Работи ли Android с операционната система Linux?

С милиарди устройства по света, работещи с Android – от смартфони до смарт телевизори, таблети и дори автомобилни системи – е естествено да се запитаме: дали Android се захранва от Linux? Отговорът е многозначителен. Въпреки че Android не е типична дистрибуция на Linux като Ubuntu или Fedora, неговата основа безспорно е вкоренена в ядрото на Linux. Но разбирането на тази връзка изисква по-задълбочен поглед както върху това какво е Linux, така и върху това в какво се е превърнал Android.

Основа на Android: Ядрото на Linux

В основата си Android се захранва от модифицирана версия на ядрото на Linux– софтуер на ниско ниво, който отговаря за управлението на хардуера и ресурсите на системата. Това ядро служи като сърце на операционната система Android, като управлява:

• Управление на паметта и процесите
• Абстракция на хардуера
• Мрежова комуникация
• Интегриране на драйвери на устройства
• Механизми за сигурност като SELinux

Въпреки това Google е адаптирала ядрото със специфични за Android компоненти, като например:

• Wakelocks – за управление на батерията
• Binder IPC – за междупроцесна комуникация
• Ashmem – механизъм за споделена памет
• Logger и Low Memory Killer – за регистриране и настройка на производителността

Тези промени правят ядрото на Android силно оптимизирано за мобилни среди, но се различава значително от основното ядро на Linux, използвано в сървъри или настолни компютри.

Отвъд ядрото: Android не е GNU/Linux

Въпреки че има обща база на ядрото, Android не е операционна система GNU/Linux. Традиционната екосистема на Linux за настолни компютри включва компоненти като:

• GNU Bash shell
• Основни помощни програми (grep, awk, sed и др.)
• Мениджъри на пакети (напр. APT, YUM)
• Сървъри за показване на X11 или Wayland
• Systemd или други системи за стартиране

Android ги заменя със свой собствен стек:

• Bionic libc – Олекотена библиотека на C, пригодена за мобилни устройства
• ART (Android Runtime) – Изпълнява приложения за Android, компилирани до байткод
• SurfaceFlinger – визуализира потребителския интерфейс, вместо да използва X11
• Init (специфична за Android) – Управлява системните услуги и последователността на зареждане

Така че, докато ядрото на Linux се намира под повърхността, всичко над него е специално създадено за Android.

Преглед на архитектурата: Как е структуриран Android

Ето разбивка на архитектурата на Android:

а) Ядро на Linux
Обслужва основните функционалности като поддръжка на драйвери, управление на захранването, паметта и сигурността на системата.

б) Хардуерен абстрактен слой (HAL)
Интерфейси между хардуера и API от по-високо ниво.

в) Собствени библиотеки и време за изпълнение на Android (ART)
Включва OpenGL ES, WebKit и ART (който замени Dalvik VM).

г) Рамка за приложения
Осигурява Java/Kotlin API за изграждане на приложения, като например доставчици на съдържание, мениджър на дейности и др.

д) Приложения
Инсталирани от потребителя приложения и системни приложения, като например набиращото устройство, контактите и настройките, работещи в собствени sandboxed среди.

Тази структура позволява на Android да бъде модулен и мащабируем за широк набор от устройства.

Можете ли да стартирате приложения за Android под Linux (или обратното)?

Като цяло не. Приложенията за Android и Linux не са пряко съвместими:

• Приложенията за Android се компилират във формат.dex (Dalvik Executable) и се изпълняват в ART.
• Приложенията за Linux се компилират като native ELF двоични файлове и зависят от стандартни библиотеки като glibc.

Въпреки това слоеве за съвместимост като Waydroid, Anbox или Shashlik имат за цел да преодолеят тази разлика, като контейнеризират Android в Linux системи.

Връзката на Android с Upstream Linux

В миналото Android поддържаше свой собствен клон на ядрото на Linux. Това доведе до фрагментация и предизвикателства с интеграцията в горната част на системата. Неотдавнашните инициативи обаче подобриха сътрудничеството:

• Android Common Kernel (ACK): Проект, който привежда Android в съответствие с ядрата на Linux с дългосрочна поддръжка (LTS).
• Generic Kernel Image (GKI): Целта е модулите на ядрото на Android да станат по-модулни и стандартни за всички устройства.
• Увеличаване на приноса в горния поток: Google вече работи в по-тясно сътрудничество с Linux Foundation, за да предоставя кръпки и да поддържа съвместимост.

Тази еволюция направи Android по-отворен, устойчив и съобразен с по-широкото развитие на екосистемата Linux.

Защо изобщо да използвате Linux?

Използването на Linux в Android не е случайно. Решението предложи няколко изключително важни предимства:

• Стабилност и зрялост – Ядрото на Linux е доказано в сървъри и вградени системи.
• Поддръжка на хардуер – Огромен набор от поддържан хардуер в готов вид.
• Сигурност – Зрелищен контрол на достъпа, пространства от имена и SELinux.
• Лицензиране с отворен код – Лицензът GPLv2 позволява на производителите на оригинално оборудване и разработчиците да използват и персонализират свободно.

Накратко, Linux предостави на Android индустриална, изпитана в битките основа за бързо мащабиране и иновации.

И така, Linux ли е Android?

Отговорът зависи от гледната точка:

Така че, въпреки че Android не е дистрибуция на Linux в традиционния смисъл на десктоп/сървър, тя е абсолютно базирана на Linux, и то с гордост.

Успехът на Android като мобилна операционна система не би бил възможен без Linux. Въпреки че се различава значително по отношение на потребителската среда и модела на изпълнение, ядрото на Linux продължава да бъде в основата на производителността, мащабируемостта и сигурността на Android.

В свят, в който всички устройства – от телефони до телевизори, от носими устройства до автомобили – работят с Android, влиянието на Linux никога не е било по-широко и по-влиятелно. Android може и да не е това, което повечето хора си представят, когато си помислят “Linux”, но той представлява една от най-мощните адаптации на екосистемата Linux в съвременните компютри.