Android Framework

1. ActivityManager
   功能：管理四大组件（Activity/Service/Broadcast/Provider）生命周期，调度进程、任务栈、前后台切换，处理ANR。

原理：维护进程和组件状态表；基于消息队列和 Binder 远程通信完成组件切换与进程管理；与 LowMemoryKiller 和 LMKD 配合 OOM 策略。

算法：LRU（最近最少使用）进程列表，优先级队列，前后台切换判定，OOM Score 计算，ANR（卡死）检测与超时判定。

优化点：优化进程启动/回收速度，减少冷启动；合理划分前后台；批量处理组件变更，减小系统负载。

2. PackageManager
   功能：管理 APK 安装、卸载、解析、升级、包信息与权限、签名校验。

原理：解析 APK/Manifest，维护本地包数据库，校验签名，处理权限关系，管理分区。

算法：签名校验算法（RSA/ECDSA），Intent 解析表，权限依赖判定，分区映射。

优化点：并行解析包信息，缓存常用组件；支持增量更新和优化 I/O；合并权限检测流程。

3. WindowManager
   功能：窗口/界面/层级/动画/分区管理，输入事件与焦点控制，屏幕适配。

原理：以 Z-order 维护所有窗口和 Surface，动画与布局由 SurfaceFlinger 协作渲染；输入事件通过 InputManager 分发。

算法：窗口层级排序、动画插值、布局测量、最小重绘区域裁剪。

优化点：合并窗口变更，减少绘制；批量刷新合成窗口；提高动画流畅度。

4. InputManager
   功能：采集输入事件，分发到窗口或控件，支持手势、外接设备、遥控器等。

原理：底层驱动采集事件，经输入缓冲，按注册关系同步/异步分发到目标视图；与 ViewRootImpl 协作处理事件链。

算法：事件队列、分发表、去抖动合并、手势识别状态机。

优化点：事件批量处理，主线程优先级调度，合并重复输入，减少输入延迟。

5. DisplayManager
   功能：显示设备（主屏、副屏、投屏）、分辨率、刷新率、亮度、色彩管理。

原理：动态维护 Display/VirtualDisplay 列表；监听硬件事件，适配系统策略；与 HAL 协作亮度/显示设置。

算法：分辨率选择、亮度曲线插值、设备热插拔判定。

优化点：缓存显示参数、批量应用设置、智能场景切换。

6. PowerManager
   功能：电源管理、Wakelock、唤醒与休眠、自动亮度、低功耗模式（如 Doze）。

原理：各进程可请求/释放 Wakelock；PowerManager 按优先级和策略决定是否休眠/降频，唤醒响应定时/输入/网络等。

算法：Wakelock 优先级队列，亮度自动调节算法（光感/时间曲线），Doze 触发策略。

优化点：防止 Wakelock 泄漏；动态调整省电等级，优化亮度切换无感知。

7. NotificationManager
   功能：系统通知管理、推送、渠道权限、锁屏和前台通知，分组、优先级和静默处理。

原理：收集通知请求，合并展示，分组和排序；与 SystemUI 协作负责视觉呈现。

算法：优先级调度、分组与合并、推送去重、勿扰（DND）规则。

优化点：批量合并通知，过滤冗余，按场景静默推送。

8. AlarmManager
   功能：定时任务、周期唤醒、精确与非精确闹钟。

原理：维护定时队列，根据系统时钟触发唤醒；和 PowerManager/Doze 协同。

算法：最小唤醒集合调度，定时任务去重，Doze 兼容唤醒。

优化点：合并临近唤醒；延迟非关键定时；减少碎片唤醒次数。

9. ResourceManager
   功能：资源文件（布局、图片、字符串、主题等）加载和适配，多分辨率和本地化支持。

原理：解析资源索引表，按 context 动态查找最优资源文件，支持 overlay、主题切换。

算法：资源查找哈希表、缓存、降级查找树。

优化点：批量加载与缓存；预加载常用资源；压缩/合并资源表。

10. LocationManager
    功能：位置服务（GPS/网络/蓝牙）、地理围栏、融合定位。

原理：抽象多定位源，融合数据，按权限和策略调度定位请求。

算法：Kalman 滤波、多源融合、地理围栏判定。

优化点：动态控制定位频率，优先低功耗源，合理缓存位置。

11. ConnectivityManager
    功能：网络连接、切换、Wi-Fi/蜂窝/以太网/VPN 管理。

原理：监听和调度网络状态，优选链路，自动重连。

算法：带宽估算、优选路由、网络切换判定。

优化点：无感知切换；链路检测自适应；热点、流量优化。

12. TelephonyManager
    功能：SIM/蜂窝网络、电话/短信、信号强度、运营商管理。

原理：与 RIL 交互，封装硬件能力提供标准 API。

算法：信号强度采样、网络切换判定、漫游检测。

优化点：合并上报事件，优化 SIM 热插拔兼容；灵活适配多制式。

13. WifiManager
    功能：Wi-Fi 连接、扫描、热点、状态检测。

原理：通过 netd/wpa_supplicant 控制无线芯片，管理网络状态和自动切换。

算法：热点优选、信号强度平滑、扫描频率控制。

优化点：降频无用扫描，缓存优选网络，快速切换机制。

14. BluetoothManager
    功能：蓝牙配对/连接、BLE、音频路由、数据传输。

原理：集中管理蓝牙堆栈和 profile，兼容多设备与协议。

算法：信道切换、设备发现、低功耗管理。

优化点：批量配对缓存、功耗优化、广播过滤。

15. AudioManager
    功能：音频输入输出/路由、音量/音效、外设/蓝牙/多设备混音。

原理：协调 Audio HAL、应用和媒体服务的音频流，管理设备与焦点。

算法：音频焦点调度、音效链处理、混音队列。

优化点：减少音频切换卡顿、路由缓存、合并音量调整。

16. MediaSessionManager
    功能：多媒体播放会话、媒体控制、外设/通知栏同步。

原理：管理 app 之间媒体焦点，统一播放/暂停/跳曲操作，与通知栏和硬件按钮同步。

算法：焦点优先队列、会话抢占、事件合并。

优化点：延迟批量通知、冗余事件过滤。

17. CameraService
    功能：摄像头设备管理、拍照/视频采集、权限控制。

原理：对接 Camera HAL/Provider，管理多摄像头，调度会话和权限。

算法：帧同步、缓冲复用、优先级调度。

优化点：帧预处理/合成、请求合并、热插拔兼容。

18. SensorManager
    功能：传感器事件收集、融合与策略、数据上报。

原理：协调 Sensor HAL，管理多种传感器数据流。

算法：数据融合、采样率自适应、事件抖动消除。

优化点：低功耗采集、冗余事件过滤。

19. JobSchedulerService
    功能：后台任务调度、约束和批量执行、Doze/省电兼容。

原理：按任务/网络/电量/时机约束延迟和批量执行后台任务。

算法：任务合并调度、优先级管理、空闲唤醒合并。

优化点：空闲批量处理、任务去重，减少碎片唤醒。

20. SystemUI
    功能：系统界面（状态栏、导航栏、通知、快设、锁屏等）展示和交互。

原理：独立进程监听系统事件，动态生成 UI，和 Framework 服务通信。

算法：事件驱动 UI、动画插值、批量刷新。

优化点：去抖动、合并 UI 刷新，按需加载 UI 组件。

21. PermissionManager
    功能：权限申请/授权/管理、敏感权限分发、动态权限模型。

原理：统一权限数据库和分发逻辑，支持运行时权限。

算法：权限依赖/分级图、快速判定缓存。

优化点：权限批量分发、最小权限授予、变更合并。

22. ContentProvider
    功能：跨 App 数据共享，数据库/文件/网络等的标准化 URI 接口。

原理：基于 Binder/URI 路由，实现统一数据访问和权限管理。

算法：URI 匹配表、同步队列。

优化点：异步批量事务，缓存热 URI，分离读写路径。

23. Views
    功能：UI 控件、布局、动画、绘制、事件分发基础。

原理：树状层级、事件冒泡和捕获、绘制合成分离，支持动画与复杂布局。

算法：布局测量/绘制递归、事件分发表、动画插值。

优化点：缓存复用池、批量绘制、事件合并。

24. ClipboardService
    功能：剪贴板数据存储、权限控制、跨 App 剪切板。

原理：集中服务管理剪贴板内容，支持多数据类型、监听与安全隔离。

算法：事件队列、类型判别。

优化点：合并变更通知，跨进程安全缓存。

25. StorageManager
    功能：存储空间/分区/OTG/加密/挂载管理。

原理：监听挂载事件，协调分区表，支持多用户和加密。

算法：分区表校验、事件合并。

优化点：批量扫描、状态缓存、异步挂载。

26. MountService
    功能：存储挂载/卸载、分区管理。

原理：与 vold/分区表协作，处理设备插拔、自动挂载。

算法：挂载事件队列、冲突判定。

优化点：批量挂载、冗余事件过滤。

27. UsbService
    功能：USB 设备检测、权限管理、MTP/PTP 协议适配。

原理：系统广播和事件分发，与底层驱动/协议同步。

算法：设备识别、事件队列。

优化点：合并事件、快速检测机制。

28. PrintService
    功能：打印设备/任务管理、网络打印、状态监控。

原理：与 HAL 交互，任务队列调度，设备状态监听。

算法：任务调度、状态机。

优化点：批量提交、失败重试优化。

29. DevicePolicyManager
    功能：企业设备管理、策略下发、远程锁定/擦除。

原理：企业/管理员权限推送策略，限制功能与行为。

算法：策略优先级、冲突检测。

优化点：策略批量下发、本地缓存、合并处理。

30. WallpaperManager
    功能：壁纸设置、动态壁纸、壁纸权限。

原理：集中壁纸资源，监听变更事件。

算法：壁纸缩放、适配、缓存。

优化点：预加载、压缩存储。

31. AccessibilityManager
    功能：无障碍辅助、读屏、辅助输入等。

原理：注册辅助服务，分发辅助事件，协调输入输出。

算法：事件过滤、辅助功能优先级。

优化点：合并辅助事件、去抖动、异步分发。

32. BackupManager
    功能：数据备份与恢复、云同步。

原理：管理备份队列、数据加密、权限管理。

算法：增量备份、差分同步。

优化点：合并批量操作、压缩去重、定时低负载备份。

33. RestrictionsManager
    功能：家长控制、内容/应用限制。

原理：维护限制表，统一分发限制策略。

算法：限制规则判定、分级权限。

优化点：批量限制、缓存。

34. TrustManager
    功能：信任设备与解锁、设备信任级别。

原理：检测设备状态、加权信任因子。

算法：信任分数、多因子判定。

优化点：信任变更缓存、快速判定。

35. LockSettingsService
    功能：锁屏密码/指纹/面部设置与校验。

原理：与 Keyguard/Biometrics 协作，安全验证。

算法：哈希校验、尝试次数递增。

优化点：失败延迟、防暴力破解。

36. AppOpsManager
    功能：应用敏感操作权限控制、监控与审计。

原理：管理敏感权限（定位、录音等）日志和策略，强制策略与应用行为分离。

算法：操作日志合并、白名单管理。

优化点：批量处理日志、快速权限检测。

37. UsageStatsManager
    功能：应用使用统计、前后台检测、时间限制。

原理：收集使用事件、聚合统计、策略限制。

算法：事件聚合、热度排名。

优化点：高效持久化、批量上报。

38. ShortcutsManager
    功能：快捷方式（动态/固定）创建与管理。

原理：注册快捷方式、同步到桌面。

算法：快捷方式合并、优先级排序。

优化点：批量同步、更新缓存。

39. IncidentManager
    功能：故障报告、系统诊断、异常收集。

原理：聚合异常信息、上报与分析。

算法：异常分级、事件采样。

优化点：去重、批量上传、压缩存储。

40. StatsManager
    功能：性能与事件统计、系统指标采集。

原理：监听多源事件、采样上报。

算法：事件采样、分布聚合。

优化点：动态采样率、合并上传。

41. PolicyManager
    功能：电源/设备/安全策略统一接口。

原理：管理策略表，协调多服务应用。

算法：优先级判定、冲突检测。

优化点：批量同步、变更缓存。

42. MediaService
    功能：多媒体会话管理、音视频路由、媒体资源分配与权限。

原理：统一管理媒体焦点和会话，调度媒体路由和 HAL 资源。

算法：焦点优先级、会话分配、事件合并。

优化点：合并路由切换、冗余事件过滤。

43. MediaCodec
    功能：标准化多媒体编解码接口，Java 层与底层硬件编解码适配。

原理：封装 Stagefright/OMX 等底层组件，动态选择软/硬编解码器。

算法：缓冲队列、异步/同步流、优先级调度。

优化点：按需初始化解码器、批量处理帧、回收复用。

44. MediaExtractor
    功能：多媒体封装格式解析（如 MP4、MKV），提取音视频流与元数据。

原理：解析容器格式，注册多种 extractor，动态分流。

算法：索引表、流数据分段解析。

优化点：流式解析、批量提取、预读缓存。

45. OpenMAX AL
    功能：多媒体硬件抽象标准接口，底层音视频硬件访问。

原理：提供统一 API，封装厂商 OMX IL 实现，桥接 Framework 与硬件。

算法：缓冲管理、设备调度。

优化点：动态设备选择、缓冲复用、合并请求。

三星 Framework 层的典型修改和自有模块

1. 多媒体与显示相关定制
   SecCameraService、SecMediaService、SecVideoService：对标准 CameraService/MediaService 进行大幅扩展，实现多摄像头、夜景模式、自拍美颜、4K/8K、专业拍照、Bixby Vision、拍照水印等功能。

Samsung Display Manager/SmartDisplayService：增强 DisplayManagerService，支持自家 AMOLED、可变刷新率、HDR10+、AOD、Edge 屏幕、护眼模式、色彩管理、低蓝光等。

SecAudioManager/SoundAlive：音频流管理和特效引擎（如杜比、SoundAlive、AI 降噪、空间音频、无线音频路由、Bixby Voice 集成）。

Multi-Window/Pop-up View：多窗口/分屏/自由浮窗/一键分屏，定制 ActivityManager/WindowManager 调度和多任务栈。

Video Enhancer/Image Engine：为视频和图片渲染路径插入画质增强算法，深度 patch frameworks/av 和部分媒体管线。

2. 输入、S Pen、智能遥控
   S Pen Framework：对 InputManager/WindowManager/View 层进行扩展，实现 S Pen 的压感、悬停、蓝牙遥控、Air Command/Actions/写作/绘图/侧键识别，独立 S Pen Service 和定制手势识别。

Air Gesture/遥控/手势：集成红外、气压、手势识别、遥控家电，相关功能 patch InputManager、SensorManager、AccessibilityManager。

Samsung Keyboard：自有输入法服务，支持表情、滑动输入、手写输入、自动纠错、多语言，深度 patch 或替换 AOSP 输入法。

3. One UI 与系统界面
   SystemUI 扩展：One UI 专用 SystemUI，新增状态栏/导航栏/Edge 面板/通知浮窗/快捷面板/小组件/动态锁屏/快速分屏/多任务/主题色自适应等。

Edge Screen/Edge Lighting：独立边缘服务，Patch SystemUI 和 WindowManager，支持侧边快捷、通知灯、联系人侧栏等。

Theme Service/Wallpaper Service：自有主题/壁纸框架，支持一键换肤、壁纸市场、动态锁屏。

4. 安全、Knox 企业与隐私
   Knox/Knox Policy Manager：集成 DevicePolicyManager 和 AppOpsManager 扩展，支持企业级策略（如应用白名单/黑名单、安全容器、分身、安全文件夹、VPN、数据加密、防 Root、FIPS 认证等），代码分布于 system/knox、vendor/samsung/knox、frameworks/base/services/devicepolicy/ 等。

Secure Folder/Secure Boot：提供应用/数据隔离区，支持指纹、虹膜、面部识别；增强 LockSettingsService、TrustManager 等。

隐私 API 与权限管理：新增灰名单/白名单机制、权限分级、敏感 API 监控和数据稽核（如 App 通话录音等仅开放给特权/本地 App）。

生物识别扩展：支持更多生物识别类型（指纹、虹膜、面部），增强权限校验和安全流程。

5. 生态协同与智能家居
   SmartThings/QuickShare/DeX：在 ConnectivityManager、BluetoothManager、DisplayManager 等加入设备发现、投屏、智能协同（如 QuickShare、SmartView）、Samsung DeX 桌面模式扩展，代码分布于 frameworks/base/services/connectivity/、vendor/samsung/ 等。

Galaxy Buds/Watch/SmartTag 协同：支持 Buds 快连、来电通知、手表遥控、设备查找，patch BluetoothManager、AudioManager、NotificationManager 等。

Bixby 深度集成：Bixby Voice 语音助手服务及与通知/输入/UI/媒体的深度交互。

6. 系统工具和服务
   SecClipboard/Notes/QuickShare：定制 ClipboardService，支持剪贴板跨设备同步、数据格式扩展、历史多剪贴、加密便签。

Find My Mobile/Device Tracker：增强 IncidentManager/DevicePolicyManager，实现远程锁定、定位、设备找回等。

Emergency/SOS：自有安全应急服务，集成锁屏/定位/警报等。

7. 系统稳定性和性能
   低内存优化/特殊进程调度：定制内存回收与 App 冻结、资源限速，优化后台任务调度和 OOM 优先级（如为自家服务预留更高优先级）。

热补丁、性能管控：集成 Samsung 自有热补丁、自动性能优化（如温控、降频、智能后台管控）。

二、实现方式与代码分布
AOSP 源码直接 patch/overlay：frameworks/base、frameworks/opt、packages/apps、packages/services 等

自有服务与库：vendor/samsung/、device/samsung/、system/knox/、system/securefolder/、frameworks/base/packages/SystemUI/，部分以独立 framework JAR/so 形式存在

HAL/HIDL/AIDL 协同：与 HAL 层自有模块（如摄像头/音频/显示/传感器/S Pen）强协作，接口定义有自家扩展

三、用户与开发感知
硬件特性完全释放：如 S Pen、One UI 体验、多摄、AI 音效/降噪、HDR/高刷、智能分屏、生态快连

企业/安全能力行业领先：Knox、Secure Folder、安全认证、数据隔离、合规

体验高度差异化：UI 细节、动画、系统交互、多设备互联、Bixby 深度融合

Google 官方（AOSP/Google TV）特色 Framework 技术

1. Leanback Framework & TV Launcher
   Leanback Support Library：专为遥控器/方向键操作优化的 UI 框架，控件布局、焦点动画、导航链全部适配大屏与遥控。

TV Launcher：定制的 Launcher，实现内容优先的行卡片布局（推荐、继续观看、频道列表等），支持内容聚合和智能推荐。

代码路径：packages/apps/TV/, frameworks/support/leanback/

2. Input & Accessibility for TV
   遥控器事件链与 CEC（HDMI Control）：InputManager/WindowManager 针对遥控器、红外、HDMI CEC 进行适配，支持一键开关机、信号同步、输入法 TV 化。

多输入源无缝切换：输入源管理（如 HDMI1/2/3/AV/TV/Apps），支持源间快速切换与场景记忆。

代码路径：frameworks/base/services/input/, packages/apps/TvSettings/, frameworks/av/services/hdmi/

3. 多媒体体验与内容安全
   ExoPlayer（可定制播放器）：Google TV 推荐使用 ExoPlayer（位于应用层），支持 DASH/HLS/低延迟播放、4K/HDR/多音轨、多字幕、广告插播。

DRM/内容保护：集成 Widevine Modular DRM、HDCP、Amlogic/Sony/MTK 等专有内容安全，Framework 配合分级权限管理。

音视频焦点与同步：MediaSessionManager、AudioManager 优化多媒体抢占与无缝切换。

代码路径：frameworks/base/services/core/java/com/android/server/media/, frameworks/av/media/, packages/apps/ExoPlayer/

4. TV Input Framework (TIF)
   TV Input Manager/TV Provider：统一管理和抽象 TV 信号源（有线、地面波、IPTV、HDMI、USB 等），提供应用层标准 TV Input API 支持节目浏览、EPG、时移录制、画中画（PIP）。

代码路径：frameworks/base/media/java/android/media/tv/, packages/providers/TvProvider/, packages/apps/TV/

5. 画中画（PiP）与多窗口
   PiP Mode：适配 TV 场景的画中画，支持遥控缩放、切换和边界拖动。

多窗口切换：支持多信号源/多应用的画中画/画外画。

代码路径：frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/, frameworks/base/packages/SystemUI/

6. 推荐与聚合内容
   Channels API：允许内容商推送卡片到 Launcher，支持聚合推荐与跨应用内容流。

内容搜索与 Assistant 集成：Framework 支持 TV 专用内容搜索、语音播控、与 Assistant 集成。

代码路径：frameworks/base/core/java/android/app/tv/, frameworks/base/packages/TV/

厂商（索尼、TCL、海信、小米等）自有 Framework 层亮点

1. 专有内容聚合与推荐引擎
   自有 Launcher 或内容聚合服务（如索尼 Content Bar、TCL 智屏、海信聚好看、小米 PatchWall），通过 Framework 扩展 Channels/推荐 API，加入厂商自有数据源、AI 推荐、分级管控等。

2. 多信号源/硬件输入兼容
   TV Input 定制：扩展 TIF 和 InputManager，兼容厂商自有 TV Tuner/CI+/CA 智能卡/DVB/ATSC/IPTV 信号处理模块，快速切换、时移、回看等功能。

外部输入融合：如 HDMI CEC 协议、USB/蓝牙输入法、麦克风遥控、体感摄像头等，Framework 层 Patch 支持厂商自有外设和遥控器快捷键。

3. 高性能媒体处理与 PQ/AQ 引擎
   画质/音质增强：集成自有 PQ（Picture Quality）和 AQ（Audio Quality）引擎，如索尼 X1、TCL AiPQ、海信 ULED 引擎等，Framework 层增加音视频渲染链路适配与参数管理接口。

低延迟、4K/8K、HDR：深度定制 MediaCodec/MediaExtractor，优化大屏高码流解码、HDR/杜比视界支持，支持厂商硬件叠加渲染、快速通路。

4. AI 语音/远场交互
   厂商自有语音助手与远场麦克风框架（如小米小爱同学、TCL 智能语音、索尼 Google Assistant 深度定制），扩展 InputManager、AudioManager 以及 TV 系统辅助服务，提供遥控器/免唤醒/多轮对话/家居控制。

5. 多设备/生态协同
   投屏、快连、DLNA/Chromecast：厂商增强 MediaSessionManager、ConnectivityManager，支持多品牌生态快投、多屏互动、手机投遥控和内容同步。

家庭中控：SmartThings（三星）、Mi Home（小米）、VIDAA（海信）等 Framework 层加入智能家居设备管理和状态同步能力。

6. 定制无障碍/辅助技术
   大字体、语音播报、图像增强、远程遥控等特殊无障碍模块，Framework 层定制 AccessibilityManager、View、InputManager。

7. 安全与分级/儿童模式
   内容分级、儿童保护、家长控制，扩展 RestrictionsManager、ContentProvider、用户区分策略。

三、技术亮点举例与参考
索尼 BRAVIA：Content Bar、Motionflow、IMAX Enhanced、X1 画质引擎，深度定制 PQ、TIF、内容聚合与推荐。

TCL 智屏/海信 ULED：自研 PQ/AQ、远场 AI 语音、AI 场景识别、多屏互动。

小米 PatchWall：多平台内容聚合、快捷投屏、AI 推荐、深度定制 Launcher。

**Samsung Tizen TV（虽然是非 AOSP，但其 Android TV 兼容机型也采用 SmartThings、多信号源、内容快连等特色）。