Android(安卓)开发简介

http://www.ibm.com/developerworks/cn/opensource/os-android-devel/

黑莓和 iPhone 都提供了受欢迎的、高容量的移动平台，但是却分别针对两个不同的消费群体。黑莓是企业业务用户的不二选择。但是，作为一种消费设备，它在易用性和 “新奇特性” 方面难以和 iPhone 抗衡。Android 则是一个年轻的、有待开发的平台，它有潜力同时涵盖移动电话的两个不同消费群体，甚至可能缩小工作和娱乐之间的差别

如今，很多基于网络或有网络支持的设备都运行某种 Linux 内核。这是一种可靠的平台：可经济有效地进行部署和提供支持，并且可直接作为面向部署的良好的设计方法。这些设备的 UI 通常是基于 HTML 的，可通过 PC 或 Mac 浏览器查看。但并不是每个设备都需要通过一个常规的计算设备来控制。想象一下传统的家用电器，例如电炉、微波炉或面包机。如果您的家用电器由 Android 控制，并且有一个彩色触摸屏，会怎么样？如果电炉上有一个 Android UI，那么操控者甚至可以烹饪点什么东西。

在本文中，了解 Android 平台，以及如何将它用于移动和非移动应用程序。安装 Android SDK，并构建一个简单的应用程序。下载本文中的示例应用程序的源代码。

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Android 简史

Android 平台是 Open Handset Alliance 的成果，Open Handset Alliance 组织由一群共同致力于构建更好的移动电话的公司组成。这个组织由 Google 领导，包括移动运营商、手持设备制造商、零部件制造商、软件解决方案和平台提供商以及市场营销公司。从软件开发的观点看，Android 正处在开源领域的中心位置。

市场上第一款支持 Android 的手机是由 HTC 制造并由 T-Mobile 供应的 G1。这款设备从设想到推出花了大约一年的时间，惟一可用的软件开发工具是一些实行增量改进的 SDK 发行版。随着 G1 发行日的临近，Android 团队发布了 SDK V1.0，用于这个新平台的应用程序也浮出水面。

为了鼓励创新，Google 举办了两届 “Android Developer Challenges”，为优胜的参赛作品提供数百万美金的奖励。G1 问世几个月之后，随后就发布了 Android Market，它使用户可以浏览应用程序，并且可以将应用程序直接下载到他们的手机上。经过大约 18 个月，一个新的移动平台进入公众领域。

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Android 平台

Android 有丰富的功能，因此很容易与桌面操作系统混淆。Android 是一个分层的环境，构建在 Linux 内核的基础上，它包括丰富的功能。UI 子系统包括：

窗口
视图
用于显示一些常见组件（例如编辑框、列表和下拉列表）的小部件

Android 包括一个构建在 WebKit 基础上的可嵌入浏览器，iPhone 的 Mobile Safari 浏览器同样也是以 WebKit 为基础。

Android 提供多种连接选项，包括 WiFi、蓝牙和通过蜂窝（cellular）连接的无线数据传输（例如 GPRS、EDGE 和 3G）。Android 应用程序中一项流行的技术是链接到 Google 地图，以便在应用程序中显示地址。Android 软件栈还提供对基于位置的服务（例如 GPS）和加速计的支持，不过并不是所有的 Android 设备都配备了必需的硬件。另外还有摄像支持。

过去，移动应用程序努力向桌面应用程序看齐的两个领域分别是图形/媒体和数据存储方法。Android 通过提供对 2D 和 3D 图形的内置支持，包括 OpenGL 库，解决了图形方面的挑战。由于 Android 平台包括流行的开源 SQLite 数据库，因此缓解了数据存储的负担。图 1 显示一个简化的 Android 软件层次结构。

图 1. Android 软件层次结构

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应用程序架构

如前所述，Android 运行在 Linux 内核上。Android 应用程序是用 Java 编程语言编写的，它们在一个虚拟机（VM）中运行。需要注意的是，这个 VM 并非您想象中的 JVM，而是 Dalvik Virtual Machine，这是一种开源技术。每个 Android 应用程序都在 Dalvik VM 的一个实例中运行，这个实例驻留在一个由 Linux 内核管理的进程中，如下图所示。

图 2. Dalvik VM

Android 应用程序由一个或多个组件组成：

活动: 具有可视 UI 的应用程序是用活动实现的。当用户从主屏幕或应用程序启动器选择一个应用程序时，就会开始一个动作。
服务: 服务应该用于任何需要持续较长时间的应用程序，例如网络监视器或更新检查应用程序。
内容提供程序: 可以将内容提供程序看作数据库服务器。内容提供程序的任务是管理对持久数据的访问，例如 SQLite 数据库。如果应用程序非常简单，那么可能不需要创建内容提供程序。如果要构建一个较大的应用程序，或者构建需要为多个活动或应用程序提供数据的应用程序，那么可以使用内容提供程序实现数据访问。
广播接收器: Android 应用程序可用于处理一个数据元素，或者对一个事件（例如接收文本消息）做出响应。

Android 应用程序是连同一个 AndroidManifest.xml 文件一起部署到设备的。AndroidManifest.xml 包含必要的配置信息，以便将它适当地安装到设备。它包括必需的类名和应用程序能够处理的事件类型，以及运行应用程序所需的许可。例如，如果应用程序需要访问网络 — 例如为了下载一个文件 — 那么 manifest 文件中必须显式地列出该许可。很多应用程序可能启用了这个特定的许可。这种声明式安全性有助于减少恶意应用程序损害设备的可能性。

下一节讨论构建 Android 应用程序所需的开发环境。

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所需的工具

开始开发 Android 应用程序的最简捷的方式是下载 Android SDK 和 Eclipse IDE（参见参考资料）。Android 开发可以在 Microsoft® Windows®、Mac OS X 或 Linux 上进行。

本文假设您使用的是 Eclipse IDE 和用于 Eclipse 的 Android Developer Tools 插件。Android 应用程序是用 Java 语言编写的，但是是在 Dalvik VM（非 Java 虚拟机）中编译和执行的。在 Eclipse 中用 Java 语言编程非常简单；Eclipse 提供一个丰富的 Java 环境，包括上下文敏感帮助和代码提示。Java 代码通过编译后，Android Developer Tools 可确保适当地将它打包，包括 AndroidManifest.xml 文件。

虽然没有 Eclipse 和 Android Developer Tools 插件也可以开发 Android 应用程序，但是那样就需要熟悉 Android SDK。

Android SDK 是作为一个 ZIP 文件发布的，可以将该文件解压到硬盘上的一个目录中。由于有多个 SDK 更新，建议有意识地组织开发环境，以便在不同的 SDK 安装之间轻松地切换。SDK 包括：

android.jar: Java 归档文件，其中包含构建应用程序所需的所有的 Android SDK 类。
documention.html 和 docs 目录: 本地和网上提供的 SDK 文档。这些文档的主要形式为 JavaDocs，以便于在 SDK 中导航大量的包。文档还包括一个高级开发指南和 Android 社区的链接。
Samples 目录: samples 子目录包含各种应用程序的源代码，包括 ApiDemo，该应用程序演示了很多 API。这个示例应用程序可以作为 Android 应用程序开发的良好起点。
Tools 目录: 包含所有用于构建 Android 应用程序的命令行工具。最常用、最有用的工具是 adb 实用程序（Android Debug Bridge）。
usb_driver: 该目录包含将开发环境连接到支持 Android 的设备（例如 G1 或 Android Dev 1 解锁开发手机）所需的驱动程序。只有 Windows 平台的开发人员才需要这些文件。

Android 应用程序可以在实际的设备上运行，也可以在 Android SDK 附带的 Android Emulator 上运行。图 3 显示 Android Emulator 的主屏幕。

图 3. Android Emulator

Android Debug Bridge

adb 实用程序支持一些可选命令行参数，以提供强大的特性，例如复制文件到设备或从设备复制文件。可以使用 shell 命令行参数连接到手机本身，并发送基本的 shell 命令。图 4 显示在通过 USB 线连接到 Windows 笔记本电脑的一个实际设备上运行的 adb shell 命令。

图 4. 使用 adb shell 命令

在这个 shell 环境中，可以：

显示网络配置，网络配置可显示多个网络连接。注意这多个网络连接：
- lo 是本地或 loopback 连接。
- tiwlan0 是 WiFi 连接，该连接由本地 DHCP 服务器提供一个地址。
显示 PATH 环境变量的内容。
执行 su 命令，以成为超级用户。
将目录改为 /data/app，其中存放用户应用程序。
列出包含某个应用程序的目录。Android 应用程序文件实际上是归档文件，可通过 WinZip 之类的软件查看。扩展名为 apk。
发出 ping 命令，查看 Google.com 是否可用。

从相同的命令提示符环境中，还可以与 SQLite 数据库交互，启动程序以及执行许多其他系统级任务。想像一下您正在连接到电话，因此这是非常了不起的功能。

在下一节，您将创建一个简单的 Android 应用程序。

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编写一个基本的应用程序

本节展示如何构建一个 Android 应用程序。示例应用程序非常简单：一个修改后的 “Hello Android” 应用程序。您将进行一个微小的修改，使屏幕背景全部变为白色，以便把手机用作手电筒。这个例子不是很有创意，但是可以作为一个有用的例子。请下载完整的源代码。

为了在 Eclipse 中创建应用程序，选择 File > New > Android project，这将启动 New Android Project 向导。

图 5. New Android project 向导

接下来，创建一个简单的应用程序，该应用程序有一个活动，并且在 main.xml 中有一个 UI 布局。布局包含一个文本元素，您将修改这个文本元素，以显示 Android FlashLight。下面的清单显示了这个简单的布局。

清单 1. Flashlight 布局

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"    android:orientation="vertical"    android:layout_width="fill_parent"    android:layout_height="fill_parent"    android:background="@color/all_white"><TextView      android:layout_width="fill_parent"     android:layout_height="wrap_content"     android:text="@string/hello" android:textColor="@color/all_black"    android:gravity="center_horizontal"/></LinearLayout>

在 strings.xml 中创建两个颜色资源。

清单 2. strings.xml 中的颜色

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><resources>    <string name="hello">Android FlashLight</string>    <string name="app_name">FlashLight</string>    <color name="all_white">#FFFFFF</color>    <color name="all_black">#000000</color></resources>

主屏幕布局有一个定义为 all_white 的背景色。在 strings.xml 文件中，可以看到 all_white 被定义为一个值为 #FFFFFF 的 RGB 三元组，即纯白。

布局包含一个 TextView，这实际上是一块静态文本。它是不可编辑的。文本被设为黑色，并通过 gravity 属性设为水平居中。

该应用程序有一个名为 FlashLight.java 的 Java 源文件，如以下清单所示。

清单 3. Flashlight.java

package com.msi.flashlight;import android.app.Activity;import android.os.Bundle;public class FlashLight extends Activity {    /** Called when the activity is first created. */    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {        super.onCreate(savedInstanceState);        setContentView(R.layout.main);    }}

该代码是直接来自 New Project 向导的模板代码：

它是 Java 包 com.msi.flashlight 的一部分。
它有两个 import：
- 一个用于 activity 类
- 一个用于 bundle 类
当该活动发起后，onCreate 方法被调用，传入一个 savedInstanceState。对于我们来说，不必关心这个 bundle。只有在暂停然后恢复活动时才会用到。
onCreate 方法覆盖了同名的 activity 类方法。它调用超类的 onCreate 方法。
对 setContentView() 的调用将关联 main.xml 文件中定义的 UI 布局。main.xml 和 strings.xml 中的任何内容都自动映射到 R.java 源文件中定义的常量。任何时候都不要直接编辑这个文件，因为它随着每次构建而改变。

运行该应用程序可以看到一个白色屏幕，其中有黑色文本。

图 6. flashlight 的白色屏幕

下面显示用于 FlashLight 应用程序的 AndroidManifest.xml 文件。

清单 4. 用于 FlashLight 的 AndroidManifest.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"      package="com.msi.flashlight"      android:versionCode="1"      android:versionName="1.0.0">    <application android:icon="@drawable/icon" android:label="@string/app_name">        <activity android:name=".FlashLight"                  android:label="@string/app_name">            <intent-filter>                <action android:name="android.intent.action.MAIN" />                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />            </intent-filter>        </activity>    </application></manifest>

该文件是由用于 Eclipse 的 Android Developer Tools 插件自动创建的。您不需要做任何事情。

当然，这个应用程序并不是很强大。但是如果希望读点书，又不想打扰正在睡觉的爱人，或者如果需要在断电时去地下室查看保险丝盒，那么这个应用程序还是很方便的。

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结束语

在本文中，您阅读了对 Android 的简介，并构建了一个小型的应用程序。希望本文中的例子能激起您进一步探索 Android 平台的兴趣。Android 有望成为对市场产生深远影响的开源平台，它的用处将远远超越移动电话。

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