM模式：Data Binding + LiveData实现数据驱动UI（Jetpack组件支持）

• Clean Architecture：领域驱动设计（DDD）的分层结构（展示层、领域层、数据层）

2.2 SDK层：组件化架构设计

Android SDK通过组件化架构实现功能解耦：

• 四大组件独立生命周期：Activity（UI容器）、Service（后台服务）、BroadcastReceiver（事件监听）、ContentProvider（数据共享）

• Intent机制实现组件通信：显式/隐式Intent启动组件

• 模块化依赖管理：Gradle构建系统支持组件动态组合

2.3 系统服务层：SOA架构实践

Android系统服务采用面向服务架构（SOA）：

• 核心服务进程（SystemServer）：孵化AMS（ActivityManagerService）、PMS（PackageManagerService）、WMS（WindowManagerService）等关键服务

• Binder IPC机制：基于Binder驱动实现跨进程通信（AIDL接口定义）

• 服务注册与发现：ServiceManager统一管理服务实例

2.4 HAL与内核层：硬件抽象与内核扩展

• HAL层标准化接口：定义hardware/libhardware接口规范（如camera_module_t）

• Linux内核增强：添加Binder驱动、ASHMem共享内存等Android特有机制

3 架构优势与挑战

• 纵向解耦：HAL层实现硬件厂商驱动与上层解耦

• 横向扩展：SOA架构支持动态添加系统服务

• 开发效率：组件化架构提升应用开发速度