Android为什么不直接执行Linux的程序？而是自己搞一套？
Android 之所以没有直接运行我们熟悉的 Linux 程序，而是构建了一套自己的运行环境，这背后其实是一系列深思熟虑的设计选择，旨在为移动设备这个特殊场景量身打造一个既强大又高效的操作系统。
你可以想象一下，Linux 系统最初是为服务器和桌面电脑设计的，它们拥有相对充裕的计算资源、内存和标准化的硬件接口。而 Android 则要跑在手机、平板电脑这些设备上，这些设备的特点是：
资源受限: 相比台式机，手机的CPU性能、内存容量都相对有限。一个低效率的程序可能会迅速耗尽电池，或者让整个系统变得卡顿。
多样化的硬件: 手机的处理器架构多种多样（ARM、x86），屏幕尺寸、分辨率、传感器（摄像头、GPS、加速度计等）也千差万别。如果直接套用 Linux 的标准接口，会非常难以适配和管理。
用户交互模式: 手机主要通过触摸屏进行交互，这与传统的键盘鼠标操作截然不同。需要一套专门的UI框架来支持这种直观、手势化的交互。
安全性和沙盒机制: 手机上运行的应用来源更加复杂，而且用户通常会同时运行多个应用。为了防止恶意应用窃取数据或影响其他应用，需要一个强大的沙盒机制来隔离每个应用。
电源管理: 手机的续航至关重要。需要精细的电源管理策略，让应用在不使用时能够进入低功耗状态，延长电池寿命。
基于这些考虑，Google 在 Linux 内核之上，为 Android 构建了一套全新的用户空间（User Space）系统。我们可以将其理解为，Android 并没有抛弃 Linux 的稳定和强大的内核（就像汽车的底盘和发动机），而是围绕这个内核，重新设计了“车身”、“内饰”和“驾驶系统”，使其更适合在“马路”（移动设备）上行驶。
首先，在程序执行方面，Android 选择了 Dalvik 虚拟机（后来被 ART 替代）。这与 Linux 直接执行原生编译的 ELF（Executable and Linkable Format）文件的方式有着本质区别。
Linux 原生执行： Linux 程序通常是用 C、C++ 等语言编写，然后编译成针对特定 CPU 架构（如 x86、ARM）的机器码。这些机器码可以直接由 CPU 执行。
Android 的 Dalvik/ART： Android 应用（APK 文件）中的代码，实际上是以 Java 语言编写，然后被编译成 Dex 格式（Dalvik Executable）。Dex 文件是一种跨平台的字节码格式，它并不是直接给 CPU 执行的，而是需要 Dalvik 虚拟机（或 ART 运行时）来解释或预编译成机器码。
为什么选择虚拟机？
1. 跨平台性： Dex 字节码可以在任何支持 Dalvik/ART 虚拟机的设备上运行，而无需针对不同的 CPU 架构重新编译。这极大地简化了应用的开发和分发，开发者只需一次编写，就可以适配市面上绝大多数 Android 设备。
2. 内存管理和垃圾回收： Java（以及 Android 应用开发的主要语言）天生带有自动内存管理和垃圾回收机制。这对于资源受限的移动设备来说非常重要，可以帮助开发者避免常见的内存泄漏问题，并减轻他们的负担。
3. 安全性和沙盒： 虚拟机提供了一层抽象，使得应用的代码在虚拟环境中运行，而不是直接接触底层硬件。这有助于实现更精细的安全控制和沙盒隔离，让每个应用只能访问其被授权的资源。
4. 动态特性： 虚拟机通常支持更灵活的运行时特性，比如动态加载代码，这在某些场景下很有用。
除了运行环境的差异，Android 还构建了一整套自己的框架和库，来处理移动设备特有的需求：
Android Framework： 这是一套用 Java 语言编写的 API 集合，提供了诸如 UI 组件（Views）、活动管理（Activity Manager）、窗口管理（Window Manager）、内容提供者（Content Providers）、通知（Notifications）等高级功能。开发者通过调用这些 API 来构建应用，而不需要直接与 Linux 内核的底层接口打交道。
应用程序运行时（Application Runtime）： 这里就包含了 Dalvik 或 ART，它们负责加载、运行和管理 Android 应用的生命周期。
HAL (Hardware Abstraction Layer): 为了屏蔽硬件的差异性，Android 在 Linux 内核之上引入了 HAL 层。HAL 是一系列标准的接口，设备制造商需要为自己的硬件（如摄像头、蓝牙、WiFi 模块）实现这些接口的底层驱动。Android Framework 通过 HAL 来调用这些硬件功能，而无需关心具体的硬件实现细节。这就像给各种不同型号的汽车配上了统一的油门、刹车踏板接口，驾驶员（Android Framework）不需要知道发动机的具体型号，就能操作。
Binder IPC： Android 进程间通信（IPC）机制采用的是 Binder，这是一种效率很高、专门为移动设备设计的 IPC 机制，与 Linux 的标准 IPC（如 Socket、Pipe）有所不同。Binder 能够更高效地在不同进程之间传递数据和调用方法，这对于 Android 这种需要大量进程协同工作的系统至关重要。
总而言之，Android 就像是为移动设备量身打造的一款“智能手机操作系统”，它巧妙地利用了 Linux 内核的强大基础，但为了适应移动设备的特性，在用户空间构建了一套全新的、独立于传统 Linux 的运行环境、开发框架和系统服务。这套系统更关注用户体验、资源效率、安全性和硬件适配，使得 Android 能够成为一个成功的移动平台，而不是简单地套用一套不适合的桌面或服务器系统。
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资源受限: 相比台式机，手机的CPU性能、内存容量都相对有限。一个低效率的程序可能会迅速耗尽电池，或者让整个系统变得卡顿。
多样化的硬件: 手机的处理器架构多种多样（ARM、x86），屏幕尺寸、分辨率、传感器（摄像头、GPS、加速度计等）也千差万别。如果直接套用 Linux 的标准接口，会非常难以适配和管理。
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首先，在程序执行方面，Android 选择了 Dalvik 虚拟机（后来被 ART 替代）。这与 Linux 直接执行原生编译的 ELF（Executable and Linkable Format）文件的方式有着本质区别。
Linux 原生执行： Linux 程序通常是用 C、C++ 等语言编写，然后编译成针对特定 CPU 架构（如 x86、ARM）的机器码。这些机器码可以直接由 CPU 执行。
Android 的 Dalvik/ART： Android 应用（APK 文件）中的代码，实际上是以 Java 语言编写，然后被编译成 Dex 格式（Dalvik Executable）。Dex 文件是一种跨平台的字节码格式，它并不是直接给 CPU 执行的，而是需要 Dalvik 虚拟机（或 ART 运行时）来解释或预编译成机器码。
为什么选择虚拟机？
1. 跨平台性： Dex 字节码可以在任何支持 Dalvik/ART 虚拟机的设备上运行，而无需针对不同的 CPU 架构重新编译。这极大地简化了应用的开发和分发，开发者只需一次编写，就可以适配市面上绝大多数 Android 设备。
2. 内存管理和垃圾回收： Java（以及 Android 应用开发的主要语言）天生带有自动内存管理和垃圾回收机制。这对于资源受限的移动设备来说非常重要，可以帮助开发者避免常见的内存泄漏问题，并减轻他们的负担。
3. 安全性和沙盒： 虚拟机提供了一层抽象，使得应用的代码在虚拟环境中运行，而不是直接接触底层硬件。这有助于实现更精细的安全控制和沙盒隔离，让每个应用只能访问其被授权的资源。
4. 动态特性： 虚拟机通常支持更灵活的运行时特性，比如动态加载代码，这在某些场景下很有用。
除了运行环境的差异，Android 还构建了一整套自己的框架和库，来处理移动设备特有的需求：
Android Framework： 这是一套用 Java 语言编写的 API 集合，提供了诸如 UI 组件（Views）、活动管理（Activity Manager）、窗口管理（Window Manager）、内容提供者（Content Providers）、通知（Notifications）等高级功能。开发者通过调用这些 API 来构建应用，而不需要直接与 Linux 内核的底层接口打交道。
应用程序运行时（Application Runtime）： 这里就包含了 Dalvik 或 ART，它们负责加载、运行和管理 Android 应用的生命周期。
HAL (Hardware Abstraction Layer): 为了屏蔽硬件的差异性，Android 在 Linux 内核之上引入了 HAL 层。HAL 是一系列标准的接口，设备制造商需要为自己的硬件（如摄像头、蓝牙、WiFi 模块）实现这些接口的底层驱动。Android Framework 通过 HAL 来调用这些硬件功能，而无需关心具体的硬件实现细节。这就像给各种不同型号的汽车配上了统一的油门、刹车踏板接口，驾驶员（Android Framework）不需要知道发动机的具体型号，就能操作。
Binder IPC： Android 进程间通信（IPC）机制采用的是 Binder，这是一种效率很高、专门为移动设备设计的 IPC 机制，与 Linux 的标准 IPC（如 Socket、Pipe）有所不同。Binder 能够更高效地在不同进程之间传递数据和调用方法，这对于 Android 这种需要大量进程协同工作的系统至关重要。
总而言之，Android 就像是为移动设备量身打造的一款“智能手机操作系统”，它巧妙地利用了 Linux 内核的强大基础，但为了适应移动设备的特性，在用户空间构建了一套全新的、独立于传统 Linux 的运行环境、开发框架和系统服务。这套系统更关注用户体验、资源效率、安全性和硬件适配，使得 Android 能够成为一个成功的移动平台，而不是简单地套用一套不适合的桌面或服务器系统。
网友意见
1.Android 本身运行Linux之上，同样环境可以直接运行Linux程序的。只不过Android的标准C库是重写过，所以在Linux 下编译动态链接程序无法直接运行,但静态链接程序或者是在Android的环境重编译一次后是可以运行。比如说root后手机运行嵌入式shell解释器--busybox 。就是一个标准Linux C程序，只不过重编译一下。
Android 自己也带了大量小工具，比如手机上运行 setprop ,getevent 就是命令行工具。
并且程序还能跳开Android界面直接操作显存，这样就象粗暴把屏幕冲掉一样。
2.Android 开发一整套框架的最核心的原因，在iphone当出世的年代，其它能够与其抗衡的移动设备GUI框架几乎没有。比如支持多点解摸，比较漂亮又适合移动设备界面，以及一个移动设备需要配套各种支持组件（成熟的输入法，硬件配置，移动的浏览器，稳定的电话通讯模块）。Android自己从头写一套东西。
至于说其它，使用java虚拟机，HAL版权保护之类，都是这个出发点带出来东东。
ps: 魅族的M8相当于实现Android一半的工作量。它在WinCE上几乎完整开发一整套体系。但是很可惜这个WinCE太不给力，主要对新兴硬件支持很难。还不如在Android上来改进。
ps2:Moto出一款在中国大卖的 A1200 到后升级到A1800。就比较超前的Linux手机，用的Qtopia，就是后来死在Nokia手里MeeGo 前身，也有一整套东西，但是公司实力太小了，而当时没有iphone 界面参考，大家都是很简单的图形界面，即便这样已经超前很多了。
3.至于说Android 说的自己HAL可以跳开开源协议，做自己的私有驱动，至少我看到几乎没几个产家这样做。现有HAL驱动仍是对Linux的驱动的封装，很简单Linux的驱动又多又好，更新还快，免费拿来马上就用。自己重新整个还得自己花钱请人开发，不见的比Linux做得好，而且调试相当相当相当麻烦，我相作做过Android HAL驱动的人最常见动作就是不停重启机器吧。
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