安卓应用基本原理

谷歌官方原文链接：http://developer.android.com/guide/components/fundamentals.html

初尝翻译，如有不妥，还请见谅。

    安卓应用程序是由Java语言所编写的。Android SDK工具编译你的代码（包括所用任何资源以及文件）到APK里。APK是一个Android package，他以.apk作为后缀。一个APK文件包含所编写的APP的全部内容，同时也是安卓设备安装APP的安装文件。

    一旦APP被安装到了安卓设备，App存活于他自己的盒子里面：
→安卓是一个多用户的Linux操作系统，每个app是一个独立用户。
→默认情况下，安卓系统为每一个app登记一个独立的“Linux用户ID”，这个ID只被系统使用，而且App本身不知道这个ID。系统将为所有文件设置权限，只有拥有对应用户ID的APP可以访问那些文件。
→每个进程都有自己的虚拟机，所以任何APP的代码在运行时，都是独立于其他APP。
→默认情况下，任何APP运行在他自己的Linux进程里面，当一个APP的任何组件需要被运行时，安卓启动他的进程。当这个进程不再被需要，或者系统必须为其他App重用当前进程所占用的内存，系统将会结束当前APP的进程。

    基于上述，安卓系统实现了”principle of least privilege”（“principle of least privilege”是指，每个APP在默认的情况下，只会访问他的工作所必需的那些组件，不会访问任何工作需求外的组件，这个原理的实现提供了一个非常安全的环境，在此环境下，对于系统内的其他部分，如果APP未获得这些部分访问权限，APP是不能访问这些部分）。

app间分享文件方式：

→让两个app拥有同个LinuxID，这样，他们可以互相访问对方文件。可以保存系统资源，还能运行在同一个Linux进程里，可以分享虚拟机（前提是他们有相同证书）。

→app可以请求权限去访问设备数据，比如请求访问联系人，SMS信息，读取Sd卡，相机，蓝牙，等等。一切权限都必须在安装APP的时候由用户所同意。

以下文档将会向你介绍

△定义在你App里面的核心框架组件。
△manifest文件（这是一个用于声明app里所用到的组件、以及请求设备描述用的文件）
△资源（这些资源是指与app代码相分离的、让你的APP在能够在不同配置的设备上面完善功能的资源）。

App组件

App组件是安卓App里所必需的模块（原文叫做building blocks，我没找到合适的词，就用模块）。每个组件都是一个不同的点，系统通过这些“点”来进入你的APP。对于用户而言不是所有组件都是真实的进入点，每个组件都是作为实体存在，同时扮演者指定的角色——每个组件都是一个独立模块，他们共同定义了你APP的全部行为。

有四种不同类型的组件。每种类型的存在都有不同的功能（原文用purpose，我觉得翻译成“功能”通顺一点），每种类型也有他特定的生命周期（生命周期定义了该组件如何被创建以及如何被销毁）。

→Activity（以下我都叫做窗体）：

一个窗体代表着一个单独的、带着用户界面的屏幕。比如，一个处理邮件的app，可能会有一个窗体用于显示所有新收到的邮件。尽管这个app里所有窗体协同工作，实现了一个紧凑的用户体验，但每个窗体都是与其他窗体相独立的。比如，任何一个其他的app，可以启动这个邮件app的任何窗体（如果这个邮件app允许了）。再比如说，一个照相的app，当用户想将拍到的照片分享出去，他能启动邮件app里那个负责新建邮件的窗体。

一个窗体是Activity类的子类。你可以在这个链接里学到更多关于窗体的知识：ttp://developer.android.com/guide/components/activities.html

→服务

服务是一个运行于后台的组件，用于执行长时间运行的操作，或者为远程进程而工作。服务不会提供用户界面。比如，服务可以在后台做音乐播放，即使用户正在使用另外一个进程（即用户不在当前播放音乐的进程），或者，服务可能在网络上获取数据，而获取数据的过程不需要用户停留在某个窗体上面。任何其他一个组件，比如窗体，可以启动一个服务让该服务工作，或者通过与该服务绑定来和这个服务通信。

一个服务作为Service的子类被实现，你可以在这里学到更多关于服务的知识。链接：http://developer.android.com/guide/components/services.html

→内容提供者

一个内容提供者管理着一个数据集合，这个集合是app里面所有可分享的 数据集合。你可以将数据存储在文件系统里、SQLite数据库、web，或者其他任何你的APP能访问到的、持久的存储设备。通过内容提供者，其他app可以查询甚至是修改你的app所存的数据（如果你的app的内容提供者允许了）。比如，安卓系统提供了一个内容提供者，可以管理用户的联系人信息。像这样，任何取得了适当权限的app，都可以通过查询内容提供者的一部分（比如ContactsContract.Data）去读取或写入指定人的信息。

对于那些你的App私有的，不对外所分享的数据，内容提供这同样有用。比如，Note Pad示例app使用内容提供者去笔记。

链接：http://developer.android.com/resources/samples/NotePad/index.html

一个内容提供者是”ContentProvider”的子类实现，同时，他必须去实现一系列的标准的API，以便其他的app可以执行这些事务。

→广播接收者

广播接收者是一个组件，专门用于响应系统所发送的广播。许多广播都是来自与系统地——比如，一条广播宣布手机屏幕关闭、电池的电量低下、或者捕捉到了一张图片。你自己所开发的app也能启动广播——比如，让其他的app知道有些数据已经下载到系统了，而且已经对他们可用了。尽管广播接收者不对用户展示画面，但当某个广播时间发送之后，广播接收者可能会增加一个状态栏通知去提醒用户。广播最常见的用法是，作为通向其他组件的“通道”，以及进行及少量的工作。比如，他可能会启动一个服务，让服务去执行一些工作，这些工作都是基于广播接收者所收到的信息的。

每个广播接收者都是”BroadcadtReceiver”子类实现，每条广播都有一个Intent（以下简称“意图”）对象传递，你可以在这个链接得到更多广播接收者的信息。

链接：http://developer.android.com/reference/android/content/BroadcastReceiver.html

安卓系统的设计里有个很独特的方面：任何app都可以打开其他app的组件。比如，如果你想让用户从设备照相机里捕捉一张图片，如果设备里面有其他app已经实现这个功能，你可以直接去使用他，不需要在你自己的app里开发一个窗体去实现该功能。你也不用将照相机app里的代码合并、或者是连接到你的app里。你可以仅仅启动相机app里面拥有该功能的窗体，让该窗体捕捉图片，当该窗体完成工作之后，这个图片将会返回到你自己的app里面，然后你可以去使用这张图片。

当系统启动了一个组件，它将为该app去启动一个进程（如果这个app原先没有在运行）然后实例化该组件所要用的所有的类。比如，当你启动了照相机app里那个能够获取照片用的窗体，这个窗体将运行在隶属于照相机app的那个进程，而不是运行在你的app所在的进程。因此，不同与大多数其他系统的app，安卓app没有一个单独的进入点的（没有main方法）。

因为系统将每一个app都运行在了单独的进程里，进程有着文件权限，这些文件权限限制了对其他app的访问。所以，你不可以直接激活别的app里面的组件。但是，安卓系统可以激活任意一个app的组件。所以，你必须要发送一条带着你的意图的消息给系统，让系统去启动你指定的组件。然后，系统间会为你激活那个组件。

激活组件

四分之三类型的组件——窗体、服务、广播接收者——都能被一个叫做意图的异步消息所激活。“意图”能在运行时将各个组件彼此绑定（你可以认为”Intents”是一个像其他组件请求某个行为的信使），不论这个组件是否隶属你这个app。

一个intent就是一个”Intent”对象，这个对象带着一个消息，消息指定要激活的那个组件、或者指定要激活的组建类型——intent既可以是显式的也可以是隐式的。

对于窗体以及服务而言，一个“意图”定义一个要执行的行为（比如，去”显式”或者”发送”某些东西）同时可能还指定了那个行为会用到的数据的URI（组件执行被请求的行为那时会用到的数据）。比如，一个意图可能请求一个窗体去打开一张图片、或者打开一个网页（此时就要指定图片的URI或者网页的URI）。在某些案例里面，你可能会启动一个窗体同时希望接收一个结果，此时，被启动的窗体所返回的结果也是放在“意图”里面（比如，你可以发送一个intent让用户选择某一个联系人，然后再返回给你——此时，所返回的“intent”将包含着一个URI，这个URI指向了被选中的那一个联系人）。

对于广播接收者，“意图”仅仅是定义了被广播的消息（比如，一条表明电池电量偏低的广播里，仅仅包含着一个描述行为的字符串“battery is low”）。

其他类型的组件：内容提供者，他不是被intent所激活的。当一条来自“ContentResolver”的请求指向某个内容提供者那时，那个内容提供者被激活。内容解析器处理一切想要与内容提供者直接做交互的事务，因此，那些想要通过内容提供者去操作事务的组件，不再需要与内容提供者做交互了，他们只要调用内容解析器的方法就行。这种方式在内容提供者和想要操作数据的组件之间，留下了个抽象层。

对于每一类型的组件都有个不相同的激活方法：

→你可以通过将“意图”传入startActivity()、或者startActivityForResult()（当你想要获得返回的结果时，调用后者）来打开一个窗体。

→你可以通过将“意图”传入startService()打开一个服务。或者，你可以通过将”Intent”传入bindService()方法绑定一个服务。

→你可以同过将“意图”传入sendBroadcast()、sendOrderedBroadcast()或者sendStickyBroadcast()启动广播。

→你可以通过调用”ContentResolver”对象里的query()方法执行对”content provider”的查询。

The Manifest File

在安卓系统能够去启动组件之前，系统必须通过读取app的”AndroidManifest.xml”文件（“mainfest”文件）知道哪些组件存在。你的app必须要在此文件当中声明所有所用到的组件。还有，此文件必须放置在app项目路径的根目录。

为了声明app的组件，该文件会完成一系列的事情，比如：

→登记app所请求的所有用户权限，比如网络访问权限或者读取用户联系人的权限。

→根据app所调用的API，声明app所需的最小API的等级。

→声明app所用的或者所请求的软件以及硬件资源，比如相机、蓝牙服务，或者是多点触控。

→app需要关联的API库（这些库是指安卓框架API以外那些），比如Goole Maps library。

→还有其他等等等等。

声明组件

“manifest”文件的主要工作是告知系统app的组件。比如，它可以像下面所示那样声明一个窗体：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><manifest ... >    <application android:icon="@drawable/app_icon.png" ... >        <activity android:name="com.example.project.ExampleActivity"                  android:label="@string/example_label" ... >        </activity>        ...    </application></manifest>

在<application>元素里，”android:icon”属性为用于标识app的图标指定了一个资源。

在<activity>元素里，”android:name”属性指定了”Activity”子类的完整类名（就是指定了你自己那个窗体完整类名），”android:label”为窗体上用户可见标签指定了一个字符串。

你必须通过以下的方式声明所有app的组件：

→<activity>元素用来声明窗体。
→<service>元素用来声明服务。
→<receiver>元素用来声明广播的接收者。
→<provider>元素声明内容提供者。

窗体、服务和内容提供者，如果你使用了他们但没有在”manifest”文件声明，则他们对系统而言都是不可见得，而且，通常他们也不能够运行。然而，广播接收者既可以在”manifest’文件里面进行声明，也可以在代码里面进行动态声明（作为一个”BroadcastReceiver”对象），如果使用动态声明，需要通过”registerReceiver()”方法将他注册到系统。

声明组件的功能

正如在“激活组件”里说说的，你可以使用“意图”去激活窗体、服务以及广播接收者。你可以在“意图”里面显式地去指定目标组件（使用组件类名就可显式指定）。然而，“意图”真正的作用在于隐式“意图”的概念。一个隐式“意图”仅仅描述要执行的操作类型（或者，连带你所要执行的操作所需要的数据），然后，让系统在设备里面寻找一个可以完成你所指定的操作的，然后系统启动这个组件。如果由多个组件能执行“意图”所描述的那个操作，那就让用户去选择使用哪个。

系统通过比对安装在设备上的app的“manifest”文件里的“intent filters（意图过滤器）”所描述的各个app能接收的意图，识别哪个组件可以响应你的意图。

当你在你的”manifest”文件里面声明一个窗体，可同时加上“意图过滤器”，过滤器里声明你的窗体能处理得“意图”，如此，这个窗体就能响应来自其他app的“意图”。你可以通过添加<intent-filter>元素声明你的组件的意图过滤器，添加<intent-filter>元素时，将该元素作为组件元素的子元素。

比如，如果你制作一个邮件的app，里面有个床体可以构建新的邮件，你可以声明一个意图过滤器，让你的窗体能够响应“send（发送）”意图（这么做是为了能够发送一封新的邮件），如下所示：、

<manifest ... >    ...    <application ... >        <activity android:name="com.example.project.ComposeEmailActivity">            <intent-filter>                <action android:name="android.intent.action.SEND" />                <data android:type="*/*" />                <category android:name="android.intent.category.DEFAULT" />            </intent-filter>        </activity>    </application></manifest>

然后，如果有一个APP创建一个带有”ACTION_SEND”的意图，然后将该意图传入”startActivity()”，系统就有可能启动你的窗台，让用户能起草以及发送一封邮件。

声明app的需求

安卓有各种各样的设备驱动，但不是所有设备都拥有同样的功能和能力。为了避免将你的app安装到了一台，不能满足你的APP所需的所有功能的设备上，需要做一件很重要的事情，就是通过在你的“manifest”文件里面声明你的app所需要的设备和软件，来为你的app所能支持的设备类型定义一个配置文件。这些声明大多数都只是一些信息而且系统不会去读他们，但是诸如”Google Play”这样的外部服务将会去读取他们，这是为了当用户在他们的设备上搜索应用那时，能为用户提供过滤。

比如，如果你的APP是需求相机功能，以及安卓2.1的设备，那你应该在你的”manifest”文件里面声明这些需求，如下：

<manifest ... >    <uses-feature android:name="android.hardware.camera.any"                  android:required="true" />    <uses-sdk android:minSdkVersion="7" android:targetSdkVersion="19" />    ...</manifest>

现在，没有相机功能的设备，以及安卓2.1以下的设备不能从“Google Play”安装你的app。

然而，你也可以声明你的设备将会用到相机，但是不是必须用到。这样的话，你的app必须将”required”设置成了”false”，然后，在运行时动态检测设备是否有照相机，或者在某些情况下不用照相机的功能。

App资源

一个安卓app不只是有代码组成——他需要资源，与代码相独立开的资源，比如图片，音频文件，以及任何与app的视觉呈现相关的资源。比如，你应该将与窗体UI相关的动画、菜单、风格、颜色，以及布局都定义在一个xml文件里。通过使用app资源，可以更加容易地更新你的app的各种属性——因为不需要再修改代码——通过提供可替代的资源集就行了——这让你的app在“适配不同的设备”这方面更加完善（比如不同语言的设备或不同尺寸的设备）。

SDK编译工具会为你的安卓项目里的每个资源，添加一个单独的整型的ID，使用这个整形ID，你可以在你的代码里面引用ID所指向的资源、也可以在那些定义在XML文件里的资源里面，引用ID所指向的资源。比如，如果你的app包含了一个叫做“logo,png”图片文（存在res/drawable/路径），SDK工具将会产生一个资源叫“R.drawable.logo”的ID，你可以用“R.drawable.logo”引用这个图片文件然后插入你的UI里面。

这种行为（这种行为指的是提供与源代码相分离的资源）最重要的一个用途在于，它能够让你为不同配置的设备提供可选择的资源。比如，通过将界面字串（原文是“UI Strings”）定义在XML文件里，你可以将字符串转化为其他语言，并将这些转化后的语言各自存在独立的文件里。然后，根据你提供给资源路径名的语言限定符（比如res/values-fr/）以及用户所设置的语言，安卓系统会将合适的语言呈现在你的UI上面。

为了让你能够提供可选择的资源，安卓系统支持多种语言限定符。限定符是一串被包含在你的资源目录的名字里面的短字符串，通过限定符系统能知道应该选用你提供的资源里面的哪一个。在另一些例子里面，你应该经常根据屏幕的不同方向和不同尺寸的屏幕，为你的窗体增加不同的布局。比如，当设备是处于竖屏状态，你可能希望布局上的按钮是纵向排列，当设备又处于横屏之后，那些按钮应该水平对齐。想要根据屏幕方向改变布局，你可以提供两套不同的布局，然后分别为这两套布局所在资源目录提供各自的限定符。然后系统会为当前设备屏幕提供合适布局。