👋Android의 모든 것 : 1️⃣Android, 2️⃣Android SDK, 3️⃣Platform Architecture

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👋Android에 모든 것 개념

 

1️⃣ Android

Android는 구글에서 운영체제, 미들웨어, 사용자 인터페이스, 어플리케이션 등의 응용 프로그램들을 하나로 묶어 제공하는 리눅스 기반의 모바일 운영체제 입니다.

 

가장 대표적인 프로그램 언어인 자바로 개발이 가능하고 현재 코틀린을 주력으로 하고있습니다.

 

자바 언어가 제공하는 라이브러리 외에도 Third Party 라이브러리( OpenGL, SQLite, FreeType 등 )까지 포함되어 있어 별도의 외부 라이브러리를 사용할 필요가 없을 정도로 검증된 많은 라이브러리를 많이 포함하고 있습니다. 

 

오픈소스를 통해 개발툴과 관련 문서가 모두 무료로 제공되고 운영체제의 핵심소스까지도 대부분 공개되어 있어, 각 제조사 별로 디바이스별 개발을 할 수 있는 여건이 되고, 별도의 라이선스 비용이 들지 않아 디바이스 가격이 저렴해지는 효과가 있고 대중화에 유리해 소프트웨어 수요도 많습니다.

 

운영체제란 사용자에게 편의성을 제공하기 위해서 컴퓨터의 성능을 높이고 하드웨어를 관리하는 소프트웨어 입니다. (Unix, Linux, Android, IOS, MAC OS 등)

미들웨어란 운영체제가 제공하는 서비스 외의 추가적인 서비스를 제공하는 소프트웨어 입니다. (DB, WAS, TP-Monitor 등)

사용자 인터페이스란 디스플레이 화면, 키보드, 마우스 등과 같이 사용자와 컴퓨터 프로그램이 상호작용 할 수 있도록 매개체 역할을 하는 것 입니다. 

어플리케이션란 Web 브라우저, eMail Client, SMS, MMS 등의 응용 프로그램 입니다.

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2️⃣ Android SDK

Android 애플리케이션 개발을 위해 개발자들에게 제공되는 API, Compiler, Debugger, IDE, 라이브러리 같은 개발 도구들의 세트를 의미합니다.

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3️⃣ Platform Architecture

1. System Apps

Email Client, SMS, 주소록, Web 브라우저, Camera 등과 같이 안드로이드와 함께 제공되는 기본 어플리케이션 입니다.

 

시스템 앱은 사용자가 설치하는 앱과 구별되는 특징이 없어 삼성이 아닌 타사의 앱을 기본 웹 브라우저로 설정하거나 키보드 스킨을 바꾸는 등의 작업을 할 수 있고, 주요 기능을 제공하는 역할도 갖고있어 다른 앱에서 호출하여 사용자에게 제공할 수 있습니다.

 

2. Java API Framework

안드로이드 앱을 제작하는데 필요한 Android OS의 기능들에 Java API를 통해 접근할 수 있습니다.

View System란 ListView, TextView, Button 등의 UI를 빌드하는데 사용됩니다.
Resource Manager란 strings, drawable 등과 같은 리소스에 접근하는데 사용됩니다.
Activity Manager란 앱의 수명 주기를 관리하고 공통 Navigation back stack을 제공됩니다.
Content Provider란 다른 앱의 데이터에 접근하는데 사용됩니다.

 

3. Native C/C++ Library

ART(Android Runtime) 및 HAL(Hadware Abstraction Layer) 등의 핵심 Android 시스템 구성요소와 서비스는 Native 라이브러리를 필요로 하는 네이티브 코드를 기반으로 빌드됩니다.

안드로이드 플랫폼은 Java API Framwork를 통해 일부 Native 라이브러리의 기능을 앱에 노출(OpenGL API를 통해 OpenGL ES에 액세스해 2D, 3D 그래픽 조작)하지만 Java API Framwork가 제공하는 일부 기능 보다 더 많은 기능이 필요한 경우(C와 C++ 코드가 필요한 앱을 개발하는 경우) Android NDK를 사용하여 네티이브 라이브러리에 접근이 가능합니다.

 

4. Android Runtime

안드로이드용 가상머신을 의미합니다.

안드로이드는 기본 언어를 자바로 사용하기 때문에 VM이 필수적입니다. 그렇기 때문에 JVM을 사용할 수 있지만 오라클과의 라이센스 문제 해결과 JVM이 안드로이드의 구조에 맞추어서 구동할 수 있도록 만들어진 것이 Dalvik VM과 ART 입니다. 둘의 차이점은 JIT컴파일러를 사용하느냐 AOT컴파일러를 사용하느냐의 차이입니다.

DVM의 경우 내부 컴파일러인 JIT를 통해 자주 사용되는 바이트 코드(DEX)를 가상머신에서 기계어로 번역한 결과를 캐쉬에 저장해두고 해당 바이트 코드를 실행해야 하는 경우 캐쉬에 저장해둔 내용을 불러와 퍼포먼스가 개선되었지만, 별도의 메모리 캐시가 필요합니다. (안드로이드 버전 2.2 이상)

ART의 경우 내부 컴파일러인 AOT를 통해 어플리케이션이 설치되는 시점에 전체 바이트 코드(DEX)를 기계어로 번역하여 OAT(ART) 파일에 저장하기 때문에 설치 시간이 오래걸린다는 단점이 있지만, 런타임에서 바이트 코드를 해석하는 시간을 제거하여 전체적인 퍼포먼스가 좋고, 베터리 수명이 향상됩니다. (안드로이드 버전 5.0 이상)

Core Libraries는 리눅스 커널을 래핑하거나 추가 기능을 제공하는 역할을 하며 JNI를 통해 Core Libeary가 Native 영역에 접근할 수 있도록 합니다.

 

5. HAL

상위 수준인 Java API Framework에 기기 하드웨어 기능을 노출하는 표준 인터페이스를 제공합니다. Java API Framework가 기기 하드웨어에 액세스 하기위해 호출을 수행하면, 안드로이드 시스템이 해당 하드웨어 구성요소에 대한 라이브러리 모듈을 로드하기 때문에 하위 수준의 드라이버를 구현하지 않아도 됩니다.

 

6. Linex Kernel

ART는 스레딩 및 하위 수준의 메모리 관리와 같은 기본 기능에 Linex 커널을 사용합니다.

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Build(빌드)란 소스코드 파일을 실행 가능한 소프트웨어 산출물로 만드는 일련의 과정 입니다.

Navigation back stack이란 back 버튼을 눌러 이전 화면으로 돌아가는 구조를 지원하기 위해서, 내부적으로 화면이 전환되더라도 기존의 화면을 메모리에 저장해두는 Stack 입니다.
NDK란 C와 C++ 언어를 사용하여 네이티브 코드로 앱의 일부를 구현할 수 있게하는 도구 모음 입니다.
JVM이란 OS 위의에서 동작하여 OS에 독립적으로 실행 가능한 자바 컴파일러로 부터 자바 코드를 컴파일하여 얻은 바이트 코드를 해당 운영체제가 이해할 수 있는 기계어로 바꾸어 실행 시켜주는 가상 머신 입니다.
VM이란 컴퓨터에서 실행되는 컴퓨터처럼 동일한 기능을 제공하는 소프트웨어 입니다.
DEX란 안드로이드 용으로 설계된 바이트 코드 형식으로 최소 메모리 공간에 맞게 최적화 되어있습니다.