1.1　学习导入

1.1.1　什么是Android

所谓Android，中文俗称“安卓”，是一种以Linux为基础的开放源代码移动设备操作系统（Operating System,OS），主要用于智能手机和平板电脑，由谷歌（Google）成立的开放手机设备联盟（Open Handset Alliance,OHA）持续领导与开发。Android一词的本义指“机器人”，早期由Andy Rubin（Android之父）创办，现已发布的最新版本为Android 6.0（Android M）。

Android系统具有开放性、挣脱运营商的束缚、丰富的硬件选择、不受任何限制的开发商和无缝结合的Google应用等五大优势特色，成为最近几年叱咤移动互联网最火的系统之一。

1.1.2　什么是Android系统架构

Android采用了软件堆层（Software Stack，又名软件叠层）的架构，其系统架构主要由Linux内核（Kernel）、库（Libraries）和Android运行时（Runtime）、应用框架（Application Framework）和应用程序（Applications）等四个层次，如图1.1所示。

1.Linux Kernel层

Android的Linux Kernel基于Linux内核，但并不包括全部的Linux，主要负责提供系统核心服务，如进程管理、内存管理、电源管理、网络协议栈、驱动模型与安全性等。Linux Kernel是位于硬件和软件堆之间的抽象层，它隐藏具体硬件细节而为上层提供统一的服务，具有高内聚、低耦合特征，主要作用为：

（1）提供核心服务：安全机制、内存管理、进程管理、网络、硬件驱动；

（2）扮演的是硬件层和系统其他层次之间的一个抽象层的概念；

（3）Android操作系统的初始化和编程接口与标准Linux系统有所不同。

2.系统库层

Android系统库包含一个C/C++库的集合，供Android系统的各个组件使用。这些功能通过Android的应用程序框架（Application Framework）暴露给开发者。系统库由一系列二进制动态库共同构成，通常使用C、C++开发。与框架层的系统服务相比，系统库不能独立运行于线程中，需要被系统服务加载到其进程空间里，通过类库提供的JNI接口（Java Native Interface，Java本地调用接口）进行调用。系统库分为函数库和Android运行时两部分。

Android主要核心库包括：系统C库、多媒体框架（Media Framework）、桌面管理库（SurfaceManager）、嵌入式浏览器引擎（WebKit）、轻量级嵌入式关系数据库（SQLite）、FreeType库等。

Android包含一个核心库的集合，提供大部分在Java编程语言核心类库中可用的功能。每一个Android应用程序都是Dalvik虚拟机（Virtual Machine，VM）中的实例，运行在它们自己的进程中。Dalvik虚拟机采用基于寄存器的架构，被设计成在一个设备中可高效运行多个虚拟机，其可执行文件格式是.dex。.dex格式是专为Dalvik设计的一种压缩格式，适合内存和处理器速度有限的系统。一个.dex文件通常会有多个.class文件。由于.dex文件有时必须进行最佳化，会使文件大小增加1～4倍，以ODEX结尾。dx是一套工具，可将Java .class转换成.dex格式。Dalvik虚拟机依赖于Linux内核提供基本功能，如线程和内存管理。

3.应用框架层

应用程序的体系结构旨在简化组件的重用，它是用户进行Android开发的基础，是谷歌发布核心应用时所使用的API框架。任何应用程序都能发布它的功能，且任何其他应用程序可以使用这些功能（需要服从框架执行的安全限制）。通过提供开放的开发平台，Android使开发者能够编制极其丰富和新颖的应用程序。该层开放给用户的主要组件包括：视图系统（Views System）、内容提供者（Content Providers）、资源管理器（Resource Manager）、通知管理器（Notification Manager）、活动管理器（Activity Manager）等。

4.应用层

Android装配一个核心应用程序集合，包括电子邮件（E-mail）客户端、短消息（SMS）程序、日历、地图、浏览器、联系人和其他设置。所有应用程序都是用Java编程语言编写的。

从上述内容可知，Android的软件叠层架构，层次清晰，分工明确。Android系统主要功能包的简要功能描述如表1.1所示。

1.1.3　什么是Android应用

Android应用（Application）是Android框架的一个系统组件，当Android程序启动时，Android系统会自动创建一个Application对象，用来存储系统的一些信息。通常用户不需要指定一个Application，这时系统会自动帮用户创建，如果用户需要创建自己的Application，也很简单，只需创建一个子类继承Application，并在AndroidManifest.xml的application标签中进行注册，即给application标签增加name属性，并将其值设置为用户创建的Application的名称。Application是单例（singleton）模式的一个类，Android系统会为每个程序运行时创建一个Application类的对象且仅创建一个，且application对象的生命周期是整个程序中最长的，它的生命周期就等于这个程序的生命周期。因为它是全局单例，因而在不同的活动（Activity）、服务（Service）等组件中获得的对象都是同一个对象，从而可通过Application来进行数据传递、数据共享、数据缓存等操作。Application的生命周期包括进程在Android系统中从启动到终止的所有阶段，即Android程序启动到停止的全过程，完全由Android系统所调度和控制。

所谓XML是Extensible Markup Language（可扩展标记语言）的缩写，是用户可用来创建自己标记的语言。

1.1.4　什么是Android上下文

Android上下文（Context）描述了应用程序的环境信息，通过上下文可获取应用程序的资源和调用一些操作，如简易的消息提示（toast）、发送意图等。在Android中，上下文只有活动、应用和服务，拥有一个上下文就可访问该实例对应的资源，并有权调用其方法。

在Android应用框架中，根据作用域的不同，可以把上下文分为两种，一种是活动上下文（Activity Context），另一种是应用上下文（Application Context）。

活动上下文在活动启动时被创建，主要用于保存当前对活动资源的引用。它在活动控制器类中被使用，当用户需要加载或者访问活动相关资源时，会需要用到该活动的上下文对象。它的生命周期跟活动是同步的，即当活动被销毁时，其对应的上下文也被销毁了，同时，该上下文相关的控件对象也将被销毁并回收。因此，活动上下文主要用于串联Android应用之中的对象和组件。

应用上下文在整个应用开始时被创建，用于保存对整个应用资源的引用，在程序中可以通过Activity Context的getApplicationContext()方法或者getApplication()方法来获取。在实际应用时，用户通常会把应用上下文当作全局对象的引用来使用。

1.1.5　什么是活动

活动（Activity）是Android应用程序提供交互界面的一个重要组件，也是Android重要组件之一，是一个用来与用户交互的系统模块，几乎所有的活动都是和用户进行交互的。Android的应用开发遵循经典的MVC（Model View Controller，模型-视图-控制器）设计模式，其中，Model表示应用程序核心，是应用程序中用于处理应用程序数据逻辑的部分；View用来显示数据（数据库记录），是应用程序中处理数据显示的部分；Controller主要负责处理输入（写入数据库记录），是应用程序中处理用户交互的部分。在Android中，活动主要用来做控制，它既可选择要显示的视图，也可从视图中获取数据，然后把数据传给Android程序的模型层进行处理，最后显示出处理结果。因此，活动是Android程序的表现层，显示可视化的用户界面，负责接收与用户交互所产生的界面事件。一个Android应用可包含一个或多个活动，一般在程序启动后会呈现一个活动，用于提示用户程序已经正常启动。活动在界面上的表现形式为：全屏窗体、非全屏悬浮窗体或对话框等。

1.1.6　什么是意图

Android意图（Intent）是一个动作的完整描述，包含产生组件、接收组件和传递数据信息，它利用消息实现应用程序之间的交互机制，这种消息描述了应用中一次操作的动作、数据及附加数据，系统通过该意图的描述找到对应的组件，并将意图传递给调用的组件，完成组件的调用。在一个Android应用中，意图是对执行某个操作的一个抽象描述，意图负责提供组件之间相互调用的相关信息传递，实现调用者和被调用者之间的解耦。如果把活动比作积木，那么意图就是胶水，即把不同的积木粘连起来；或者说，如果活动是指不同的手机屏幕，则意图就是把不同的手机屏幕粘连起来的胶水。

因此，意图主要负责程序跳转和传递数据，它是一种在不同组件之间传递的请求信息，是应用程序发出的请求和意图。作为一个完整的消息传递机制，它不仅需要发送端，还需要接收端。