Android app fundamentals

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应用基本原理

Android应用是用Java编程语言编写的。Android SDK工具将你的代码，连同数据和资源文件编译到APK——Android package，是一个后缀名为.apk的档案文件。APK文件中包含了所有的Android app内容，是Android设备用来安装app的文件。
一旦被安装在设备上，每一个Android应用都在他们自己的安全沙箱中。
Android操作系统是一个多用户的Linux系统，在其中，每一个app都是一个不同的用户。
默认情况下，系统为每一个app赋一个唯一的Linux的用户ID（ID紧紧是被系统使用，app自己则不知道）。系统为一个app的所有文件设置了权限，只有拥有特定ID的app才可以访问那些文件。
每一个进程有他自己的虚拟机，所以每一个app的代码与其他app代码隔离运行。
默认情况下，每一个app在他自己的Linux进程中运行，Android当任何app组件需要执行的时候开始进程。当app不再需要或者是系统需要回收内存的时候结束进程。
通过这种方式，Android系统实现了最少特权原则（principle of least privilege）。换言之，在默认情况下，每一个app都只对可以实现它需要做的工作的组件进行访问，没有更多的。这创造了一个非常安全的环境，app没有足够的权限去访问系统的部分。
然而，这里有一些app之间共享数据或者是访问系统服务的方式：
让两个app共用同一个Linux用户ID是可能的，在这样的情况下他们可以互相访问对方的文件。为了使系统资源守恒，拥有相同用户ID的app也可以在同一个Linux进程中运行，并且共用同一个虚拟机（app也必须使用相同的证书）。
一个app可以请求访问设备数据的权限，例如用户的联系人，sms信息，sd卡，相机，蓝牙等等。所有的app权限必须在安装的时候被用户赋予。
以上覆盖了关于一个app在系统中的存在方式的基本信息，本文剩余的部分将介绍：
app中定义的核心架构组件
用来为app定义组件和请求设备特性的manifest文件
独立于app代码，并且允许你的app在不同的设备配置中优化自身行为的资源。
app组件
App组件是一个Android app的基本构建块。每一个组件都是系统可以输入你的程序的不同入口。对用户来说不是所有的组件都是真实的入口，一些组件是互相依赖的。但是每一个组件都以它的实体存在，并且扮演特定的角色。也就是说，每个组件都是一个唯一的构建块，帮助定义app的总体行为。
共有四种组件，每一类都有特定的用途，并且有特定的生命周期。以下是组件信息：
Activities（活动）
一个活动代表了一个单独的用户界面，例如，一个email应用有三个活动，一个活动显示email的列表，一个活动来编辑emalil,另一个活动用来读email。尽管活动在email应用中一起工作组成了紧密结合的用户体验，但是每一个活动都是独立于其他活动的。就本身而言，如果email应用允许，另一个应用可以使以上任何一个活动开始执行。例如，相机应用可以开始email的编辑活动来发送新邮件分享图片。
创建Activity类的子类可以实现活动。
Services（服务）
服务是在后台运行组件，执行长时间运行的操作或者是执行远程进程的工作。服务不能提供用户界面。例如，当用户访问其他应用的时候，后台服务播放音乐。后台服务从网络获取数据的时候不会阻塞用户同活动交互。其他的组件，例如活动可以开启服务并且使它运行，或是同服务绑定与其交互。
服务可以通过创建Service类的子类实现。
Content providers（内容提供器）
内容提供器管理app数据的共享设置。你可以存储数据在文件系统中，在SQLite数据库中，在网络中，或是其他app可以访问的固定存储位置。通过内容提供其，在获得许可的条件下其他的app可以查询甚至是修改数据。例如，Android系统提供了一个内容提供器管理用户的联系人信息。同样的，任何有合适权限的app可以查询内容提供器的部分数据，读或者是写特定联系人的信息。
内容提供器也可以读写app本身的私有数据。
内容提供器可以同过创建ContentProvider类的子类实现，必须实现API的标准设置，以使其他应用执行事务。
Broadcast receivers（广播接收器）
广播接收器是响应整个系统范围的广播公告。许多广播接收器来源于系统。例如，广播发布屏幕关闭，点亮低，或是截屏信息。app也可以新加入广播。例如，创建一个广播使其他app知道一些可供它们使用的数据已经被下载到设备上。虽然广播接收器不显示用户界面，它们可以建立一个状态栏通知，当一个广播事件发生时用来提醒用户。通常，广播接受器是进入其他组件的途径，并且试图做最小的工作。例如，可以基于广播事件开启一个服务来执行任务。
广播接收器可以通过继承BrocastReceiver类来实现，每个广播被传递一个Intent对象。


Android系统设计方面的唯一是任何app都可以开启其他app的组件。例如，通过一个app开启照相活动，当照片获取到之后再返回app使用照片。对于用户来说，那看起来像是照相机是上述app的一部分。
当系统开启了一个组件，它也为app开启了一个进程并且初始化组件需要的类。此外，与其他系统不同的是，Android应用没有单一的入口点（例如，没有main()函数）。
因为系统使每一个app运行在单独的具有文件权限的进程中，访问其他app收到限制，你的app可以直接地使其他app的组件活动。为了使其他app的组件处于活动状态，必须通过定制intent来向系统传递信息，开启特定的组件。
Activating Components
活动，服务，广播接受器，都是通过一个叫做intent(意图)的同步信息激活的。在运行时间，意图绑定特定的组件，不论组件是属于你的app或是其他的app。
意图被Intent兑现创建，Intent对象定义了激活特定的组件或是特定组件类型的信息。意图可以被定义成显式的或隐式的。
对于activity和service来说，intent定义要执行的行动，并且指定数据执行的URI。例如，一个意图向活动传输显示图片或是打开网页的请求。在某些情况下，你可以开启一个活动来接受结果，在这样的情况下，活动也在Intent中返回结果（例如，可以创建一个intent使用户选择特定联系人并且将其结果返回你的app，返回的intent包含一个指向被选中联系人的URI）。
对于广播接受器来说，intent简单的定义了被广播的公告。
内容提供器不被intent激活。当然，内容提供器在做为ContentResolver的请求目标的时候被激活。内容解析者处理所有与内容提供者的直接事务，这样执行事务的组件和提供者不需要处理，而是调用ContentResolver对象的方法。这使得内容提供器和组件之间的一个抽象层请求信息。
这里有一些激活组件的独立方法：
可以通过传递一个Intent对象到startActivity()或是startActivityForResult()方法来开启一个activity。
通过传递一个Intent对象到startService()开启一个服务。或是可以通过传递Intent到bindService()绑定到服务。
通过传递Intent对象到sendBroadcast()或sentOrderedBoradcast()或sendStickyBroadcast()创建一个broadcast。
可以通过调用ContentResolver的query()方法，执行到content provider的查询。
Manifest File（清单文件）
在Android系统可以开始一个app组件之前，系统必须通过AndroidManifest.xml知道组件的存在。你的app必须在这个文件中声明所有的组件。该文件必须在app工程的根目录下。
除了声明组件，manifest文件还做以下的一些事情：
鉴别app申请的所有用户权限，例如网络请求。
声明app需要的最低API级别，该级别基于app使用的API。
声明被app使用或是请求的软硬件特性。例如蓝牙，照相机等。
app需要连接到的API库，例如Google Maps library。
etc。
Declaring components（声明组件）
manifest文件的基本任务就是通知系统app所使用的组件。例如：manifest文件可以这样声明一个activity：
<?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>元素中，android:icon属性指出icon的资源。
在<activity>元素中，android:name属性定义了Activity子类的类名。android:label属性定义了活动的可视标签。
我们必须通过这样的方式来声明组件：
<activity>元素声明activity
<service>元素声明service
<receiver>元素声明broadcast receiver
<provider>元素声明content provider
活动，服务和内容提供器若不在manifest文件中声明，则他们对系统来说是不可见的，也就是说不可以运行。然而，broadcast可以在manifest中声明，也可以在代码中动态地声明，并且通过调用registerReceiver()在系统中注册。
Declaring component capabilities（定义组件的功能）
如上诉所说，在activating compinents可以使用Intent对象来开启活动，服务，或是广播接收器，可以在Intent对象中显式地指出目标组件的名字来做这些。然而，intent存在的真正实力是隐式intent。隐式的Intent只是简单地描述了需要执行的任务，让操作系统来找合适执行任务的组件。如果有多个合适的组件，则让用户来选择启动哪一个。
系统鉴别组件的方式是通过比较app的manifest文件中intent filter提供的信息。
当你在manifest中声明一个活动的时候，可以选择性地包含intent fliter。intent filter定义了app的功能，其可以响应来自其他app的intent。可以通过<intent-filter>元素来为组件定义功能。
Declaring app requirements（定义应用需求）
Android设备很多，但不是所有的设备都提供相同的特性和功能。为了防止app安装在缺乏某些功能的设备环境中，在manifest文件中清晰地定义应用需要的设备和软件需求很重要。大多数的定义系统不会阅读，但是外部设备，例如Google Play会阅读他们。一边为持不同设备的用户提供过滤器。
例如：应用适用于有照相机，并且API级别高于7的设备：
<manifest ... >
    <uses-feature android:name="android.hardware.camera.any"
                  android:required="true" />
    <uses-sdk android:minSdkVersion="7" android:targetSdkVersion="19" />
    ...
</manifest>