一、概述
安卓 (Android)我们将详细探讨安卓系统，它基于Linux和Java。安卓系统由以下几个层次组成：Linux内核层、HAL（硬件抽象层）、原生C/C++库、Android运行时、Java API框架以及系统应用程序。我们将分别了解每个层次的功能和工作方式。 Linux 内核它负责管理和控制整个系统，包括硬件、网络和文件系统访问等。 HAL它通过 Java API 框架，为设备提供硬件功能的标准接口。 原生 C/C++ 库它允许使用 FreeFont（字体）、WebKit（浏览器引擎）、Media（编解码器）、SQLite（轻量级数据库）等技术。 Android 运行时这使得操作系统能够运行安卓应用程序。 Java API 框架它包含 Activity Manager（电话、资源、通知等）、内容提供商、视图系统等功能，并提供硬件控制的接口。 应用程序层它可分为系统应用程序和用户应用程序。系统应用程序可以使用最高权限（root）进行管理，例如电话、短信等。用户应用程序则由普通用户进行管理，例如KakaoTalk、Naver等。
Ⅱ. 安卓
Linux 内核和硬件抽象层 (HAL)
安卓 (Android)这是一个为移动设备设计的操作系统。它基于Linux内核，并且最近也开始使用Java语言开发应用程序，同时也可以通过Kotlin进行开发。此外，通过Native Development Kit，还可以使用C、C++在Android平台上进行开发。
Android 系统通常采用这种结构，具体如下： Linux 内核的层次让我们先来看看。这是一个基于Linux内核开发的操作系统（OS），与其他的操作系统一样， 它负责管理和控制整个系统，包括硬件、网络和文件系统访问等。 它还具有更详细的功能，包括安全设置、内存管理、电源管理、网络系统管理以及各种设备（如蓝牙设备、网络设备、电池、AP芯片、各种传感器等）的驱动管理。 接下来是…… HAL (硬件抽象层)HAL 代表抽象化的硬件，类似于在 Windows 中，可以通过多个 API 接口来访问硬件。在 Android 系统中，它也提供了一种标准接口，通过 Java API 框架来访问设备的硬件功能。如图所示 它能够提供音频功能，或者提供诸如蓝牙、摄像头、传感器等特定类型的硬件模块。
* 尽管在 Android 系统中使用的大部分 CPU 采用 RISC 架构，但也存在使用 Intel 架构 CPU 的 Android 设备。 想要了解更多关于 CPU 的信息，请参考以下文章。
[SK쉴더斯 SeSAC 东城分校] CPU 架构、内存架构
2. 本地 C/C++ 库和 ART (Android 运行时)
接下来 原生 C/C++ 库 (原生 C/C++ 库) 层次这部分包含了上面提到的 Android Native Development Kit (NDK)。Android NDK 允许开发者使用 C 或 C++ 语言进行应用程序开发。作为库，它允许开发者使用 FreeFont（字体）、WebKit（浏览器引擎）、Media（编解码器）和 SQLite（轻量级数据库）等。在上面这张图中，可以看到与原生层紧邻的 Android 运行时层这使得操作系统能够运行多个安卓应用程序。 之前曾被称为Dalvik，但现在 Android 运行时这种技术被称为“DEX格式”，它允许将经过Java编译后的字节码转换为DEX格式，然后将其打包成APK文件，从而实现程序的运行。 这样说可能不太容易理解，让我们来了解一下Java是如何编译和运行的。
2-1. JVM（Java虚拟机）和 DVM（Dalvik 虚拟机）
在用 Java 语言进行开发（编写代码）后，Java 编译器会根据类来生成 Java 字节码。然后， Java 虚拟机这个程序是可以运行的，它直接以 Java 字节码的形式存在，也就是 Jar 文件。 我们可以更详细地了解一下：
如图所示，如果使用 Java 编写的程序通过编译器转换为字节码，然后这个字节码就变成了标准的 Java 程序 JAR 文件，那么…… 安卓应用程序最初以 Dalvik ByteCode (.dex) 格式存在，然后经过进一步转换，最终转换为 APK 格式。 经过这种转换的 JAR 和 APK 文件是 Java 虚拟机 (JVM)鸡蛋 Android 运行时这使得应用程序能够像实际使用“Naver 地图”一样，帮助用户找到他们想去的地方。
* JVM（Java 虚拟机）在 shell 和用户程序（应用程序）之间运行。 针对 Android 平台的名称是 Dalvik 虚拟机，它支持跨平台编译。 跨编译它可以创建一个应用程序，该应用程序可以在 A 平台上编译 Java 代码，然后在 B 平台上运行。 换句话说，你可以将其理解为可以在 Linux 平台上编译，然后在 Android 平台上运行。 虽然 JVM 本身可以在任何操作系统上运行，但由于其重量较大，在 Android 平台上，使用更轻量级的版本，并进行跨平台编译会更好。 达尔文字节码（即 classes.dex 文件）它在 Dalvik 虚拟机中运行应用程序。
让我们更准确地了解 JVM 和 DVM。JVM 是一种用于执行 Java 字节码的虚拟机。 Java 虚拟机是用于运行安卓应用程序的 DVM。 Dalvik 虚拟机它是依赖于平台的。也就是说，
不同的操作系统，JVM 的实现方式也不同。但是… 编译后的 Java 字节码 (JAR 文件) 可以在任何 JVM 上运行。 Dalvik 虚拟机针对移动设备环境进行了优化，使其能够在较低的内存环境下运行（这主要是因为移动设备的电池和性能限制）。这两个虚拟机都基于 Java，如果您使用 Java 编写代码，就可以看到 .java 文件，这是 Java 源代码，而 .class 文件则是 Java 字节码。 Dalvik 虚拟机可以将 .class 文件转换为 dex 格式，使其可执行。 此外，还有一个特点是
JVM（Java虚拟机） 堆栈虽然基于此，但 DVM 具有... 寄存器它基于这种机制。因此，在执行过程中，JVM 使用类似于之前接触过的汇编语言的 PUSH 和 POP 这样的操作符。而 DVM 由于操作数被存储，因此不需要 PUSH 和 POP 操作，而是通过简单的指令来执行，虽然指令数量较少，但代码长度较长。类似于在安卓系统中，可以将 DEX 文件反编译为 Smali 代码（安卓 DEX 格式的汇编语言），从而让人能够理解机器码。
* 此外，Windows 也是基于堆栈的。
2-2. ART（Android 运行时）、APK（Android 软件包）、DEX（Dalvik 可执行文件）
ART是谷歌为了在DVM中提升性能而进行的修改。DVM的 即时编译过程这些 AOT 编译流程因此，这两个流程都在使用中，而AOT编译... 垃圾回收这方面得到了改进。 让我们再来看看JIT（准时制）。 JIT指的是 动态翻译有时也称之为“首次启动时机器翻译”。这是因为在应用程序首次启动时，系统会进行机器翻译。然而， 由于对硬件的压力较大，可能会导致电池续航时间缩短等负面影响（如电池和CPU），并且运行速度会变慢。 不过，它的容量较低，但安装速度很快。AOT（提前编译） 在安装应用程序时，会进行编译。因此，可以减少电力消耗，并提高性能两倍。 然而，它的容量较大，但安装速度较慢。尽管如此，它的运行速度很快，并且可以减少对硬件（如电池、CPU）的消耗。自 2016 年 Android 7.0 (Nougat) 之后，ART 既使用了 JIT 编译，也使用了 AOT 编译。在安装时，默认使用 JIT 编译，并在需要时灵活地应用 AOT 编译。
APK 文件在安卓系统中 一种以程序形式分发的格式的文件它采用类似于 Java 程序的 JAR 格式，并使用 ZIP 压缩结构。 APK 包文件安装的路径包括 /data/app/包名 和 /data/data/包名。 DEX 是 达尔文可执行文件它是由用 Java 编写的类文件组成的集合。
通过这张图片，您可能会更容易理解。Java源代码首先被组织成不同的类，然后将这些类组合成一个名为 Classes.dex 的文件，最后由 DVM 运行。
※ 之前已经说明过，在 Windows 系统中，存在 PE 结构。Windows 通过 Prefetch 功能对这些 PE 文件进行优化。如果在首次使用程序后进行优化，后续运行速度可能会更快。您可以在以下网站安装并打开 WinPrefetchView 程序，您会看到许多以“pf”作为扩展名的文件。即使是同一个程序，如果文件路径不同，也会显示不同的文件。 我们可以这样理解：Android 的 DEX 文件负责应用程序的优化。但需要注意的是，Android 的文件路径可能会有所不同。
3. Java API 框架和应用程序层
我重新从安卓系统的层级结构中提取了一些图片（因为之前已经提取了很多）。 Java API 框架正如我之前简要提及的那样，在HAL层级中 为了使用硬件，请参考框架提供的接口。据报道，安卓操作系统的一些功能可以通过这个API访问。这些功能包括Activity Manager（如电话、资源和通知）、内容提供者和视图系统。在讨论应用程序层面的应用程序组件时，我们可能会更详细地介绍这些内容。
应用程序层它可分为系统应用程序和用户应用程序。系统应用程序位于 /system 目录下，用户无法控制或修改。可以将其与安卓手机自带的应用程序（如电话、短信等）进行比较。用户应用程序位于 /data 目录下，用户可以控制或修改。每个应用程序 沙箱这些应用是在沙盒环境中运行的，它们无法直接影响系统或进行数据通信。 只能访问拥有特定权限的资源，例如 KakaoTalk 和 Naver 等常见的应用程序。 我们可以认为，当我们使用这些应用程序并授予它们权限，实际上也是在沙盒环境中进行操作。
※ 让我们更详细地解释一下“沙盒”的概念： 这是一种被隔离的区域，进入后不允许。 每个应用程序 独立的空间这在程序中是正常的，而且，进入沙箱环境 它也可能影响其他应用程序。 用户应用程序以普通用户的权限运行，而系统应用程序的控制和修改只能由管理员权限完成。同样，即使在沙箱保护下，也可以通过管理员权限绕过，这就像安卓手机用户可能会遇到的“越狱”。越狱允许普通用户以管理员权限来控制，类似于在 Linux 中使用 setuid 和 setgid 来更改进程的权限。换句话说，越狱可以被认为是破坏 Linux 内核安全（如果您在使用 Linux 的 sudo su 命令，那么您应该知道 su 的含义）。
为了更详细地解释沙盒和root，我们先来了解一下：
与所有安全功能一样，应用程序沙箱也具有不可突破性。然而，如果设备配置良好，想要突破沙箱，就需要损害 Linux 内核的安全。
谷歌
即使在基于Linux的安卓系统中，root权限也能让您完成所有操作。 最高用户等级这是一种情况。 只有少数关键的应用程序才能以 root 权限运行，但一旦在 Android 设备上进行 root，就可以以 root 权限运行所有正在运行的应用程序。 实际上，我们可以认为制造商在技术上是我们的手机所有者。 尽管我们从技术上来说是手机的所有者，但由于这种原因，我们无法获得 root 权限。 至于为什么进行 root，原因可能因用户而异。 目的是完全控制该设备。 这可能出于以下目的：为了让手机拥有更美观的主题，或者为了使用只能通过“root”安装的特殊应用程序。 此外，也可能是为了学习或从事与开发者或安全相关的工作。 但这些都伴随着… 缺点虽然存在这样的情况， 该设备的安全防护薄弱，容易受到恶意应用程序的攻击。包括已失效的联系方式、消息等，这些原本应该被沙盒机制保护。 其他应用程序可能通过某种方式入侵，从而执行额外的操作（例如，获取信息）。或者设备损坏 无法使用或失效，导致保修失效因此，可能无法进行维修。
※ 苹果手机最初就是为了让用户拥有 root 权限而设计的。实际上，苹果手机也是基于 Linux 系统的。而且，它也像其他系统一样，被设计成只能在沙盒环境中运行，从而防止对其他应用程序的入侵。因此，在苹果手机上进行 root 操作… 破解电子设备人们称之为“应用签名”。那么，为什么人们认为 iPhone 的安全性更高？主要原因是应用签名。 简单来说，无论是 Android 还是 iPhone，开发者都会对应用程序进行签名，并通过证书来验证其真实性。 建立互信关系。 然而，Android 允许开发者进行签名，但 iPhone 则由 Apple 在 App Store 中自行处理，因此无法使用未经认证的应用程序。因此，人们认为 iPhone 的安全性更高。 虽然安卓系统上的应用商店里有很多 APK 文件，但与苹果系统相比，这可能也是一个原因。
3-1. 应用程序组件（Activity、Service、Broadcast Receiver、Content Provider）
应用程序组件 (App 组件)这些是安卓应用程序必须具备的必要组成部分，它们各自独立存在，并负责执行特定的功能。总共有4个组成部分，它们决定了系统或用户如何访问应用程序。 入口首先 活动活动是用户与系统直接交互的入口。 用户界面 (UI)可以这样理解。 服务这是一个通用的入口，用于在后台持续运行应用程序。在这里，“后台”指的是应用程序在不主动运行的情况下，仍然可以播放音乐、在一段时间后自动执行任务、下载或复制大型文件、以及进行网络通信等一系列操作。换句话说，在 Windows 中，我们通过键盘或鼠标来控制程序，这被称为“前台”。而在 Android 平台上，通过打开应用程序并直接触摸来控制，这也可以被认为是“前台”。而“后台”则需要能够在不直接控制的情况下，自主运行。 背景界面不提供用户界面。
※ “前台”和“后台”的概念适用于所有操作系统。
广播接收器这是一个组件，可以帮助应用程序定期接收系统发出的事件。 用户流程（Flow - 异步数据流，即，一种连续地数据传输方式） 即使在使用特定应用程序时，持续地向外发送数据，大多数广播操作是由系统触发的，例如屏幕关闭、电池电量不足或拍照等操作。 应用程序也可以通过广播功能，在状态栏上显示通知。
※ 广播接收器的组成部分中的“Boot Complete”与Windows的启动程序类似。如果恶意软件被添加到此启动程序中，即使关闭和重新启动手机，它仍然可以继续运行。
最后 内容提供者它管理应用程序数据的共享集合，例如文件系统和 SQLite，这些都是用于持久存储数据的存储库。应用程序数据的共享集合指的是，这些数据可以通过网页或普通应用程序访问。例如，内容提供者可以管理用户的联系信息，并通过这些信息，普通应用程序也可以提供与联系信息相关的额外功能。
* 虽然可以通过组件获取 Intent，但 Intent 是一种用于在不同应用程序组件之间请求特定任务的消息对象。 换句话说，当需要在多个应用程序之间或在同一应用程序内部进行通信时，可以使用 Intent。 例如，如果需要显示界面，则使用 Activity 组件；如果需要在后台执行任务，可以使用 Service 组件；如果需要发送通知，可以使用 BroadcastReceiver 组件。 Intent 是一种用于发送消息，例如，通过内容提供者获取共享数据。
Ⅲ. 通过网络学习到的简单总结
这部分可以简单理解为技巧。通信网络由国家层面构建，通信公司使用。为了保护个人身份，即保持匿名性，可以绕过常规的网络连接过程，例如使用代理、VPN、SNI等。通常，从起始点经过多个路由器到达目的地（这是一种最初由军队使用的技术）。 代理它就像一个代理，可以代替我完成刚才提到的常见网络流程。因此，源IP显示为代理，而代理通常位于提供服务的服务器之外。 VPN（虚拟专用网络）它看起来像是从我这里发出的，但实际上是通过一个虚拟计算机到达目的地。也就是说，我被这个虚拟计算机所隐藏。 不同的 VPN 提供商，通过使用这些 VPN，你的源 IP 地址就会变成该提供商的虚拟计算机。 SNI (服务器名称指示)这种方式是由互联网服务提供商（ISP）对Host的信息进行过滤，从而阻止访问有害网站。 类似于韩国的SKT、KT、LG，我们的网络连接实际上也在受到一定程度的监控。 当普通用户尝试通过HTTP（80端口）或HTTPS（加密的443端口）访问国家指定的有害网站时，会被阻止。 也就是说，在通过路由器进行常规的网络连接之前，会在中间进行监控并阻止。 至于源IP地址，仍然是自己的IP地址。
请勿访问有害网站（或者……）。
评论
从今天开始，基础教育的最后一周开始了。我们从移动设备的概念开始，内容逐渐深入，这很有趣，但也让我感到有些压力，因为内容越来越多。从明天开始，我们将进行更多实践性的课程，我有点担心能否跟上进度，但另一方面，我也很期待这些课程会很有趣。😁