<Android>1 Android 概述

1 Android 概述

Android 是一个以 Linux 为基础的开源操作系统，主要用于智能手机和平板电脑等移动设备。

2003 年，Andy Rubin 创建了 Android 公司。该公司于 2005 年被 Google 公司收购。Android 操作系统的发展离不开 Google 公司的研发和开放手机联盟的推动。

2008 年 9 月 23 日，Google 发布了 Android 1.0，这是一个稳定版本。之后，10 月 22 日，第一款 Android 手机 T-Mobile G1（HTC Dream）于美国上市，由台湾宏达电子公司（HTC）制造。

Android 的特点

• 真正开放性

  Android 是一个真正意义上的开放性移动开发平台，其同时包含 底层操作系统（Linux）以及 上层用户界面 和 应用程序，且不存在任何以往阻碍移动产业创新的专有权障碍

• 应用程序相互平等

  所有 Android 应用程序间完全平等，所有应用程序都运行在一个核心引擎上，这个核心引擎就是一个虚拟机。其提供了一系列用于应用程序和硬件资源间通信的 API

• 应用程序间沟通无界限

  Android 平台下开发应用程序，可以方便实现应用程序间的数据共享

• 快速方便的应用程序开发

Android 体系结构

Android 是基于 Linux 内核的软件平台和操作系统，采用了 HAL（hardware abstract layer，硬件抽象层）架构，主要分为四部分：

• Linux 核心层

  以 Linux 内核工作为基础，由 C 语言开发，只提供由操作系统内核管理的底层基本功能

• 中间件层，也称 Android 运行库层

  包括 函数库Library 和 Android运行时，由 C++ 开发

• 应用程序框架层

  提供了 Android 平台基本的管理功能和组件重用机制

• 应用程序层

  提供一系列核心应用程序，包括通话、短信等。应用软件由各公司自行开发，以 Java 作为编写程序的一部分

Android 项目结构

• .gradle：gradle 编译系统。其版本由 wrapper 指定
• .idea：Android Studio IDE 所需的文件
• app：当前工程的具体实现代码
• build：编译当前程序代码后，保存生成的文件
• gradle：wrapper 的 jar 和 配置文件 所在的位置
• build.gradle：实现 gradle 编译功能的相关配置文件
• gradle.properties：和 gradle 相关的全局属性设置
• gradlew：编译脚本，是一个 gradle wrapper 可执行文件
• gradlew.bat：Windows 系统下的 gradle wrapper 可执行文件
• local.properties：本地属性设置
• settings.gradle：和设置相关的 gradle 脚本
• External Libraries：当前项目依赖的 Lib，在编译时自动下载
• AndroidManifest.xml：配置文件
• java：存放开发人员编写的 Java 源码文件
• res：存放项目中的所有资源，包括图片文件（drawable）、布局文件（layout）、图标文件（minimap）、数据文件（values）

Android 开发四大组件

• 活动（Activity）

  Android 中，Activity 是所有程序的根本。所有程序的流程都运行在 Activity 中

  一个 Android 应用由多个 Activity 组成，这些 Activity 间可以互相跳转

• 服务（Service）

  Service 与 Activity 类似，但不能自己运行，只能后台运行，且可以与其他组件交互。Service 是没有界面的长生命周期的代码

• 广播接收器（BroadcastReceiver）

  在 Android 中，Broadcast 是一种广泛应用的 应用程序间通信 的机制

• 内容提供者（Content Provider）

  是 Android 提供的第三方应用数据的访问方案

1.1 活动 Activity

Activity 是 Android 的四大组件之一。用于显示用户界面和处理交互事件。

一个 Android 应用由多个 Activity 组成，这些 Activity 间可以互相跳转

使用 Activity 之前，必须在 AndroidManifest.xml 中进行配置：

<manifest...>
    <application...>
        <activity
            android:name=".MainActivity"
            android:exported="true">
        </activity>
        <activity.../>
        <activity.../>
    </application>
</manifest>

在上述位置中进行配置时，可以添加属性

android:name=".MainActivity"	指定名称。 需要是某 AppCompatActivity 派生类的类名
android:screenOrientation="landscape"	指定屏幕方向。不设置时屏幕可旋转 landscape：横屏 portrait：竖屏
android:launchMode="standard"	指定启动方式。详见 [1.1.3 Activity 的启动方式]

1.1.1 Intent

Intent 主要用于 Android 组件间的通讯。将必要的数据和描述附加给 Intent 后，Android 会根据相应描述，将 Intent 传递给符合条件的组件，以完成对该组件的调用。

Intent 分为两种模式：

• 显式 Intent：明确指定要启动的组件名称

  Intent intent = new Intent(this, ActivityName.class);
  startActivity(intent);

• 隐式 Intent：只给出要启动的组件的特征

  Intent intent = new Intent(Intent.ACTION_CALL);
  startActivity(intent);

Intent 不仅可以启动 Activity，也能启动 Service 和 Broadcast。其方法如下

Activity	stratActivity(intent)
Service	stratService(intent) bindService(intent)
Broadcast	sendBroadcasts(intent) sendOrderedBroadcasts(intent) sendStickyBroadcasts(intent)

参数传递

可以通过 Intent 进行参数传递。被调用的组件使用 getIntent() 方法先获取 Intent，再调用下列方法以获取参数

Intent putExtra(String name, V value)	向 Intent 中附加名为 name 的基本类型参数
String getStringExtra(String name) int getIntExtra(String name, int defaultValue) ...	从 Intent 中取出指定的字符串参数 从 Intent 中取出指定的 int 参数 ...

也可以通过 Bundle 对象来传递参数。使用 Intent 传参的本质就是使用 Bundle 传参，其传参方法也是大同小异。

Bundle 对象附加、取出参数的方式与上述 Intent 方法相似。此外，可按下列方法附加、取出 Bundle 对象。

Intent putExtras(Bundle extras)	向 Intent 中附加一系列参数
Bundle getExtras()	从 Intent 中取出参数列表

参数回传

若需要被调用组件进行参数回传，需要进行如下操作

1. 通过 startActivityForResult 方法跳转页面

   Intent intent = new Intent(this, ActivityName.class);
   ...
   startActivityForResult(intent, 100);

2. 重写调用组件的 onActivityResult 方法。该方法用来处理回传参数

   @Override
   protected void onActivityResult(int requestCode, int resultCode, Intent data) {
       ...
   }

3. 被调用组件返回时，将参数放入 Intent，并调用 setResult 方法

   Intent res = new Intent(this, ActivityName.class);
   ...
   setResult(RESULT_OK, res);

1.1.2 Activity 的生存周期

Activity 的生存周期主要由以下 7 部分组成：

• onCreate：被创建。在 onCreate 方法中，通过 setContentView(R.layout.xxx) 方法加载布局文件

  onDestroy：被销毁。在代码中，调用 finish() 方法即可销毁该 Activity

  从 onCreate 到 onDestroy 的过程就是 Activity 的完整生存期

• onStart：即将可见

  onStop：不可见。之后，，Activity 进入停止（Stop）状态。

  从 onStart 到 onStop 的过程是 Activity 的可见生存期

• onResume：可见可交互（有焦点）。之后，Activity 进入活动（Active）状态。

  onPause：可见不可交互（失去焦点）。之后，Activity 进入暂停（Pause）状态。

  从 onResume 到 onPause 的过程是 Activity 的前台生存期

• onRestart：重新可见

graph LR
1([onCreate])
2([onDestroy])
3([onStart])
4([onStop])
5([onResume])
6([onPause])
d{{进程被杀死}}
subgraph ac1[Activity 完整生存期]
	1-->3
    subgraph ac2[可见生存期]
    	3-->5
        subgraph ac3[前台生存期]
			5-->6
    		6-.onRestart..->5
        end
        6-->4
    	4-..->3
    end
    4-->2
    6-..->d-..->1
    4-..->d-..->3
end

style ac1 fill:#999999ee,stroke:#000000,color:#ffffff
style ac2 fill:#BBBBBBFF,stroke:#000000
style ac3 fill:#EEEEEEff,stroke:#000000
style 1 fill:#ffffffff
style 2 fill:#ffffffff
style 3 fill:#ffffffff
style 4 fill:#ffffffff
style 5 fill:#ffffffff
style 6 fill:#ffffffff
style d fill:#ffffffaa,stroke:#ffffff

1.1.3 Activity 的启动方式

Activity 的启动方式有以下四种：

• standard

  默认启动模式。每当启动一个新的 Activity，原先的 Activity 就会入栈。

  不论该 Activity 是否已在栈中存在，每次启动都会创建一个新的实例

• singleTop

  启动新的 Activity 时，若栈顶为该 Activity，则使其出栈并使用，而不是创建新实例

• singleTask

  启动新的 Activity 时，若栈中存在该 Activity，则不断使 Activity 出栈，直到将目标 Activity 出栈并使用

• singleInstance

  使用新的返回栈来管理该 Activity

在 AndroidManifest.xml 中，为 Activity 设置 launchMode 属性，即可指定启动方式

调用 Intent 的 setFlags 方法即可设置启动标志

Intent intent = new Intent(this, ActivityName.class);
intent.setFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_CLEAR_TOP);

Intent 启动标志的取值如下所示

Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK	开辟新任务栈
Intent.FLAG_ACTIVITY_CLEAR_TASK	每次跳转后都将清空任务栈。必须搭配 FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK 使用。
Intent.FLAG_ACTIVITY_CLEAR_TOP	与 singleTask 类似。但栈内的目标 Activity 出栈即销毁，之后创建新的 Activity 并使用。
Intent.FLAG_ACTIVITY_NO_HISTORY	与 standard 类似。但栈中不保存新启动的活动实例。
Intent.FLAG_ACTIVITY_SINGLE_TOP	等同于 singleTop 方式

1.1.4 Fragment

Fragment 是 Android 中的一个组件，其能嵌入到 Activity 中，以构建更灵活和模块化的用户界面

Fragment 可以在一个 Activity 中多次重用，也能在多个 Activity 间共享，同时支持在 Activity 中的动态添加、移除和替换。在适配不同大小的屏幕时，可以使用 Fragment 以实现灵活布局。

Fragment 与 Activity 相似，可包含布局和逻辑代码，也有自己的生命周期方法。

Fragment 分为动态加载和静态加载：

• 静态加载

  在 Activity 的布局中直接添加 Fragment

• 动态加载

  创建一个 android.fragment.app.Fragment 类的派生类，并重载其 onCreateView 方法。

  public class MyFragment extends Fragment {
      @Override
      public View onCreateView(LayoutInflater inflater, ViewGroup container, Bundle savedInstanceState) {
          View v = inflater.inflate(R.layout.xxx, container, false);
          return v;
      }
  }

  之后，通过一个 FragmentManager 管理该 Fragment

  MyFragment myFragment = new MyFragment();
  
  FragmentManager manager = getSupportFragmentManager();				// 获取 FragmentManager
  FragmentTransaction transction = manager.beginTransaction();		// 开启一个 Fragment 事务
  transction.replace(R.id.xxx, myFragment);							// 将一个 Fragment 添加到容器中
  transction.commit();												// 提交该 Fragment 事务

1.2 应用程序 Application

Application 是用于保存全局变量的基本类，其生命周期与应用程序相等。

Application 采用单例模式，这意味着同一应用程序的不同 Activity 都能获取相同的 Application。该特性使其可以为数据的共享、传递、缓存等提供便利。

要获取 Application，只需调用如下方法

final Application getApplication()

获取 Application 实例

在应用程序运行时，系统会自动创建一个 Application。也能通过修改 AndroidManifest.xml 文件以使用自定义的 Application 派生类。在其 application 标签内添加 name 属性，即可指定任意的 Application 派生类。

<application
    android:name="xxx"
    ...>
    <activity...>
</application>

只需在自定义的 Application 中建立 HashMap，即可便捷地传递信息。

Application 中有如下方法

void onCreate()	在 Application 创建时被调用 这一步的操作过多时会拖慢程序启动时间
void onTerminate()	在 Application 销毁时被调用 由于 Android 会尽量维持应用程序的运行，该方法有时不会被调用

1.3 服务 Service

Service 是 Android 四大组件之一。其可以在不依赖于用户界面的情况下运行，并且可以在应用程序被关闭后继续运行。多用于在后台执行长时间运行的操作或处理异步任务。

Service 有两种启动方式：

• startService

  通过该方法启动后，Service 将持续在后台运行。仅当外部调用 stopService 方法时才能停止服务

• bindService

  当调用者被销毁时，服务随之销毁。且调用者可调用服务的方法。

下面是 Service 的生命周期图，其指出了方法的调用时机。其中，onCreate 方法仅调用一次，而 onBind、onStartCommand 方法会依照 Service 的启动方法而调用。

1.3.1 在子线程中更新 UI

Android 的 UI 是线程不安全的。若在子线程中直接更新 UI 就会出现异常。

为实现在子线程中的 UI 操作，Android 提供了许多方法。

• Handler 类

  Handler 类允许我们将消息与任务发送到主线程关联的消息队列中。

  首先，在主线程中创建 Handler 对象，重写方法

  Handler handler = new Handler(Looper.getMainLooper()) {
      @Override
      public void handleMessage(@NonNull Message msg) {
          super.handleMessage(msg);
          if (msg.what == 1) {
              TextView tv = findViewById(R.id.title);
              tv.setText("通过 handler 更新");
          }
      }
  };

  之后，在子线程中向 Handler 对象发送消息，其将调用 handleMessage 方法以更新 UI

  Message message = new Message();
  message.what = 1;
  handler.sendMessage(message);

• runOnUiThread 方法

  在子线程中调用 runOnUiThread 方法，可开启新线程以处理 UI 更新操作

  runOnUiThread(new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
          TextView tv = findViewById(R.id.title);
          tv.setText("通过 handler 更新");
      }
  });

1.4 广播接收器 BroadcastReceiver

BroadcastReceiver 是 Android 四大组件之一。为方便各应用程序间以及应用程序内部的通信，Android 引入了广播机制。各应用程序可自行注册广播接收器，以接收特定类型广播。

Android 的广播分为两种：

• 标准广播

  所有广播接收器于同时接到广播。广播传递不可被截断

  Intent intent = new Intent("testtest");
  sendBroadcast(intent);

• 有序广播

  广播接收器以优先级顺序（优先级相同时按注册时间顺序）依次接收广播，先接收者可截断后续广播

  Intent intent = new Intent("testtest");
  sendOrderedBroadcast(intent, null);

要接收广播，就要注册一个广播接收器。

首先创建一个 BroadcastReceiver 的派生类，并实现其 onReceive 方法

class MyBR extends BroadcastReceiver {
    @Override
    public void onReceive(Context context, Intent intent) {
        if (intent != null && intent.getAction().equals("testtest")) {
            Log.d("TESTTEST", "接收广播");
            abortBroadcast();					// 截断有序广播
        }
    }
}

之后，要注册该广播接收器才能接收广播。

注册广播接收器的方法有两种：

• 静态注册

  在 AndroidManifest.xml 的如下位置添加如下语句

  <application...>
      <activity.../>
      
      <receiver
          android:name=".xxxxxx"
          android:exported="true">
          <intent_filter>
              <action android:name="testtest"/>
          </intent_filter>
      </receiver>
  </application>

  该方式在 Android 8.0 之后，还需在发送时指定接收器的完整类名

  Intent intent = new Intent("testtest");
  
  ComponentName componentName = new ComponentName(this, "com.xxxx.xxxx.xxxx");
  intent.setComponent(componentName);
  
  sendBroadcast(intent);

• 动态注册

  在主程序中动态注册广播接收器

  MyBR myBR;
  
  @Override
  protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
      ...
  
      myBR = new MyBR();
      IntentFilter itf = new IntentFilter();
      itf.setPriority(1);						// 设置优先级，将影响有序广播接收
      itf.addAction("testtest");
      registerReceiver(myBR, itf);
  }
  
  @Override
  protected void onDestroy() {
      ...
          
      unregisterReceiver(myBR);
  }