从头开始学Android—应用基础知识

官方说明

Android 应用采用 Java 编程语言编写。Android SDK 工具将您的代码，连同任何数据和资源文件编译到一个 APK： Android 软件包，即带有 .apk 后缀的存档文件中。一个 APK 文件包含 Android 应用的所有内容，它是基于 Android 系统的设备用来安装应用的文件。

那么Android程序是怎么从源码变成可以安装使用的apk的呢

​ 简易版

apk_easy.png

​ 官方版

apk_m.png

​ 详细版

apk_h.png

APK的打包与安装比较复杂，这里暂时不展开讨论，留待以后单独成文说明，在此简单总结一下基本的流程：

1. 利用aapt打包资源文件，生成R.java和编译后的资源
2. 处理aidl文件，生成相应java 文件
3. 编译工程源代码，生成相应class 文件
4. 通过dex工具把class文件转换成dex文件
5. 生成apk文件
6. 对apk签名
7. 对签名后的apk文件进行对齐处理，使apk中所有资源文件距离文件起始偏移为4字节的整数倍，从而在通过内存映射访问apk文件时会更快

安装到设备后，每个 Android 应用都运行在自己的安全沙箱（SandBox）内：

Android扩展了Linux内核安全模型的用户与权限机制，将多用户操作系统的用户隔离机制巧妙地移植为应用程序隔离。在linux中，一个用户标识（UID）识别一个给定用户；在Android上，一个UID则识别一个应用程序。在安装应用程序时向其分配UID（该 ID 仅由系统使用，应用并不知晓）。应用程序在设备上存续期间内，其UID保持不变。仅限用于允许或限制应用程序（而非用户）对设备资源的访问。如此，Android的安全机制与Linux内核的安全模型完美衔接！不同的应用程序分别属于不同的用户，因此，应用程序运行于自己独立的进程空间，每个进程都具有自己的虚拟机 (VM),与UID不同的应用程序自然形成资源隔离，如此便形成了一个操作系统级别的应用程序“沙箱”

Android 系统可以通过沙箱模型实现最小权限原则。也就是说，默认情况下，每个应用都只能访问执行其工作所需的组件，而不能访问其他组件。 这样便营造出一个非常安全的环境，在这个环境中，应用无法访问系统中其未获得权限的部分。

不过，应用仍然可以通过一些途径与其他应用共享数据以及访问系统服务：

• 可以安排两个应用共享同一 Linux 用户 ID，在这种情况下，它们能够相互访问彼此的文件。为了节省系统资源，可以安排具有相同用户 ID 的应用在同一 Linux 进程中运行，并共享同一 VM（应用还必须使用相同的证书签署）；
• 应用可以请求访问设备数据（如用户的联系人、短信、可装入存储装置 [SD 卡]、相机、蓝牙等）的权限。所有应用权限都必须由用户在安装时授予。

应用组件

应用组件是 Android 应用的基本构建基块.共有四种不同的应用组件类型。每种类型都服务于不同的目的，其各自都有不同的生命周期。

• Activity

  Activity表示具有用户界面的单一屏幕。譬如一个显示用户信息的Activity。Activity是四大组件中唯一具有界面的组件。

• Service

  Service是一种在后台运行的组件，用户可以执行长时间运行的操作，但是这个长时间也是相对来说的，如果在Service中执行时间过长，也会引起ANR。

• ContentProvier

  ContentProvier 管理一组共享的应用数据。您可以将数据存储在文件系统、SQLite 数据库、Web 上或您的应用可以访问的任何其他永久性存储位置。其他应用可以通过内容提供程序查询数据，甚至修改数据（如果内容提供程序允许）

• BroadcastReceiver

  BroadcastReceiver 是一种用于响应系统范围广播通知的组件。许多广播都是由系统发起的，例如，通知屏幕已关闭、电池电量不足或已拍摄照片的广播。

启动组件

四种组件类型中的三种—Activity、服务和广播接收器，通过名为 Intent的异步消息进行启动。 Intent 会在运行时将各个组件相互绑定（您可以将 Intent 视为从其他组件请求操作的信使），无论组件属于您的应用还是其他应用。

每种类型的组件有不同的启动方法：

• 您可以通过将 Intent 传递到 startActivity() 或 startActivityForResult()（当您想让 Activity 返回结果时）来启动 Activity（或为其安排新任务）；
• 您可以通过将 Intent 传递到 startService() 来启动服务（或对执行中的服务下达新指令）。或者，您也可以通过将 Intent 传递到bindService() 来绑定到该服务；
• 您可以通过将 Intent 传递到 sendBroadcast()、sendOrderedBroadcast() 或 sendStickyBroadcast() 等方法来发起广播；
• 您可以通过在 ContentResolver 上调用 query() 来对内容提供程序执行查询。

清单文件

在 Android 系统启动应用组件之前，系统必须通过读取应用的 AndroidManifest.xml 文件（“清单”文件）确认组件存在。您的应用必须在此文件中声明其所有组件，该文件必须位于应用项目目录的根目录中。

除了声明应用的组件外，清单文件还有许多其他作用，如：

• 确定应用需要的任何用户权限，如互联网访问权限或对用户联系人的读取权限
• 根据应用使用的 API，声明应用所需的最低API 级别
• 声明应用使用或需要的硬件和软件功能，如相机、蓝牙服务或多点触摸屏幕
• 应用需要链接的 API 库（Android 框架 API 除外），如 Google Maps API 库
• 其他功能

应用资源

Android 应用并非只包含代码—它还需要与源代码分离的资源，如图像、音频文件以及任何与应用的视觉呈现有关的内容。Android一般使用XML定义界面布局，对应的资源（如图片）放到对应的资源目录。提供与源代码分离的资源的其中一个最重要优点在于，您可以提供针对不同设备配置的备用资源。