Работает ли Android на операционной системе Linux?

Поскольку миллиарды устройств по всему миру работают на Android – от смартфонов до умных телевизоров, планшетов и даже автомобильных систем, – вполне естественно задаться вопросом: работает ли Android на базе Linux? Ответ на этот вопрос имеет свои нюансы. Хотя Android не является типичным дистрибутивом Linux, таким как Ubuntu или Fedora, его основа, несомненно, коренится в ядре Linux. Но для понимания этой взаимосвязи необходимо глубже взглянуть на то, чем является Linux и чем стал Android.

Основа Android: Ядро Linux

В основе Android лежит модифицированная версия ядра Linux– низкоуровневого программного обеспечения, отвечающего за управление аппаратными средствами и ресурсами системы. Это ядро служит сердцем операционной системы Android, выполняя следующие функции:

• Управление памятью и процессами
• Абстрагирование аппаратного обеспечения
• Сетевое взаимодействие
• Интеграция драйверов устройств
• Механизмы безопасности, такие как SELinux

Однако Google дополнила ядро специфическими для Android компонентами, такими как:

• Wakelocks – для управления батареей
• Binder IPC – для межпроцессного взаимодействия
• Ashmem – механизм общей памяти
• Logger и Low Memory Killer – для ведения логов и настройки производительности

Эти изменения делают ядро Android очень оптимизированным для мобильных сред, но значительно отличаются от основного ядра Linux, используемого в серверах или настольных компьютерах.

За пределами ядра: Android – это не GNU/Linux

Несмотря на общую основу ядра, Android не является операционной системой GNU/Linux. Традиционная экосистема настольных систем Linux включает в себя такие компоненты, как:

• Оболочка GNU Bash
• Основные утилиты (grep, awk, sed и т. д.)
• Менеджеры пакетов (например, APT, YUM)
• Серверы отображения X11 или Wayland
• Systemd или другие системы запуска

Android заменяет их своим собственным стеком:

• Bionic libc – облегченная библиотека C, адаптированная для мобильных устройств
• ART (Android Runtime) – выполняет приложения Android, скомпилированные в байткод
• SurfaceFlinger – Рендеринг пользовательского интерфейса вместо использования X11
• Init (Android-specific) – управляет системными службами и последовательностью загрузки

Таким образом, в то время как ядро Linux находится под поверхностью, все, что находится над ядром, специально создано для Android.

Обзор архитектуры: Структура Android

Вот описание архитектуры Android:

a) Ядро Linux
Занимается основной функциональностью, такой как поддержка драйверов, управление питанием, памятью и безопасностью системы.

б) Уровень абстракции аппаратного обеспечения (HAL)
Интерфейсы между аппаратным обеспечением и API более высокого уровня.

в) Нативные библиотеки и время выполнения Android (ART)
Включают OpenGL ES, WebKit и ART (заменивший виртуальную машину Dalvik).

г) Фреймворк приложений
Предоставляет Java/Kotlin API для создания приложений, таких как провайдеры контента, менеджер активности и т. д.

д) Приложения
Установленные пользователем приложения и системные приложения, такие как номеронабиратель, контакты и настройки, работающие в собственных изолированных средах.

Такая структура позволяет Android быть модульной и масштабируемой для широкого спектра устройств.

Можно ли запускать приложения Android на Linux (или наоборот)?

В целом, нет. Приложения Android и Linux напрямую не совместимы:

• Приложения для Android компилируются в формат.dex (Dalvik Executable) и запускаются в ART.
• Приложения для Linux компилируются как родные двоичные файлы ELF и зависят от стандартных библиотек, таких как glibc.

Однако такие уровни совместимости, как Waydroid, Anbox или Shashlik, призваны устранить этот разрыв, контейнеризируя Android в системах Linux.

Отношения Android с развитием Linux

Исторически сложилось так, что Android поддерживал свой собственный форк ядра Linux. Это приводило к фрагментации и проблемам с интеграцией в систему. Однако недавние инициативы позволили улучшить сотрудничество:

• Android Common Kernel (ACK): Проект, который согласовывает Android с ядрами Linux с долгосрочной поддержкой (LTS).
• Generic Kernel Image (GKI): Цель – сделать модули ядра Android более модульными и стандартными для всех устройств.
• Увеличение вклада в развитие: Google теперь более тесно сотрудничает с Linux Foundation для отправки исправлений и поддержания совместимости.

Эта эволюция сделала Android более открытым, устойчивым и согласованным с более широким развитием экосистемы Linux.

Зачем вообще использовать Linux?

Использование Linux в Android не случайно. Это решение дало несколько важнейших преимуществ:

• Стабильность и зрелость – ядро Linux хорошо зарекомендовало себя в серверах и встраиваемых системах.
• Поддержка аппаратного обеспечения – широкий спектр поддерживаемого оборудования из коробки.
• Безопасность – развитые системы управления доступом, пространства имен и SELinux.
• Лицензирование с открытым исходным кодом – лицензия GPLv2 позволяет OEM-производителям и разработчикам свободно использовать и настраивать систему.

Одним словом, Linux обеспечил Android промышленным классом, проверенной в боях основой для быстрого масштабирования и инноваций.

Так является ли Android Linux?

Ответ зависит от перспективы:

Таким образом, хотя Android и не является дистрибутивом Linux в традиционном настольном/серверном понимании, он абсолютно Linux-ориентирован, и этим можно гордиться.

Успех Android как мобильной операционной системы был бы невозможен без Linux. Несмотря на значительные различия в пользовательском интерфейсе и модели исполнения, ядро Linux остается основой производительности, масштабируемости и безопасности Android.

В мире, где устройства от телефонов до телевизоров, от носимых устройств до автомобилей работают под управлением Android, влияние Linux еще никогда не было таким широким и влиятельным. Возможно, Android не является тем, что большинство людей представляют себе при слове “Linux”, но он представляет собой одну из самых мощных адаптаций экосистемы Linux в современных вычислениях.