一文搞懂Android和嵌入式Linux开发差异点

前语

因事务需求，过去一年从了解的Android开发开始涉及嵌入式Linux开发，编程言语也从Java/Kotlin变成难上手的C++，这里边其实有许多差异点，特此整理本文来详细比照这两者开发的异同，便于对嵌入式Linux开发感兴趣的同学一些参阅。 本文纯抛转引玉，关于嵌入式领域笔者也是在逐渐学习中，如有讹夺欢迎补充。

适用人群

• 有一定Android开发经历
• 想了解嵌入Linux开发的同学

思维导图

架构比照

注：左边是Android的渠道架构，右边是目前咱们Linux的渠道架构。

由下往上看：

• 硬件层：硬件层是操作体系与硬件设备之间的桥梁，它使得操作体系和运用程序能够与各种硬件设备进行通讯，从而完成设备的操控和办理。设备类型Android对应的比方智能手机、平板、物联网设备等，Linux对应的比方嵌入式设备、物联网设备等。
• Linux内核：Linux内核是Linux操作体系的核心组件，它担任办理体系的硬件资源、供给程序运转所需的环境以及和谐程序之间的相互效果。比方Linux会担任进程办理、内存办理、文件体系、设备驱动、网络协议栈、体系调用和安全和权限办理等。
• 体系层：这一层包含了一系列用于完成基本的体系功用和服务的库。比方经过libc或glibc来访问操作体系供给的服务。
• 运用结构层：这一层便是咱们常说的Framework，在Android中供给的是用于开发Android运用程序的API和组件，比方Activity、Service、Broadcast Receiver等。在Linux中也有相应的组件和API，一般情况下是经过DBus这种跨进程通讯来调用服务，比方日志服务，网络服务等。
• 运用层：这一层便是最上层咱们能看见的运用层，咱们在手机能看到的Android App和在嵌入设备看到的Linux运用程序。咱们一般运用Java来开发Android运用程序，运用C/C++来开发Linux运用程序。

基础差异比照

这个表格展现了Android开发和嵌入式Linux开发的首要异同点。虽然它们在底层都根据Linux内核，但在运用开发、用户界面、体系组件等方面有很大的差异。嵌入式Linux的GUI结构就不像Android那么完善和快捷，比方想要完成嵌入式的用户界面，运用C言语开发的LVGL结构来手写界面代码，UI交互代码会显得冗余
example：

#include "../lv_examples.h"
#if LV_BUILD_EXAMPLES && LV_USE_BTN
static void btn_event_cb(lv_event_t * e)
{
    lv_event_code_t code = lv_event_get_code(e);
    lv_obj_t * btn = lv_event_get_target(e);
    if(code == LV_EVENT_CLICKED) {
        static uint8_t cnt = 0;
        cnt++;
        /*Get the first child of the button which is the label and change its text*/
        lv_obj_t * label = lv_obj_get_child(btn, 0);
        lv_label_set_text_fmt(label, "Button: %d", cnt);
    }
}
/**
 * Create a button with a label and react on click event.
 */
void lv_example_get_started_1(void)
{
    lv_obj_t * btn = lv_btn_create(lv_scr_act());     /*Add a button the current screen*/
    lv_obj_set_pos(btn, 10, 10);                            /*Set its position*/
    lv_obj_set_size(btn, 120, 50);                          /*Set its size*/
    lv_obj_add_event_cb(btn, btn_event_cb, LV_EVENT_ALL, NULL);           /*Assign a callback to the button*/
    lv_obj_t * label = lv_label_create(btn);          /*Add a label to the button*/
    lv_label_set_text(label, "Button");                     /*Set the labels text*/
    lv_obj_center(label);
}
#endif

UI效果如下：

跨进程通讯比照

在Android和Linux体系中，跨进程通讯（IPC）是一种用于在不同进程之间传递数据和音讯的机制。以下是Android和Linux中跨进程通讯的比照：

其中Binder机制是Android开发非常重要的知识点，原理图如下所示：

图片引自：zhuanlan.zhihu.com/p/35519585

Binder的优势在于供给一种高功能、稳定性和安全性跨进程通讯机制。根据C/S架构，职责明晰、架构明晰；通讯进程中仅需求进行一次内存复制，功能仅次于同享内存；但是它为每个APP进程分配UID，能够经过UID辨别身份。

D-Bus
D-BUS是一种进程间通讯(IPC)机制，一般首要用于根据AF_UNIX套接字的本地进程间通讯(local IPC)(当然也能够根据TCP/IP)完成跨主机的通讯。原理图如下所示：

图片引自：hustcat.github.io/getting-sta…

D-Bus协议是一个端到端的通讯协议，核心基础概念参阅：

编程言语比照

C++、Java和Kotlin之间的最大差异在于它们的编程范式、内存办理和渠道依靠性。

1. 编程范式：C++支撑面向进程和面向对象编程，而Java和Kotlin首要支撑面向对象编程。Kotlin还支撑函数式编程。
2. 内存办理：C++需求程序员手动办理内存分配和开释，而Java和Kotlin运用主动内存办理（垃圾回收机制），这使得Java和Kotlin更易于运用，但可能在某些情况下献身了功能。
3. 渠道依靠性：C++是渠道相关的，需求针对不同渠道进行编译。Java和Kotlin则是渠道无关的，能够一次编写并在任何支撑Java虚拟机（JVM）的渠道上运转。Kotlin还能够编译为JavaScript和本地代码，从而完成更广泛的渠道兼容性。

这些差异使得C++更适合底层体系开发、功能要害运用和嵌入式体系，而Java和Kotlin更适合跨渠道运用、Web运用和移动运用开发。

开发东西、编译东西比照

Android开发和嵌入式Linux开发运用的开发东西和编译东西有一些核心差异，以下是一些首要差异点：
开发东西：
Android开发：

• Android Studio：这是Google为Android开发者供给的官方集成开发环境（IDE），内置了代码编辑器、调试器、模拟器等东西，支撑Java和Kotlin言语进行Android运用开发。
• ADB（Android Debug Bridge）：这是一个命令行东西，用于在开发机和Android设备之间进行通讯，支撑装置运用、查看体系日志、调试运用等功用。

嵌入式Linux开发：

• Eclipse、Visual Studio Code等通用IDE：这些IDE支撑C/C++和其他言语，能够用于嵌入式Linux运用开发。
• GDB（GNU Debugger）：这是一个强壮的源代码级调试器，用于调试嵌入式Linux运用程序。

编译东西：
Android开发：

• Gradle：这是Android的官方构建东西，用于编译和打包Android运用。
• Android NDK（Native Development Kit）：这是一个东西集，用于编译和链接运用C/C++编写的Android运用的本地部分。

嵌入式Linux开发：

• GCC（GNU Compiler Collection）：这是一个开源的编译器集合，用于编译C/C++和其他言语的代码。
• Make：这是一个构建东西，用于主动化编译和链接进程。
• CMake：这是一个跨渠道的构建体系，用于生成Makefile或其他构建脚本。

包办理和依靠办理比照

在Android和嵌入式Linux开发中，包办理和依靠办理是两个相关的概念，它们共同处理运用程序或体系所需的库、组件和资源。以下是它们在包办理和依靠办理方面的首要差异：

Android包办理和依靠办理：

1. APK（Android Package Kit）：这是Android运用程序的装置包格局，包含了运用程序的一切代码、资源、证书以及清单文件等。
2. 运用商铺：Android运用程序一般经过运用商铺（如Google Play、华为运用商场等）进行分发和更新。运用商铺担任运用程序的审核、签名、装置、更新等功用。
3. Gradle：Android Studio运用Gradle作为构建体系，它担任处理运用程序的依靠联系。开发者能够在项目的build.gradle文件中声明所需的第三方库，Gradle会主动从远程库房（如Maven Central、JCenter等）下载并集成这些库。
4. Android SDK/NDK：Android SDK供给了一套用于开发Android运用程序的API和组件，而Android NDK供给了一套用于处理本地C/C++代码依靠联系的东西。这些组件已经包含在Android体系中，无需额外处理依靠联系。

嵌入式Linux包办理和依靠办理：

1. 包格局：嵌入式Linux体系的包格局取决于详细的发行版，如Debian/Ubuntu运用deb包，Red Hat/CentOS运用RPM包，OpenWrt运用opkg包等。
2. 软件库房：嵌入式Linux运用程序一般经过软件库房进行分发和更新。软件库房是一个包含了预编译软件包的服务器，用户能够经过包办理器（如apt、yum、opkg等）从软件库房装置和更新软件包。
3. 包办理器：嵌入式Linux发行版一般供给了一个包办理器（如apt、yum、opkg等），用于主动处理体系和运用程序的依靠联系。开发者能够经过包办理器从软件库房装置所需的库和组件。
4. 构建体系：嵌入式Linux开发中，Makefile、autoconf和CMake等构建东西能够用于处理项目的依靠联系。开发者需求在构建脚本中手动声明所需的库和组件。

可运转文件比照

Android APK（Android Package）和Linux的可执行文件是两种不同的运用程序格局，它们别离用于Android和Linux体系。以下是Android APK和Linux可执行文件的比照：

APK文件一览：

Android Studio 剖析apk：

Linux中ELF可执行文件一览：

功能剖析东西比照

Android咱们重视的功能指标在Linux上其实也迥然不同，只是在不同的体系下剖析手法和东西不一样。比较于Linux剖析Android运用的功能要快捷得多，Android Studio内置了强壮的功能剖析东西—Android Profiler，能够剖析CPU、Memory、Network、Energy和Timeline。

写在最后

本文从架构、首要差异、编程言语、IDE/编译东西、包办理、可运转文件和功能剖析东西进行了详细比照，如果是有Android开发经历的要迁移到嵌入式Linux需求学习的内容的确还不少，但研制思路是迥然不同的，大致便是经过开发结构和编程言语安排代码，经过跨进程通讯来完成服务之间的调用，经过编译东西编译成能在体系运转环境的可执行文件，然后你需求重视如何进行运用更新，需求针对跑起来的运用进行功能剖析等等。当然实际的研制工作会愈加杂乱，要完成一个可商用的产品需求结合事务做更多的能力拓展，比方增加日志上报、溃散捕获、网络组件、存储组件、异步编程组件等等。