Android平臺應用軟件開發(fā)緒論

緒論1.1Android操作系統(tǒng)簡介1.2軟件系統(tǒng)架構(gòu)

1.1Android操作系統(tǒng)簡介

隨著手機硬件技術(shù)和移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，手機的功能已不僅僅拘泥于單純的打電話、發(fā)短信，還具有了多媒體播放、高速網(wǎng)絡(luò)瀏覽、GPS定位、無線連接甚至更多的功能。隨著移動通信技術(shù)的飛速發(fā)展和移動互聯(lián)時代的到來，手機作為人們必備的移動通信工具，已從簡單的通話工具演變成一個移動的個人信息收集和處理的平臺。借助操作系統(tǒng)和豐富的應用軟件，手機成了一臺智能移動終端。

市場上流行的智能手機操作系統(tǒng)有SymbianOS、AndroidOS、WindowsPhone、iOS、Blackberry等。其中AndroidOS和iOS系統(tǒng)不僅僅在智能手機市場份額中遙遙領(lǐng)先，而且這種優(yōu)勢仍在不斷增加。根據(jù)全球領(lǐng)先的移動互聯(lián)網(wǎng)第三方數(shù)據(jù)挖掘與整合營銷機構(gòu)艾媒咨詢數(shù)據(jù)顯示，2012年中國智能手機市場AndroidOS份額達到68.6%，占據(jù)絕對主流地位。

Android英文原意為“機器人”。2003年AndyRubin在美國創(chuàng)辦了一家名為Android的公司，其主要經(jīng)營業(yè)務(wù)為手機軟件和手機操作系統(tǒng)。2005年Google公司收購了Android公司。此后Google公司與摩托羅拉、中國移動、宏達、高通和T-Mobile等30多家無線通信領(lǐng)軍企業(yè)組成了開放手機聯(lián)盟，合作開發(fā)基于Linux的開源手機操作系統(tǒng)，并于2007年11月5日正式推出了基于Linux2.6標準內(nèi)核的開源手機操作系統(tǒng)，命名為Android。

1.1.1Android平臺的特性

1．采用Java語言

Java是一種面向?qū)ο蟮恼Z言，可以在很多設(shè)備和操作系統(tǒng)上使用，學習起來比較容易，上手比較快。而且學習Java語言可以幫助開發(fā)者更好地了解其他操作系統(tǒng)的應用開發(fā)過程，起到一通皆通的效果。

2．可移植性好

Android應用程序使用Java編程語言開發(fā)，因為Java語言的跨平臺性，Android應用程序能夠很容易地移植到其他移動操作系統(tǒng)上。

3．良好的開發(fā)環(huán)境

谷歌公司為Android開發(fā)者營造了良好的開發(fā)環(huán)境。AndroidStudio開發(fā)工具有利于開發(fā)者為Android系統(tǒng)開發(fā)新的應用和游戲，該工具的開發(fā)環(huán)境和模式非常豐富和便捷，可以為開發(fā)者提供相關(guān)的測試工具和各種數(shù)據(jù)分析。

4．開發(fā)門檻低

想要為iOS操作系統(tǒng)開發(fā)一款應用，首先開發(fā)者得有一臺Mac電腦。而Android應用開發(fā)者在Windows、Mac還有Linux操作系統(tǒng)上都能完成Android應用程序的開發(fā)工作。

5．市場份額

2014年年底的數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示全球有16億的Android用戶，與此同時，iOS用戶只有3億，而Blackberry以及其他移動操作系統(tǒng)的用戶數(shù)量加起來只有9100萬。對于開發(fā)者而

言，用戶數(shù)量是影響應用程序使用量最直接、最重要的因素。

6．盈利能力

Google是互聯(lián)網(wǎng)公司，靠服務(wù)掙錢；而Apple是設(shè)備商，靠設(shè)備去賺錢。Apple要做的是Apple認為最人性化的設(shè)備，Apple的軟件是為Apple的設(shè)備服務(wù)的。因此iPhone平臺中很多游戲和應用都是收費的。但是Android不同，Android平臺的大多數(shù)應用和游戲都是免費的，因此在Android平臺中，會有更多的用戶愿意去嘗試新的應用和游戲，其盈利多來自應用和游戲中的廣告。這種模式更容易被用戶接受。

1.1.2Android系統(tǒng)架構(gòu)

Android是一個開放源代碼的操作系統(tǒng)。Android和其操作系統(tǒng)一樣，采用了分層架構(gòu)。從架構(gòu)圖看，Android分為四層，從高層到低層分別是應用程序?qū)?APPLICATIONS)、應用程序框架層(APPLICATIONFRAMEWORK)、系統(tǒng)庫層(LIBRARIES)和Linux核心層(LINUXKERNEL)，如圖1-1所示。圖1-1Android系統(tǒng)構(gòu)架圖

1．應用程序?qū)?/p>

Android操作系統(tǒng)發(fā)布時，系統(tǒng)中就包含了一系列核心應用程序包，包括E-mail客戶端、SMS短消息程序、日歷、地圖、瀏覽器、聯(lián)系人管理程序等。

2．應用程序框架層

Android的應用程序框架為應用程序?qū)拥拈_發(fā)者提供了簡單方便的API框架，應用程序?qū)拥拈_發(fā)者可以使用該層提供的API開發(fā)出自己的應用程序。

3．系統(tǒng)庫層和Android運行環(huán)境

Android的系統(tǒng)庫層分成兩個部分，一個是系統(tǒng)包含的各種庫，另一個是Android運行環(huán)境。

系統(tǒng)庫包括九個使用庫，分別是圖層管理(SurfaceManager)、媒體庫(MediaFramework)、SQLite、OpenGL|ES、FreeType、WebKit、SGL、SSL和libc。這些庫能被Android系統(tǒng)中不同的組件使用。它們大多是使用C和C++實現(xiàn)的，可以通過Android應用程序框架為開發(fā)者提供服務(wù)。

Android運行環(huán)境主要指的是虛擬機技術(shù)——Dalvik。Dalvik虛擬機和一般Java虛擬機不同，Dalvik虛擬機執(zhí)行擴展名為dex的Dalvik可執(zhí)行文件，該格式文件針對小內(nèi)存使用做了優(yōu)化。每一個Android應用程序都在它自己的進程中運行，都擁有一個獨立的Dalvik虛擬機實例。Dalvik被設(shè)計成一個設(shè)備可以同時高效地運行多個虛擬系統(tǒng)。

4．Linux核心層

Linux操作系統(tǒng)具有一些重要的特點，首先是開源，其次強大的內(nèi)存管理和進程管理方案、基于權(quán)限的安全模式、經(jīng)過認證的驅(qū)動模型等特征都非常符合移動平臺的要求，因此Android系統(tǒng)選擇采用Linux內(nèi)核。雖然Android采用了Linux內(nèi)核，但也根據(jù)移動平臺特征對Linux內(nèi)核系統(tǒng)做了一些改動。例如Android并沒有采用glibc作為C庫，而是采用Google自己開發(fā)的一套BionicLibc來代替glibc。此外，Android還對Linux設(shè)備驅(qū)動進行了增強等。

1.2軟件系統(tǒng)架構(gòu)隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，越來越多的商業(yè)系統(tǒng)被搬上Internet，一種新的、更具生命力的體系結(jié)構(gòu)被廣泛采用，這就是我們熟知的“三層/多層體系結(jié)構(gòu)”，也就是我們常說的B/S機構(gòu)。三層體系結(jié)構(gòu)中，客戶層是用戶接口和用戶請求的發(fā)出地，典型的應用是網(wǎng)絡(luò)瀏覽器；服務(wù)器層是負責處理客戶層提交請求的計算機，典型的應用是Web服務(wù)器和運行業(yè)務(wù)代碼的應用程序服務(wù)器；數(shù)據(jù)層是為整個軟件系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)源基地，典型的應用是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫和其他后端數(shù)據(jù)資源，如Oracle、SAP、R/3等。

1.2.1C/S結(jié)構(gòu)

C/S結(jié)構(gòu)，即Client/Server(客戶機/服務(wù)器)結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)把數(shù)據(jù)庫內(nèi)容放在遠程的服務(wù)器上，而在客戶機上安裝了相應軟件。C/S軟件一般采用兩層結(jié)構(gòu)，由兩部分構(gòu)成：前端是客戶機，即用戶界面(Client)結(jié)合了表示與業(yè)務(wù)邏輯，接收用戶的請求，并向數(shù)據(jù)庫服務(wù)提出請求，通常是一個PC；后端是服務(wù)器，即數(shù)據(jù)管理(Server)將數(shù)據(jù)提交給客戶端，客戶端將數(shù)據(jù)進行計算并將結(jié)果呈現(xiàn)給用戶，還要提供完善的安全保護及對數(shù)據(jù)的完整性處理等操作，并允許多個客戶同時訪問同一個數(shù)據(jù)庫。

C/S結(jié)構(gòu)在技術(shù)上很成熟，它的主要特點是交互性強、具有安全的存取模式、網(wǎng)絡(luò)通信量低、響應速度快、有利于處理大量數(shù)據(jù)。但是具有該結(jié)構(gòu)的程序的針對性較強，變更不夠靈活，維護和管理的難度較大，通常只局限于小型局域網(wǎng)，不利于擴展。并且，由于具有該結(jié)構(gòu)的每臺客戶機都需要安裝相應的客戶端程序，分布功能弱且兼容性差，不能實現(xiàn)快速部署安裝和配置，因此缺少通用性，具有較大的局限性，且要求具有一定專業(yè)水準的技術(shù)人員才能完成。

1.2.2B/S結(jié)構(gòu)

B/S結(jié)構(gòu)，即Browser/Server(瀏覽器/服務(wù)器)結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)只安裝維護一個服務(wù)器(Server)，而客戶端采用瀏覽器(Browse)。它是隨著Internet技術(shù)的興起，對C/S結(jié)構(gòu)的一種變化和改進，主要利用了不斷成熟的WWW(萬維網(wǎng))瀏覽器技術(shù)，結(jié)合了多種Script語言(VBScript、javascript等)和ActiveX技術(shù)，是一種全新的軟件系統(tǒng)構(gòu)造技術(shù)。

B/S三層體系結(jié)構(gòu)采用三層客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)，在數(shù)據(jù)管理層(Server)和用戶界面層(Client)增加了一層結(jié)構(gòu)，稱為中間件(Middleware)，使整個體系結(jié)構(gòu)成為三層。三層結(jié)構(gòu)是伴隨著中間件技術(shù)的成熟而興起的，核心概念是利用中間件將應用分為表示層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)存儲層三個不同的處理層次。這三個層次是從邏輯上劃分的，具體的物理分法可以有多種組合。中間件作為構(gòu)造三層結(jié)構(gòu)應用系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺，提供了以下主要功能：負責客戶機與服務(wù)器、服務(wù)器與服務(wù)器間的連接和通信；實現(xiàn)應用與數(shù)據(jù)庫的高效連接；提供一個三層結(jié)構(gòu)應用的開發(fā)、運行、部署和管理的平臺。這種三層結(jié)構(gòu)在層與層之間相互獨立，任何一層的改變不會影響其他層的功能。

B/S結(jié)構(gòu)的主要特點是分布性強、維護方便、開發(fā)簡單、共享性強、總體擁有成本低。但同時，數(shù)據(jù)安全問題顯現(xiàn)、數(shù)據(jù)傳輸速度慢、軟件的個性化特點明顯降低，且對服務(wù)器要求過高，這些缺點是顯而易見的，難以實現(xiàn)傳統(tǒng)模式下的特殊功能要求。例如通過瀏覽器進行大量數(shù)據(jù)輸入、報表的應答、專用性打印輸出比較困難，實現(xiàn)復雜的應用構(gòu)造也有較大的困難。雖然可以用ActiveX、Java等技術(shù)開發(fā)較為復雜的應用，但是相對于發(fā)展已非常成熟的C/S一系列應用工具來說，這些技術(shù)的開發(fā)復雜，并沒有完全成熟的技術(shù)工具供使用。

1.2.3C/S結(jié)構(gòu)與B/S結(jié)構(gòu)的分析比較

1．硬件環(huán)境不同

C/S建立在局域網(wǎng)的基礎(chǔ)上，通過專門服務(wù)器提供連接和數(shù)據(jù)交換服務(wù)，所處理的用戶不僅固定，并且處于相同區(qū)域，要求擁有相同的操作系統(tǒng)。B/S建立在廣域網(wǎng)的基礎(chǔ)上，自己管理信息，有比C/S更強的適應范圍，一般只要有操作系統(tǒng)和瀏覽器就行，與操作系統(tǒng)平臺關(guān)系較小，面向不可知的用戶群。

2．結(jié)構(gòu)不同

C/S軟件一般采用兩層結(jié)構(gòu)，而B/S采用三層結(jié)構(gòu)。這兩種結(jié)構(gòu)的不同點是兩層結(jié)構(gòu)中客戶端參與運算，而三層結(jié)構(gòu)中客戶端不參與運算，只是簡單地接收用戶的請求，顯示最后的結(jié)果。由于三層結(jié)構(gòu)中的客戶端并不需要參與計算，所以對客戶端的計算機電腦配置要求較低。

3．處理模式不同

B/S的處理模式與C/S相比，大大簡化了客戶端，只要裝上操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件以及瀏覽器即可，這時的客戶機稱為瘦客戶機，而服務(wù)器則集中了所有的應用邏輯。

4．系統(tǒng)維護不同

系統(tǒng)維護是在軟件生存周期中開銷最大的一部分。C/S程序由于其本身的整體性，必須整體考察并處理出現(xiàn)的問題，而B/S結(jié)構(gòu)的客戶端不必安裝及維護。

5．對安全要求不同

由于C/S采用點對點的配對結(jié)構(gòu)模式，并采用適用于局域網(wǎng)、安全性比較好的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(例如NT的NetBEUI協(xié)議)，安全性可得到較好的保證。C/S一般面向相對固定的用戶群，程序更加注重流程，它可以對權(quán)限進行多層次校驗，提供了更安全的存取模式，對信息安全的控制能力很強。

1.2.4軟件系統(tǒng)架構(gòu)總結(jié)

通過對軟件系統(tǒng)架構(gòu)的了解，我們可以得出這樣的結(jié)論，無論采用怎樣的軟件系統(tǒng)架構(gòu)，一個軟件系統(tǒng)的構(gòu)成大體可分為三層：圖形界面層、業(yè)務(wù)邏輯處理層和數(shù)據(jù)層。

第一層是圖形界面層，該層的主要作用是提供軟件系統(tǒng)的界面，用來和用戶進行交互。這一層主要表現(xiàn)為客戶機上的客戶端程序，因此這層主要是以客戶端程序的編程語言來實現(xiàn)的。

在B/S結(jié)構(gòu)中，該層主要表現(xiàn)在瀏覽器訪問頁面上，因此該層主要是以html語言、css、JavaScript語言來實現(xiàn)的。在Android軟件開發(fā)中，這一層主要是由Android中的四大組件和UI控件來實現(xiàn)的。

軟件系統(tǒng)的最底層是整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)層，這一層的主要作用是為整個軟件系統(tǒng)提供需要的數(shù)據(jù)或者對用戶從圖形界面層傳入的數(shù)據(jù)進行保存，無論在C/S結(jié)構(gòu)還是B/S結(jié)構(gòu)中，這一層都是由數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)的，例如我們常見的MySQL、SQLServer、Oracle等數(shù)據(jù)庫。

軟件系統(tǒng)的中間層是業(yè)務(wù)邏輯處理層，該層的主要作用是將用戶界面層中用戶提交的數(shù)據(jù)進行處理后存放到數(shù)據(jù)層，或者從數(shù)據(jù)層取得數(shù)據(jù)進行處理后提供給圖形界面層使用。這一層主要根據(jù)軟件系統(tǒng)開發(fā)時所使用的語言來實現(xiàn)。Android軟件開發(fā)使用的主要工具是Java語言，因此在Android軟件開發(fā)中該層也主要是由Java語言來實現(xiàn)的。

1．Android界面開發(fā)技術(shù)

技術(shù)包含的學習內(nèi)容主要有以下幾種：

(1)?Android最常見的五種Layout布局。

(2)常用控件。

(3)界面美化。

2．Android數(shù)據(jù)存儲技術(shù)

Android中的數(shù)據(jù)存儲方式主要有四種：

(1)?SharedPrefereneces存儲方式。

(2)文件存儲。

(3)?SQLite數(shù)據(jù)庫存儲。

(4)網(wǎng)絡(luò)存儲數(shù)據(jù)。

3．Android中的四大組件

Android四大基本組件分別是Activity組件、BroadcastReceiver(廣播接收者)、Service

(服務(wù))和ContentProvider(內(nèi)容提供者)。

(1)?Activity(組件)。

在Android應用程序中，一個Activity通常就是一個單獨的屏幕，它上面可以顯示一些控件，也可以監(jiān)聽并對用戶的事件做出響應。

(2)?BroadcastReceiv