NanoAndroid

极简化的 Android 框架项目，用于理解 Android 核心机制，并探索 LLM 与操作系统的深度融合。

项目目标

1. 学习目的：通过极度简化的实现，帮助理解 Android 系统架构核心逻辑
2. LLM 实验：探索大模型如何融入操作系统，实现自然语言系统 API 和跨应用智能交互

核心特性

系统服务架构

• NanoBinder：简化版 Binder IPC 机制（内存模拟）
• NanoSystemServer：系统服务启动器
• NanoActivityManagerService (AMS)：Activity 生命周期和任务栈管理
• NanoWindowManagerService (WMS)：窗口管理和事件分发
• NanoPackageManagerService (PMS)：应用包管理

LLM 集成

• 自然语言系统 API：用自然语言调用系统功能

  NaturalLanguageAPI.execute("打开计算器")
  NaturalLanguageAPI.execute("把音量调到50%")
  NaturalLanguageAPI.execute("在记事本里新建一个笔记，标题是购物清单")

• 多 LLM 支持：支持 OpenAI、Claude、本地模型

A2UI 协议 (Agent-to-UI)

跨应用智能交互协议，允许 AI Agent 理解和操作任意应用的 UI

• 语义化的 UI 元素描述
• 标准化的动作接口
• 跨应用消息路由
• 权限控制机制

技术栈

• 语言：Kotlin
• 运行环境：真实 Android App（作为沙箱运行）
• 最低 Android 版本：API 26 (Android 8.0)
• 构建工具：Gradle 8.x + Kotlin DSL

项目结构

nanoAndroid/
├── app/                          # 主应用 Shell
├── nano-kernel/                  # 内核层
│   ├── binder/                   # Binder IPC 机制
│   ├── handler/                  # Handler/Looper 消息循环
│   └── process/                  # 进程抽象
├── nano-framework/               # 框架层
│   ├── server/                   # SystemServer
│   ├── am/                       # ActivityManagerService
│   ├── wm/                       # WindowManagerService
│   └── pm/                       # PackageManagerService
├── nano-app/                     # 应用框架层
│   ├── NanoActivity.kt
│   ├── NanoService.kt
│   ├── NanoContext.kt
│   └── NanoIntent.kt
├── nano-view/                    # 视图系统
│   ├── NanoView.kt
│   ├── NanoViewGroup.kt
│   └── widget/                   # 基础控件
├── nano-llm/                     # LLM 集成层
│   ├── core/                     # LLM 系统服务
│   ├── api/                      # 自然语言 API
│   └── provider/                 # LLM 提供者（OpenAI/Claude/Local）
├── nano-a2ui/                    # A2UI 协议层
│   ├── protocol/                 # 协议定义
│   ├── bridge/                   # 跨应用桥接
│   └── agent/                    # AI Agent 基础框架
└── nano-sample/                  # 示例应用
    ├── calculator/
    └── notepad/

实现路线图

Phase 1: 基础设施 ✓

• 项目结构初始化
• NanoBinder / NanoParcel 实现
• NanoServiceManager 服务注册/查找
• NanoHandler / NanoLooper 消息机制
• NanoContext / NanoIntent 基础实现

Phase 2: 系统服务

• NanoSystemServer 启动流程
• NanoPackageManagerService
• NanoActivityManagerService（Activity 生命周期）
• NanoWindowManagerService（窗口管理）
• 任务栈管理

Phase 3: 应用框架

• NanoActivity 完整实现
• NanoService 实现
• NanoView / NanoViewGroup
• 基础 Widget（TextView、Button、EditText、LinearLayout）
• 布局系统
• 示例应用：Calculator

Phase 4: LLM 集成

• LLMProvider 接口定义
• OpenAI / Claude Provider 实现
• NanoLLMService 系统服务
• 系统上下文收集器
• 意图解析器
• 命令执行器
• NaturalLanguageAPI 封装

Phase 5: A2UI 协议

• A2UI 协议定义
• A2UIMessage 消息格式
• A2UIBridge 跨应用桥接
• A2UIRouter 消息路由
• A2UIActivity 基类
• 跨应用交互示例

Phase 6: 优化与文档

• 性能优化
• 单元测试
• API 文档
• 架构文档
• 开发者指南

核心设计理念

简化但不失真

• 保持 Android 核心概念和 API 设计
• 去除不必要的复杂性
• 用简单方式实现核心机制

与真实 Android 的区别

真实 Android	NanoAndroid	简化原因
Binder 内核驱动	内存直接调用	无法在 App 中实现内核驱动
多进程隔离	单进程模拟	简化，教学目的
Zygote 进程孵化	类实例化	无需真实进程创建
SurfaceFlinger	真实 Android View	复用现有渲染
完整权限系统	简化权限检查	沙箱内运行

LLM 融合原则

• 系统级集成：LLM 作为系统服务，而非应用层功能
• 自然交互：用自然语言替代传统 API 调用
• 智能路由：LLM 理解意图并路由到正确的组件
• 安全可控：危险操作需要确认，支持撤销

快速开始

环境要求

• Android Studio Hedgehog | 2023.1.1 或更高
• JDK 17
• Android SDK API 34

构建项目

git clone <repository-url>
cd nanoAndroid
./gradlew build

运行示例

./gradlew :app:installDebug
adb shell am start com.nano.android/.NanoShellActivity

示例代码

创建一个 NanoActivity

class CalculatorActivity : NanoActivity() {

    override fun onCreate(savedInstanceState: NanoBundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)

        val layout = NanoLinearLayout(this).apply {
            orientation = NanoLinearLayout.VERTICAL
        }

        val display = NanoTextView(this).apply {
            text = "0"
            textSize = 48f
        }

        val button = NanoButton(this).apply {
            text = "Calculate"
            setOnClickListener {
                // 处理点击
            }
        }

        layout.addView(display)
        layout.addView(button)

        setContentView(layout)
    }
}

使用自然语言 API

// 在任何地方调用
lifecycleScope.launch {
    val result = NaturalLanguageAPI.getInstance(context)
        .execute("打开计算器并计算 123 + 456")

    when (result) {
        is NLCommandResult.Success -> {
            // 命令执行成功
        }
        is NLCommandResult.Error -> {
            // 处理错误
        }
    }
}

创建 A2UI-Ready Activity

class NotepadActivity : A2UIActivity() {

    override fun declareCapability() = A2UIPayload.Capability(
        supportedActions = listOf(
            A2UIProtocol.Actions.CREATE,
            A2UIProtocol.Actions.EDIT,
            A2UIProtocol.Actions.DELETE,
            A2UIProtocol.Actions.SEARCH
        ),
        exposedElements = listOf(
            ExposedElement(
                id = "new_note_button",
                semanticName = "新建笔记按钮",
                description = "创建新笔记",
                actions = listOf("click")
            )
        )
    )

    override fun executeUIAction(action: A2UIPayload.UIAction): A2UIPayload.ActionResult {
        return when (action.action) {
            A2UIProtocol.Actions.CREATE -> {
                // 创建笔记逻辑
                A2UIPayload.ActionResult(success = true, message = "笔记已创建")
            }
            else -> A2UIPayload.ActionResult(success = false, message = "不支持的操作")
        }
    }
}

贡献指南

欢迎贡献！请查看 CONTRIBUTING.md 了解详情。

许可证

MIT License - 详见 LICENSE 文件

联系方式

• Issues: GitHub Issues
• Discussions: GitHub Discussions

---

注意：这是一个学习和实验性项目，不应用于生产环境。