Android

ОБЯЗАТЕЛЬНОДЛЯ НОВИЧКОВНЕ ДЛЯ НОВИЧКОВВ РАЗРАБОТКЕ

Разработчику Архитектору Инженеру

Android

★ Android – мобильная ОС с открытым исходным кодом, основанная на ядре Linux и разработанная Google. Она предназначена в первую очередь для смартфонов и планшетов, но также используется в телевизорах (Android TV), часах, автомобилях и других устройствах. Но это не просто мобильный Linux, это полноценная многозадачная ОС с мощными возможностями разработки, изоляции приложений и интеграции с Google-сервисами.

★ Как устроена Android?

Основные компоненты Android:

Ядро Linux – управляет взаимодействием с железом;
Hardware Abstraction Layer (HAL) – интерфейс между драйверами и системой;
Android Runtime (ART) – среда исполнения приложений;
Framework API – набор классов и сервисов для разработки;
Пользовательский интерфейс – launcher, System UI;
Google Mobile Services (GMS) – дополнительные функции от Google.

1. Ядро

★ Ядро Android – это Linux, но сильно модифицированное под мобильные устройства, с возможностями управления процессами, памятью, файловой системой, поддержкой драйверов Wi-Fi, Bluetooth, GPS, камер, а также многозадачности и безопасности. Производители могут использовать разные версии ядра Linux, что влияет на обновления безопасности и совместимость.

2. Открытость

★ Открытость. Android имеет множество вариаций, где часть – официальные, от Google, а часть – по производителям.

По произвоодителям есть следующие вариации Android (оболочки):

OnePlus OxygenOS;
Samsung One UI;
Xiaomi MIUI;
OPPO ColorOS;
Sony Xperia UI;
Realme UI;
Pixel Experience (чистый Android от Google).

Кроме того, имеются и альтернативные прошивки:

LineageOS – самая популярная "чистая" замена;
Pixel Experience, crDroid, Evolution X;
GrapheneOS – фокус на безопасности;
PostmarketOS – экспериментальная Unix-подобная ОС на базе Linux.

3. Среда и ПО

★ Среда и ключевое ПО, службы.

Графическая среда:

Launcher – пользовательская оболочка (например, Nova Launcher);
System UI – отвечает за статусбар, навигацию, блокировку;
Settings App – центр управления.

Интеграция с Google:

Google Play Services – API для карт, геолокации, оплаты;
Google Assistant, Voice Typing, Lens;
Google Photos, Drive, Gmail.

Ключевые приложения:

Google Messages, Phone, Browser;
Camera, Gallery, Clock, Calculator;
Play Store, YouTube, Chrome, Maps.

Службы:

Zygote – запуск новых приложений;
SurfaceFlinger – управление отображением;
AudioFlinger – звуковая система;
PackageManagerService – управление приложениями;
ActivityManagerService – жизненный цикл приложений.

4. Инструменты

★ Полезные инструменты Android

На уровне пользователя:

Google Assistant – голосовое управление;
Digital Wellbeing – контроль времени использования;
Split Screen, Picture-in-Picture;
Files by Google, Gallery Go, Camera Go.

Для разработчиков и продвинутых:

ADB (Android Debug Bridge) – CLI-инструмент для работы с устройством;
Fastboot – загрузка в режим восстановления и перепрошивка;
Logcat – просмотр логов системы;
Android Studio / IntelliJ IDEA – IDE;
Termux – Linux-терминал на Android.

Примеры ADB-команд:

adb devices                 # список подключенных устройств
adb shell                   # вход в shell
adb install app.apk         # установка приложения
adb logcat                  # просмотр логов

5. Сеть

★ Работа с сетью в Android

Wi-Fi и Bluetooth:

Wi-Fi Settings – выбор сети, DNS, заблокированные сети;
Bluetooth Pairing – подключение аксессуаров;
Hotspot & Tethering – раздача интернета.

Инструменты диагностики:

Settings > Network & Internet > Data Usage;
Wi-Fi Diagnostics Mode (на некоторых устройствах);
Ping via Termux / Terminal Emulator;
IPerf3 – тестирование скорости сети.

Удалённый доступ:

Scrcpy – управление Android с ПК через USB;
Vysor, AirDroid, TeamViewer – удалённый доступ;
SSH (через Termux или root).

6. Запуск с других ОС

Запуск с других ОС:

Android Emulator (входит в Android Studio);
Genymotion;
Bluestacks, Nox Player, LDPlayer;
VirtualBox / QEMU;
Phoenix OS / PrimeOS / AnLinux.

Запуск других ОС на Android:

ExaGear, Parallels Access – Windows;
Termux, UserLAnd, AnLinux, Debian Noroot, PRoot – Linux;
RetroArch, PPSSPP, Dolphin, ePSXe, Mupen64Plus, Gambatte, Nestopia – эмуляторы игровых консолей.

Файловая система и структура каталогов Android

Файловая система Android построена на базе ядра Linux, но адаптирована под мобильные устройства и требования безопасности. В отличие от классических дистрибутивов Linux, Android использует собственную организацию каталогов, оптимизированную для изоляции приложений, управления ресурсами и безопасной загрузки. Архитектура соответствует стандартам AOSP (Android Open Source Project) и дополняется производителями устройств.

Каждый каталог в Android имеет чёткое функциональное назначение. Система применяет строгую модель разграничения доступа: пользовательские данные изолируются от системных компонентов, а приложения работают в песочницах с ограниченными правами.

`/apex` — обновляемые системные компоненты

Каталог /apex содержит APEX-пакеты — специальные образы файловых систем, которые монтируются как read-only разделы. Эти пакеты используются для доставки обновлений критически важных системных компонентов без полной перезаписи системы. Примеры содержимого:

com.android.runtime — ART (Android Runtime);
com.android.tzdata — данные часовых поясов;
com.android.conscrypt — криптографические библиотеки.

APEX-механизм позволяет обновлять низкоуровневые части ОС через Google Play System Updates.

`/bin` — базовые утилиты командной строки

В /bin находятся символические ссылки на исполняемые файлы из /system/bin. Этот каталог обеспечивает совместимость с POSIX-стандартом и предоставляет минимальный набор CLI-инструментов:

sh — оболочка;
ls, cp, mv — работа с файлами;
ps, top — мониторинг процессов.

Большинство этих утилит — упрощённые версии BusyBox или toybox, адаптированные под Android.

`/boot` — компоненты начальной загрузки

Хотя /boot не всегда присутствует как отдельный каталог в корне файловой системы (чаще это отдельный раздел), он логически представляет собой набор файлов, необходимых для старта устройства:

kernel — образ ядра Linux;
ramdisk — временная корневая файловая система, загружаемая до монтирования основной системы;
dtb — Device Tree Blob (на некоторых устройствах).

Эти компоненты загружаются загрузчиком (bootloader) и инициируют запуск Android.

`/data` — пользовательские данные и установленные приложения

Каталог /data — центральное хранилище всего пользовательского контента и данных приложений. Доступ к нему строго ограничен: только root и владельцы приложений могут читать свои подкаталоги.

`/data/app` — APK-файлы приложений

Содержит установленные APK-файлы пользовательских приложений. Каждое приложение размещается в отдельной директории с уникальным именем пакета. Начиная с Android 11, APK может быть разделён на несколько частей (split APKs).

`/data/data` — приватное хранилище приложений

Здесь хранятся внутренние данные каждого приложения:

базы данных SQLite (/databases);
настройки SharedPreferences (/shared_prefs);
кэш (/cache);
внутренние файлы (/files).

Путь к данным конкретного приложения выглядит как /data/data/com.example.app.

`/data/media` — общее пользовательское хранилище

Этот каталог служит основой для эмулированного внешнего хранилища (/sdcard). Он содержит медиафайлы, документы и другие данные, доступные пользователю и другим приложениям (при наличии разрешений). Изоляция достигается через механизм FUSE (Filesystem in Userspace), который предоставляет каждому приложению свой «вид» файловой системы.

`/dev` — интерфейсы аппаратных устройств

Как и в Linux, /dev содержит специальные файлы устройств:

/dev/block — блочные устройства (разделы диска);
/dev/input — события ввода (тачскрин, клавиатура);
/dev/graphics/fb0 — фреймбуфер дисплея;
/dev/snd — аудиоустройства.

Доступ регулируется SELinux-политиками и группами пользователей.

`/metadata` — метаданные безопасности и обновлений

Используется для хранения служебной информации:

ключи шифрования (в связке с vold);
состояние OTA-обновлений;
данные dm-verity (проверка целостности системы).

Этот каталог недоступен обычным приложениям и защищён на уровне ядра.

`/mnt` — точки монтирования

Служит корнем для всех точек монтирования:

/mnt/runtime/default — стандартный доступ к хранилищу;
/mnt/runtime/read и /mnt/runtime/write — изолированные представления для приложений с разными уровнями разрешений;
/mnt/media_rw — прямой доступ к SD-карте (если есть).

Android использует многоуровневую систему монтирования для реализации scoped storage.

`/proc` — информация о процессах и ядре

Виртуальная файловая система, предоставляемая ядром Linux:

/proc/cpuinfo — характеристики процессора;
/proc/meminfo — использование памяти;
/proc/[pid] — данные о конкретном процессе;
/proc/net — сетевая статистика.

Доступ к большинству файлов ограничен из соображений безопасности (особенно начиная с Android 7).

`/product` — компоненты производителя и партнёров

Введён в Android 10 как часть Project Treble. Содержит:

OEM-приложения (например, фирменные утилиты Samsung или Xiaomi);
конфигурационные файлы;
overlay-ресурсы для кастомизации интерфейса.

Раздел /product может обновляться независимо от /system.

`/recovery` — среда восстановления

Отдельный раздел, содержащий минимальную ОС для:

сброса устройства к заводским настройкам;
установки OTA-обновлений;
диагностики ошибок.

Обычно основан на упрощённом Linux с ограниченным набором утилит.

`/sdcard` — эмулированное внешнее хранилище

Символическая ссылка на /storage/emulated/0, представляющая пользователю удобный доступ к медиа и документам. На самом деле это не физическая SD-карта, а FUSE-монтирование из /data/media/0. Реальная SD-карта (если есть) доступна через /storage/[UUID].

`/sys` — информация об оборудовании и драйверах

Виртуальная файловая система sysfs, экспортирующая данные из ядра:

/sys/class — классы устройств (power_supply, backlight, bluetooth);
/sys/devices — иерархия устройств;
/sys/kernel — параметры ядра.

Используется системными службами для взаимодействия с оборудованием.

`/system` — основная системная партиция

Read-only раздел, содержащий ядро Android и все базовые компоненты. Обновляется только через официальные прошивки или ADB (в режиме разработчика).

`/system/app` — предустановленные приложения

Системные приложения, поставляемые с устройством (например, Калькулятор, Настройки). Не имеют повышенных привилегий.

`/system/bin` — системные исполняемые файлы

Основные бинарники Android:

surfaceflinger — композитинг графики;
zygote — родительский процесс для всех приложений;
logcat — просмотр системных логов;
dumpsys — диагностика служб.

`/system/etc` — конфигурации и политики

Содержит:

permissions/ — XML-файлы разрешений;
sysconfig/ — глобальные настройки функций;
seccomp/ — политики фильтрации системных вызовов;
hosts — локальное сопоставление доменов.

`/system/fonts` — системные шрифты

TTF/OTF-файлы, используемые во всём интерфейсе:

Roboto-Regular.ttf;
NotoColorEmoji.ttf — эмодзи;
региональные шрифты (например, для китайского или арабского).

`/system/framework` — Android Framework

Сердце платформы:

framework.jar — основные API;
services.jar — системные службы;
boot.art — предварительно скомпилированный ART-образ.

Эти JAR-файлы загружаются в каждый процесс через Zygote.

`/system/lib` и `/system/lib64` — нативные библиотеки

Shared-библиотеки для 32- и 64-битных приложений:

libc.so — стандартная библиотека C;
libandroid.so — нативные Android API;
libgui.so — графический стек.

`/system/media` — системные аудиофайлы

Стандартные звуки:

audio/ — рингтоны, уведомления, будильники;
bootanimation.zip — анимация загрузки.

`/system/priv-app` — привилегированные приложения

Системные приложения с расширенными правами:

Settings;
SystemUI;
Launcher.

Они могут использовать signature|privileged-разрешения, недоступные обычным приложениям.

`/system/usr` — пользовательские ресурсы

Содержит:

keychars/ — раскладки клавиатур;
keylayout/ — маппинг физических кнопок;
share/zoneinfo/ — данные часовых поясов.

`/system_ext` — расширения системы

Введён в Android 10. Содержит дополнительные компоненты от OEM или Google, которые не входят в базовый AOSP, но требуются для работы системы:

библиотеки для камер;
сервисы Google Play;
проприетарные API.

`/tmp` — временные файлы

В большинстве реализаций Android этот каталог либо отсутствует, либо является ссылкой на /data/local/tmp. Используется разработчиками для временного размещения файлов при отладке через ADB.

`/vendor` — компоненты производителя оборудования

Содержит проприетарные HAL (Hardware Abstraction Layer), драйверы и библиотеки, специфичные для конкретного SoC или устройства:

lib/hw/ — модули HAL (camera, sensors, audio);
firmware/ — микрокоды для чипов;
etc/ — конфигурации оборудования.

Раздел /vendor изолирован от /system благодаря Project Treble, что упрощает обновление ОС без участия производителя.

Android​

★ Как устроена Android?​

1. Ядро​

2. Открытость​

3. Среда и ПО​

4. Инструменты​

5. Сеть​

6. Запуск с других ОС​

Файловая система и структура каталогов Android​

/apex — обновляемые системные компоненты​

/bin — базовые утилиты командной строки​

/boot — компоненты начальной загрузки​

/data — пользовательские данные и установленные приложения​

/data/app — APK-файлы приложений​

/data/data — приватное хранилище приложений​

/data/media — общее пользовательское хранилище​

/dev — интерфейсы аппаратных устройств​

/metadata — метаданные безопасности и обновлений​

/mnt — точки монтирования​

/proc — информация о процессах и ядре​

/product — компоненты производителя и партнёров​

/recovery — среда восстановления​

/sdcard — эмулированное внешнее хранилище​

/sys — информация об оборудовании и драйверах​

/system — основная системная партиция​

/system/app — предустановленные приложения​

/system/bin — системные исполняемые файлы​

/system/etc — конфигурации и политики​

/system/fonts — системные шрифты​

/system/framework — Android Framework​

/system/lib и /system/lib64 — нативные библиотеки​

/system/media — системные аудиофайлы​

/system/priv-app — привилегированные приложения​

/system/usr — пользовательские ресурсы​

/system_ext — расширения системы​

/tmp — временные файлы​

/vendor — компоненты производителя оборудования​

Android

★ Как устроена Android?

1. Ядро

2. Открытость

3. Среда и ПО

4. Инструменты

5. Сеть

6. Запуск с других ОС

Файловая система и структура каталогов Android

`/apex` — обновляемые системные компоненты

`/bin` — базовые утилиты командной строки

`/boot` — компоненты начальной загрузки

`/data` — пользовательские данные и установленные приложения

`/data/app` — APK-файлы приложений

`/data/data` — приватное хранилище приложений

`/data/media` — общее пользовательское хранилище

`/dev` — интерфейсы аппаратных устройств

`/metadata` — метаданные безопасности и обновлений

`/mnt` — точки монтирования

`/proc` — информация о процессах и ядре

`/product` — компоненты производителя и партнёров

`/recovery` — среда восстановления

`/sdcard` — эмулированное внешнее хранилище

`/sys` — информация об оборудовании и драйверах

`/system` — основная системная партиция

`/system/app` — предустановленные приложения

`/system/bin` — системные исполняемые файлы

`/system/etc` — конфигурации и политики

`/system/fonts` — системные шрифты

`/system/framework` — Android Framework

`/system/lib` и `/system/lib64` — нативные библиотеки

`/system/media` — системные аудиофайлы

`/system/priv-app` — привилегированные приложения

`/system/usr` — пользовательские ресурсы

`/system_ext` — расширения системы

`/tmp` — временные файлы

`/vendor` — компоненты производителя оборудования