一、Android設(shè)計(jì)的現(xiàn)實(shí)意義
??架構(gòu)的工程意義在于：定義并解決一類問(wèn)題，為需求到實(shí)現(xiàn)的平穩(wěn)過(guò)渡提供保障。傳統(tǒng)意義的Android架構(gòu)已被人熟知，但不同角色的視角不同，例如認(rèn)為Runtime和框架是其核心、或者將Android看做是一種特異性JVM平臺(tái)、還有從嵌入式出發(fā)將其看做是Linux…… 實(shí)際上，Android是極少數(shù)幾個(gè)用設(shè)計(jì)來(lái)解決自身發(fā)展問(wèn)題的系統(tǒng)，其核心在于通過(guò)硬件抽象、組件化、接口層三種能力來(lái)為發(fā)展提供基礎(chǔ)，并為諸多變數(shù)預(yù)留大量可操作的空間。
1.1 發(fā)展的前提：硬件抽象
??2008年，我們邁入3G時(shí)代前夕，基礎(chǔ)設(shè)施的變革讓移動(dòng)領(lǐng)域充滿變數(shù)，無(wú)論設(shè)備、硬件還是軟件都均未定型。擅長(zhǎng)架構(gòu)和軟件的Google在這一領(lǐng)域要獲得生存和長(zhǎng)足發(fā)展，需要團(tuán)結(jié)一切可能的、甚至是未知的力量，取得移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商、芯片供應(yīng)商、手機(jī)制造商的支持則是生存的第一步。
??硬件抽象層[（HAL）在一定程度上起到這樣的目的：它為移動(dòng)領(lǐng)域五花八門、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的硬件驅(qū)動(dòng)定義標(biāo)準(zhǔn)接口，避免Android過(guò)分依賴Linux，讓后續(xù)的擴(kuò)展和整機(jī)集成更加高效，滿足了手機(jī)制造商的重要訴求；同時(shí)還起到隔離Linux內(nèi)核的作用，避免廠商充滿硬件秘密的驅(qū)動(dòng)源碼受GPL協(xié)議影響而開(kāi)源，保障了芯片等硬件制造商的核心利益。傳統(tǒng)手機(jī)OS的定制和集成流程需要修改大量代碼，負(fù)擔(dān)不少，從這個(gè)角度來(lái)看Android HAL其設(shè)計(jì)是領(lǐng)先的。結(jié)合AOSP優(yōu)良的代碼分支、模塊管理，加上基于GNU automake巨集形成的Android build system，廠商享受到超越以往的便捷。
??然而HAL并無(wú)固定做法，Android 8.0之前，最初大量采用HAL舊版方式，表現(xiàn)為framework直接加載*.so并依賴，主要集中在網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙等模塊；舊版方式導(dǎo)致framework與具體驅(qū)動(dòng)接口耦合過(guò)緊，后來(lái)形成HAL傳統(tǒng)方式，即提供一定規(guī)范和接口進(jìn)行改進(jìn)，從而減少直接耦合，但每次廠商支持新版Android依舊有大量改動(dòng)和適配；為更有效地解決這一問(wèn)題，Android 8.0開(kāi)啟Treble項(xiàng)目，從此芯片廠商能通過(guò)基于Binder的HIDL提供穩(wěn)定接口，制造商則可不受芯片廠商影響而直接更新Framework，甚至獲得無(wú)需重新編譯HAL即可OTA的能力。
??受益于HAL這一設(shè)計(jì)，Google在全球獲得更廣泛的支撐，尤其是Android 8.0在國(guó)內(nèi)廠商的迅速適配可見(jiàn)一斑。HAL為Android設(shè)備量的持續(xù)增長(zhǎng)提供了基礎(chǔ)，并促進(jìn)有實(shí)力的廠商向設(shè)備上層及基礎(chǔ)設(shè)施兩個(gè)領(lǐng)域縱深發(fā)展，體現(xiàn)在掌握核心技術(shù)的廠商（如高通、華為、MTK），通過(guò)不斷建設(shè)系統(tǒng)能力來(lái)強(qiáng)化競(jìng)爭(zhēng)力（支持5G標(biāo)準(zhǔn)、硬件能力、軟硬結(jié)合以及系統(tǒng)能力的深度定制等），而具備渠道和資源整合優(yōu)勢(shì)的手機(jī)制造商（華為、OPPO、小米、VIVO等），則立足OS持續(xù)構(gòu)建更高效的應(yīng)用來(lái)拓展版圖（UI、推送、商店、輕應(yīng)用等），這都體現(xiàn)出Android HAL對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的凝聚和影響，間接彌補(bǔ)Android自身的諸多不足。
1.2 能力的樞紐：組件化
??對(duì)能力進(jìn)行如何組織和復(fù)用是架構(gòu)的最大挑戰(zhàn)，借鑒現(xiàn)有能力是發(fā)展的捷徑。無(wú)論是Mircosoft的COM，還是OMG的CORBA，或是從EJB到Spring、從SOA到Serverless，隨著基礎(chǔ)設(shè)施如網(wǎng)絡(luò)、終端設(shè)備的能力提升，這些技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)出從重量到輕量、從對(duì)中心(總線)的重度依賴到輕量級(jí)依賴的趨勢(shì)。Android充分結(jié)合各領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)，并基于移動(dòng)端資源受限這一最大特色，形成了自身的技術(shù)特色：AIDL衍生自復(fù)雜的CORBA IDL，組件由SOA精簡(jiǎn)而來(lái)，各獨(dú)立生老病死的System Service類似一個(gè)個(gè)微服務(wù)，Binder可以看做是對(duì)一種弱化總線、性能更好、可點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的DBUS，UI布局系統(tǒng)則極大程度受到SWING的影響、manifest實(shí)際上就是APP與系統(tǒng)通信所必須的組件接口描述文件......
??上面提到的領(lǐng)域技術(shù)的確有利于Android發(fā)展，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠?；叵胫罢劦降腍AL以及整體架構(gòu)，我們看到Android實(shí)際上就是個(gè)大雜燴，使用的是諸多技術(shù)的混合。過(guò)去除Palm等Web OS外，無(wú)論是基于Linux/Unix構(gòu)建的系統(tǒng)如Meego，還是Symbian、MTK、UCOS、WindowsCE，無(wú)論是實(shí)時(shí)系統(tǒng)還是非實(shí)時(shí)系統(tǒng)，這些移動(dòng)端系統(tǒng)都以C/C++為主且小巧精悍，對(duì)內(nèi)存使用和要求極為考究，雖然滿足了資源受限設(shè)備的使用訴求但帶來(lái)了門檻；虛擬機(jī)類的平臺(tái)如KJava、.NET on Windows Phone雖然內(nèi)存使用和能耗方面比較大方，卻勝在研發(fā)效率和容錯(cuò)性，因而受到不少開(kāi)發(fā)者歡迎。
??所以選擇混合架構(gòu)對(duì)于缺乏完整移動(dòng)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)鏈支撐的Google既符合其自身技術(shù)理念、又勝算最大，于是量身定制的組件化能力便肩負(fù)起這一使命，使得各組件得到有機(jī)組合、應(yīng)用之間以及應(yīng)用和系統(tǒng)的溝通更為明確和有約束，最終幫助整個(gè)系統(tǒng)靈活運(yùn)轉(zhuǎn)，能力被迅速放大。
??觀察Android系統(tǒng)的啟動(dòng)運(yùn)行流程以及APP對(duì)系統(tǒng)能力的使用，可以發(fā)現(xiàn)其各類能力已按照組件化標(biāo)準(zhǔn)和粒度進(jìn)行組織（能力的注冊(cè)發(fā)現(xiàn)、接口和通信的標(biāo)準(zhǔn)化、運(yùn)行空間的隔離等），讓快速迭代的手機(jī)硬件和持續(xù)升級(jí)的系統(tǒng)能力以最小代價(jià)透出，將復(fù)用的價(jià)值在移動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)上具體化并最大化，從而具備更高的靈活性和兼容性；其背后軟件工程的意義在于為軟件需求、設(shè)計(jì)之間架起一座橋梁，解決了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和研發(fā)需求向?qū)崿F(xiàn)平坦過(guò)渡的問(wèn)題。
??當(dāng)然，歷史上其他公司面臨這類挑戰(zhàn)時(shí)也有不一樣的想法，例如Windows Phone 8.0選擇了另外一條路，無(wú)論是提供媲美JAVA的C#及VB.NET框架、還是基于Sliverlight Dependency Property + XAML的UI系統(tǒng)、甚至是為了支持C++研發(fā)出來(lái)的C++/CX及一套運(yùn)行時(shí)，都仿佛無(wú)時(shí)無(wú)刻標(biāo)榜著其系統(tǒng)技術(shù)的多樣化與復(fù)雜性，算得上是一場(chǎng)技術(shù)盛宴。
??Meego則是另外一個(gè)例子，被期待救Nokia于危難，并由Intel聯(lián)袂推出，通過(guò)各種開(kāi)源能力的組合來(lái)完成系統(tǒng)的建設(shè)，如Linux內(nèi)核+QEMU模擬器+QT+QML界面，但實(shí)際上曇花一現(xiàn)。
1.3 應(yīng)用的基礎(chǔ)-接口層
??系統(tǒng)能力基本就緒，如何迎來(lái)更多開(kāi)發(fā)者對(duì)Android長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展至關(guān)重要。選擇JAVA作為上層語(yǔ)言，既需要勇氣又足夠彰顯其野心；為迎合資源受限這一移動(dòng)領(lǐng)域過(guò)去、現(xiàn)在也是未來(lái)的最大客觀事實(shí)，其設(shè)計(jì)了基于寄存器架構(gòu)、可執(zhí)行文件更小的Dalvik虛擬機(jī)，并通過(guò)凈室工程來(lái)高質(zhì)量實(shí)現(xiàn)，同時(shí)結(jié)合諸多工具對(duì)外提供了流暢的JAVA編程方式，擺脫類似MTK feature phone只能用KJava寫些小游戲的局限，使得Android研發(fā)兼具JAVA的便利和不錯(cuò)的性能。
??天有不測(cè)風(fēng)云，SUN在09年4月被Oracle收購(gòu)，距離Android 1.0發(fā)布還不到一年。雖然最初選擇Apache Harmony來(lái)提供JAVA API十分明智，但卻遭遇到技術(shù)上不支持JAVA 7/8、版權(quán)上Oracle訴訟紛至沓來(lái)等諸多挑戰(zhàn)。為應(yīng)對(duì)這一切，Google從Android N開(kāi)始，將JAVA的支持變更為OpenJDK。另外，Kotlin因?yàn)樘匦韵嘟?、又可被編譯為class或者dx字節(jié)碼，也獲得了Google青睞和收編。
??實(shí)際上，之所以Android敢這么做，從Android API的調(diào)用鏈路上能發(fā)現(xiàn)端倪：無(wú)論底層依賴、實(shí)現(xiàn)和流程如何變化，上層的使用形式并不會(huì)改變。
??這意味著幾乎所有系統(tǒng)能力的核心，已在native library被實(shí)現(xiàn)殆盡，并結(jié)合上層提供良好屏蔽。這為其他語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)Framework提供了可能，尤其是一門特性與JAVA相近的語(yǔ)言。所以是什么語(yǔ)言、是不是kotlin都只事先設(shè)計(jì)規(guī)范下的一種合適的選擇。
二、對(duì)于我們的象征意義和實(shí)踐
綜上所述，Android從三個(gè)方面來(lái)解決其發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題：
硬件驅(qū)動(dòng)：形成廠商的合作基礎(chǔ)，并反過(guò)來(lái)對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)施加影響。
組件化：高效組織各種內(nèi)部能力，尋求自身的更快發(fā)展。
接口層：滿足上層對(duì)系統(tǒng)和硬件能力的各種使用訴求。
??移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)巨頭發(fā)展因?yàn)槠瘘c(diǎn)以及執(zhí)行理念不同而有所不同，Apple圍繞著其App Store構(gòu)建其整個(gè)體系并精心維護(hù)，而且在現(xiàn)代化API編程、整機(jī)體驗(yàn)、垂直領(lǐng)域技術(shù)如網(wǎng)絡(luò)/算法等各縱深領(lǐng)域走在前列；Google則用Android帶路，需要在各個(gè)層面維護(hù)和團(tuán)結(jié)不同力量來(lái)形成自己的發(fā)展特色。所以，Android為系統(tǒng)如何發(fā)展提供了另外一種答案：除關(guān)注系統(tǒng)自身能力的發(fā)展，如何維護(hù)好系統(tǒng)不斷發(fā)展的基礎(chǔ)和前提、如何更好地暴露和讓外界使用系統(tǒng)能力也至關(guān)重要
三、結(jié)語(yǔ)
??結(jié)合傳統(tǒng)的C/S觀念，服務(wù)端獲取的信息來(lái)源于各網(wǎng)絡(luò)終端，網(wǎng)絡(luò)+協(xié)議屏蔽或規(guī)范了外界對(duì)服務(wù)輸入的多樣性，使得服務(wù)端過(guò)去關(guān)注的是集群和高并發(fā)，但現(xiàn)在無(wú)論是上云還是利用率，背后都是業(yè)務(wù)、成本規(guī)模和邊際效應(yīng)在驅(qū)動(dòng)，這里面發(fā)展的代際主旨鮮明。但回到客戶端，由于受到環(huán)境和交互等多樣性直接影響，即便是動(dòng)態(tài)性的技術(shù)也難以代表端側(cè)的全部甚至是主流。所以在某種局部技術(shù)比拼武功，成為過(guò)去客戶端的一種行業(yè)“潮流”。
??結(jié)合過(guò)往經(jīng)驗(yàn)及Android設(shè)計(jì)，可以更系統(tǒng)性地看待這一現(xiàn)象：即除了滿足業(yè)務(wù)核心訴求（因?yàn)橥度氪罅抠Y源，必須、肯定要成，至少小成），更應(yīng)該關(guān)注技術(shù)如何更好地服務(wù)業(yè)務(wù)以及如何持續(xù)挖掘能力護(hù)城河這兩頭的問(wèn)題。所以要打造和發(fā)展好一個(gè)系統(tǒng)，除構(gòu)建系統(tǒng)各中堅(jiān)能力外，還需維護(hù)好系統(tǒng)發(fā)展的前提、組織好各系統(tǒng)能力的內(nèi)聚、滿足好外部對(duì)系統(tǒng)的訴求。
??以上是個(gè)人從Android系統(tǒng)設(shè)計(jì)到技術(shù)支撐系統(tǒng)發(fā)展的一點(diǎn)淺薄看法。
