Android底层知识点（AD+JNI+NDK+HAL）
16lz
2021-01-23
AIDL(Android Interface definition language)
概念：
一种android内部进程通信接口的描述语言，通过它我们可以定义进程间的通信接口。
为了使其他的应用程序也可以访问本应用程序提供的服务，Android系统采用了远程过程调用（Remote Procedure Call，RPC）方式来实现。与很多其他的基于RPC的解决方案一样，Android使用一种接口定义语言（Interface Definition_Language，IDL）来公开服务的接口。我们知道4个Android应用程序组件中的3个（Activity、BroadcastReceiver和ContentProvider）都可以进行跨进程访问，另外一个Android应用程序组件Service同样可以。因此，可以将这种可以跨进程访问的服务称为AIDL（Android Interface Definition Language）服务。
JNI（Java Native Interface）
概念：它提供了若干的API实现了Java和其他语言的通信（主要是C&C++）。
设计目的：
标准的java类库可能不支持你的程序所需的特性。或许你已经有了一个用其他语言写成的库或程序，而你希望在java程序中使用它。
你可能需要用底层语言实现一个小型的时间敏感代码，比如汇编，然后在你的java程序中调用这些功能。
副作用：
1、程序不再跨平台。要想跨平台，必须在不同的系统环境下重新编译本地语言部分。 2、程序不再是绝对安全的，本地代码的不当使用可能导致整个程序崩溃。一个通用规则是，你应该让本地方法集中在少数几个类当中。这样就降低了JAVA和C之间的耦合性。
使用场合：
1、JAVA程序和本地程序使用TCP/IP或者IPC进行交互。
2、当用JAVA程序连接本地数据库时，使用JDBC提供的API。
3、JAVA程序可以使用分布式对象技术，如JAVA IDL API。
这些方案的共同点是，JAVA和C处于不同的线程，或者不同的机器上。这样，当本地程序崩溃时，不会影响到JAVA程序。
下面这些场合中，同一进程内JNI的使用无法避免：
1、程序当中用到了JAVA API不提供的特殊系统环境才会有的特征。而跨进程操作又不现实。
2、你可能想访问一些己有的本地库，但又不想付出跨进程调用时的代价，如效率，内存，数据传递方面。
3、JAVA程序当中的一部分代码对效率要求非常高，如算法计算，图形渲染等。
总之，只有当你必须在同一进程中调用本地代码时，再使用JNI。
使用方法：
JNI可以这样与本地程序进行交互：
1、你可以使用JNI来实现“本地方法”（native methods），并在JAVA程序中调用它们。
2、JNI支持一个“调用接口”（invocation interface），它允许你把一个JVM嵌入到本地程序中。本地程序可以链接一个实现了JVM的本地库，然后使用“调用接口”执行JAVA语言编写的软件模块。例如，一个用C语言写的浏览器可以在一个嵌入式JVM上面执行从网上下载下来的applets。
NDK(Native Development Kit)
概念：
NDK是一个让开发人员在Android应用中嵌入使用本地代码编写的组件的工具集。
NDK = APK(java) + JNI(.so), NDK也是针对开发JNI的 NDK开发的软件在安卓的环境里是直接运行的，一般只能在特定的CPU指令集的机器上运行，一般用它开给手机开发驱动或底层应用；区别于SDK。
组成：
从C / C++生成原生代码库所需要的工具和build files。
将一致的原生库嵌入可以在Android设备上部署的应用程序包文件（application packages files ，即.apk文件）中。
支持所有未来Android平台的一系列原生系统头文件和库
设计目的
1. 代码的保护，由于apk的java层代码很容易被反编译，而C/C++库反汇难度较大。
2. 在NDK中调用第三方C/C++库，因为大部分的开源库都是用C/C++代码编写的。
3. 便于移植，用C/C++写的库可以方便在其他的嵌入式平台上再次使用。
HAL(Hardware Abstraction Layer)
概念：
就是对Linux内核驱动程序的封装，向上提供接口，屏蔽低层的实现细节。也就是说，把对硬件的支持分成了两层，一层放在用户空间（User Space），一层放在内核空间（Kernel Space），其中，硬件抽象层运行在用户空间，而Linux内核驱动程序运行在内核空间。
设计目的：
从商业的角度来看，把对硬件的支持逻辑都放在内核空间，可能会损害厂家的利益。我们知道，Linux内核源代码版权遵循GNU License，而Android源代码版权遵循Apache License，前者在发布产品时，必须公布源代码，而后者无须发布源代码。如果把对硬件支持的所有代码都放在Linux驱动层，那就意味着发布时要公开驱动程序的源代码，而公开源代码就意味着把硬件的相关参数和实现都公开了，在手机市场竞争激烈的今天，这对厂家来说，损害是非常大的。因此，Android才会想到把对硬件的支持分成硬件抽象层和内核驱动层，内核驱动层只提供简单的访问硬件逻辑，例如读写硬件寄存器的通道，至于从硬件中读到了什么值或者写了什么值到硬件中的逻辑，都放在硬件抽象层中去了，这样就可以把商业秘密隐藏起来了。也正是由于这个分层的原因，Android被踢出了Linux内核主线代码树中。大家想想，Android放在内核空间的驱动程序对硬件的支持是不完整的，把Linux内核移植到别的机器上去时，由于缺乏硬件抽象层的支持，硬件就完全不能用了，这也是为什么说Android是开放系统而不是开源系统的原因。