안드로이드 운영체제 구조

안드로이드 운영체제는 리눅스(Linux) 커널과 이에 기반한 안드로이드 소프트웨어 스택으로 구성된다.

안드로이드 운영체제에서 리눅스 커널이 가지는 특징은 다음과 같다.

1. 안드로이드 운영체제의 핵심인 리눅스 커널은 안드로이드 운영체제에서 하드웨어를 제어하고 안드로이드 애플리케이션과 다른 시스템 서비스가 상호작용할 수 있도록 인터페이스를 제공함
2. 리눅스 커널은 멀티태스킹, 메모리 관리, 네트워킹 등 안드로이드에서 필요한 다양한 기능을 제공함
3. 안드로이드 운영체제에서 리눅스 커널은 모바일 기기의 하드웨어 리소스를 관리하고 이를 통해 안드로이드 애플리케이션은 카메라, 스피커, 마이크, 디스플레이 등의 하드웨어를 이용하여 사용자에게 다양한 기능을 제공할 수 있음
4. 리눅스 커널은 안드로이드 운영체제에서 보안 담당

안드로이드 소프트웨어 스택 구조

안드로이드 소프트웨어 스택은 응용 프로그램 / 애플리케이션 프레임워크 / 안드로이드 런타임(네이티브 라이브러리) / 하드웨어 추상화 계층으로 구성된다.

1. 응용 프로그램 계층 (Application Layer)

   안드로이드 운영체제의 가장 상위 계층으로, 사용자와 직접 상호작용하는 애플리케이션들을 포함한다.

   • 안드로이드 사용자 경험의 핵심을 이루며, 다양한 종류의 애플리케이션들이 모두 이 계층에서 실행함
   • 사용자 인터페이스, 애플리케이션 로직, 데이터 관리 및 다양한 기능을 수행하는 애플리케이션들로 구성함

2. 애플리케이션 프레임워크 계층 (Application Framework Layer)

   안드로이드 운영체제에서 제공하는 애플리케이션 개발을 위한 API(Application Programming Interface)를 제공하는 계층이다.

   • 안드로이드 응용 프로그램 계층과 안드로이드 런타임 계층 사이에 위치하며, 안드로이드 애플리케이션 개발자들이 안드로이드 운영체제에서 제공하는 다양한 기능들을 활용할 수 있도록 도움
   • 안드로이드의 컴포넌트들(액티비티, 서비스, 브로드캐스트 리시버, 콘텐츠 프로바이더 등), 데이터베이스 연동, 메시지 전송, 위치 정보, 각종 센서 등을 다룰 수 있는 API 제공
   • 안드로이드 리소스 관리 및 액티비티 관리와 같은 중요한 기능 포함

3. 안드로이드 런타임 계층 (Android Runtime Layer)

   안드로이드에서는 자바 가상 머신(JVM) 기반의 런타임 환경인 Dalvik을 사용하다 최근에는 ART(안드로이드 런타임)을 사용한다.

   • ART는 JIT(Just-In-Time) 컴파일러가 아닌 AOT(Ahead-Of-Time) 컴파일러를 사용하기 때문에 Dalvik보다 성능이 뛰어나지만, 더 많은 메모리를 사용함
   • 이 계층은 네이티브 코드(C/C++)를 실행할 수 있는 인터페이스를 제공함

3. 네이티브 라이브러리 계층 (Native Library Layer)

   안드로이드 애플리케이션이 실행될 때 사용되는 C/C++ 라이브러리(so 파일)들을 포함하는 계층이다.

   • 네이티브 라이브러리의 안드로이드 시스템 라이브러리를 통해 안드로이드 운영체제에서 다양한 시스템 레벨의 기능들(그래픽 처리, 오디오 및 비디오 인코딩/디코딩, 네트워크 연결, 데이터베이스 액세스 등)을 수행하는데 사용함
   • 이 계층을 통해 안드로이드 NDK(Native Development Kit)를 사용하여 C/C++ 코드를 작성하고, 이를 안드로이드 애플리케이션에 포함시켜 사용할 수 있음

4. 하드웨어 추상화 계층 (Hardware Abstraction Layer)

   안드로이드 운영체제는 다양한 하드웨어(카메라, GPS, 조도 센서, wifi 모듈 등)와 함께 동작하는데, 이 계층에서는 각각의 하드웨어를 추상화하여 애플리케이션 프레임워크 계층에 제공한다.

   • 하드웨어가 추상화된 인터페이스를 이용하기 때문에 안드로이드 애플리케이션 개발자들은 하드웨어와 관련된 복잡한 작업을 수행하지 않아도 됨
   • 하드웨어 추상화 계층은 리눅스 커널과 하드웨어 (드라이버) 사이에서 작동

안드로이드 운영체제는 리눅스 커널과 4개의 안드로이드 소프트웨어 스택으로 구성된다. 리눅스 커널은 안드로이드 운영체제 관리자 역할을 하고, 각각의 계층에서는 필요한 기능들을 제공하여 안드로이드 애플리케이션 개발에 필요한 환경을 제공한다.

안드로이드에서 네이티브 코드란?

안드로이드에서 네이티브 코드(Native code)란, C, C++ 등의 프로그래밍 언어로 작성된 코드를 의미한다.
네이티브 코드는 안드로이드 운영체제에서 직접 실행되기 때문에 Java나 Kotlin과 같은 안드로이드 프로그래밍 언어보다 더 높은 성능을 제공한다.

안드로이드에서 네이티브 코드를 사용하려면, 안드로이드 NDK(Native Development Kit)를 사용해야 한다. NDK는 C, C++ 등의 네이티브 언어로 개발된 코드를 컴파일하고, 안드로이드 운영체제에서 실행 가능한 형태로 변환해 주는 도구이다.
NDK를 사용하려면 JNI(Java Native Interface)를 사용해 네이티브 코드와 자바 코드를 연결해야 한다. JNI를 사용하면 자바 코드에서 네이티브 함수를 호출하거나, 네이티브 코드에서 자바 객체를 생성하거나, 자바 콜백 함수를 호출할 수 있다.

안드로이드 컴포넌트

1. 액티비티

2. 서비스

3. 브로드캐스트 리시버

4. 콘텐츠 프로바이더

안드로이드에서 컴포넌트란 무엇인가?