Conoce la arquitectura Android: patrones, capas y funcionamiento

Muchos desarrolladores van felices por la vida creyendo que saben realmente cómo funciona Android, pero la realidad es que a duras penas saben lo superficial. Entender la arquitectura Android, conocer cómo es y aprender cada una de sus capas y patrones, te facilitará un montón la creación de aplicaciones móviles.

Además, la arquitectura Android está diseñada para ofrecer modularidad, eficiencia y escalabilidad en el desarrollo de aplicaciones. No se trata solo de escribir código, sino de organizarlo de manera que sea mantenible y que funcione bien. Entonces, vamos a desglosar las capas y patrones que componen la arquitectura Android, para que la conozcas de una vez por todas.

¿Cómo es la arquitectura Android? Una pila de software bien estructurada

La arquitectura Android es un conjunto de capas de software que hacen posible el funcionamiento del sistema operativo Android. Básicamente, estas capas trabajan en equipo para que las aplicaciones se ejecuten sin problemas en los dispositivos.

Esta arquitectura en capas de Android permite que el sistema funcione en distintos dispositivos sin importar el hardware, gracias a que usa Linux para adaptarse. También mejora la seguridad, ya que las apps solo pueden interactuar con el sistema a través de APIs, evitando accesos peligrosos.

En cuanto al rendimiento, cada capa está optimizada para hacer su trabajo de la mejor manera posible. Además, facilita la actualización del sistema, porque se pueden agregar nuevas funciones sin afectar lo que ya está funcionando.

Ahora, vamos a entender cómo funciona cada una de estas capas.

Kernel de Linux: La base de todo

El Kernel de Linux es la base del sistema operativo. Se encarga de gestionar la comunicación entre el hardware y las capas superiores, administrando memoria, procesos y seguridad.

• Si una app necesita acceder a la cámara, la solicitud pasa por el framework de Android, llega a la capa HAL y finalmente el kernel de Linux la traduce en una instrucción entendible por el hardware.

HAL (Hardware Abstraction Layer): Conectando software y hardware

La HAL actúa como un puente entre el hardware y Android, proporcionando interfaces estándar para que los fabricantes de dispositivos implementen sus propios controladores sin modificar el resto del sistema.

• En caso de que una empresa quiera agregar un sensor de huellas único, solo necesita crear una implementación de HAL compatible, sin necesidad de tocar el código del framework de Android.

[App] ---> [Framework] ---> [HAL] ---> [Hardware]

Bibliotecas nativas y ART (Android Runtime)

Android usa bibliotecas nativas escritas en C/C++ para tareas como gráficos, seguridad y bases de datos. Además, cuenta con Android Runtime (ART), que compila las apps en código de máquina optimizado para mejorar el rendimiento.

• Cuando abres una app que usa SQLite, esta se comunica con las bibliotecas nativas para manejar la base de datos, sin afectar el rendimiento del sistema.

App --> Framework --> SQLite Library --> Kernel

Framework de Android: La caja de herramientas del desarrollador

El framework de Android es el conjunto de APIs y servicios que los desarrolladores utilizan para construir apps. Aquí es donde encontramos componentes esenciales como:

• Gestión de actividades (ActivityManager)
• Interfaz gráfica (View System)
• Servicios del sistema (NotificationManager, LocationManager)
• Gestión de contenidos (ContentProviders)

Por eso, cuando una app de navegación necesita tu ubicación, el LocationManager del framework se comunica con los servicios del sistema, que a su vez acceden al hardware GPS a través de la HAL.

App --> Framework (LocationManager) --> HAL (GPS) --> Kernel

Aplicaciones: La capa visible para el usuario

En la parte superior de la arquitectura encontramos las apps de Android, que pueden ser:

• Apps de terceros: descargadas desde la Play Store.
• Apps del fabricante: integradas por los fabricantes en sus dispositivos.
• Apps con privilegios: que requieren acceso a APIs del sistema.

¿Cuáles son los patrones arquitectónicos en Android?

Para construir aplicaciones bien organizadas, Android recomienda varios patrones arquitectónicos:

MVC (Modelo-Vista-Controlador)

Con este podrás hacer una separación clásica de la lógica en tres capas:

• Modelo: Manejo de datos y lógica de negocio.
• Vista: Representación visual de la UI.
• Controlador: Enlace entre Modelo y Vista.

[Vista] <--> [Controlador] <--> [Modelo]

Lo único es que no es óptimo para apps grandes, ya que el controlador puede volverse demasiado complejo.

MVP (Modelo-Vista-Presentador)

Con este logras una separación más clara de responsabilidades:

• Modelo: Datos y lógica de negocio.
• Vista: Interfaz de usuario.
• Presentador: Maneja la lógica de UI y actúa como intermediario.

[Vista] <--> [Presentador] <--> [Modelo]

Lo bueno es que permite pruebas unitarias más sencillas y reduce la carga en la vista.

MVVM (Modelo-Vista-ViewModel)

Este modelo es muy recomendado por Google para Android:

• Modelo: Datos y lógica de negocio.
• Vista: UI.
• ViewModel: Maneja la comunicación entre la Vista y el Modelo sin referencias directas.

[Vista] <--> [ViewModel] <--> [Modelo]

De hecho, separa mejor la UI y la lógica, ideal para Jetpack Compose.

Comprender la arquitectura Android te permitirá desarrollar excelentes apps. Aprende y aplica estos conceptos en proyectos reales en el Bootcamp de Desarrollo de Apps Móviles de KeepCoding.