基于Android平台的应用开发研究

基于Android平台的应用开发研究

摘要：Android平台是Google推出的新一代智能手机平台。深入

讨论了Android平台的系统架构、应用程序的构成，并详细介绍

了在Windows系统下的Android开发环境的搭建。

关键词：Google Android；智能手机平台；应用程序；环境

搭建

Android一词的本义是指机器人，同时也是Google于2007

年11月5日牵手34家移动技术和无线应用领域的领军企业联合

组成的手机开发联盟(Open Handset Alliance)宣布的基于Linux平

台的开源手机操作系统的名称，该平台由操作系统、中间件、用

户界面和应用软件组成，号称是首个为移动终端打造的真正开放

和完整的移动软件。其开放性保证该平台不存在任何阻碍移动产

业创新的阻碍，开发人员在该平台开发的所有应用程序，必须是

使用java语言编写的，在Android Runtime的Dalivk虚拟机上运

行的。

1Android系统架构

Android基本上就是一种嵌入式Linux系统再加上一些重要

的手机应用开发软件，如果深入研究其系统架构，其整体自底向

上由4个主要层次构成，包括Linux Kernel(Linux内核层)、

Library(函数库)和Android Runtime(Android运行时库)、

Application Framework(应用软件架构)、Application(应用程序)，

如图1所示。

（1）Linux Kernel(Linux内核层)：Android基于Linux 2.6

提供核心系统服务，负责硬件的驱动程序、网络堆栈、电源、系

统安全机制、进程管理以及内存管理等功能。Linux Kernel也作

为硬件和软件之间的抽象层，它隐藏具体硬件细节而为上层提供

统一的服务。 如果学过计算机网络的人知道OSI/RM，就会知

道分层的好处就是使用下层提供的服务而为上层提供统一的服

务，屏蔽本层及以下层的差异，当本层及以下层发生了变化不会

影响到上层。特别的是，这个内核操作系统并非类GUN/Linux

的，所图1Android 系统架构

以其系统库、系统初始化和编程接口都和标准的Linux系统

有所不同。它没有采用虚拟内存文件系统，而是采用YAFFS2文

件系统。

（2）Library(函数库)和Android Runtime(Android运行时库)：

Library(函数库)由大多数开放源代码的函数库组成，包含一个

C/C++库的集合，供Android系统的各个组件使用。这些功能通

过Android的应用程序框架（Application Framework）展示给开

发者，例如准C函数库Libc、OpenSSL、SQLite等；网页函数

库WebKit负责Android网页浏览器的运行；媒体库基于

PacketVideo的OpenCORE，这些库支持播放和录制许多流行的

音频和视频格式，以及静态图像文件，包括MPEG4、 H.264、

MP3、 AAC、 AMR、JPG、 PNG；界面管理，管理访问显示

子系统和无缝组合多个应用程序的二维和三维图形层；

LibWebCore，新式的Web浏览器引擎,驱动Android 浏览器和内

嵌的Web视图；SGL，基本的2D图形引擎；3D库，基于OpenGL

ES 1.0 APIs的实现。所有应用程序都可以使用的强大而轻量级的

关系数据库引擎。

Android Runtime(Android运行时库)是和Library(函数库)并

行的，在此提供Android特有的Java内核函数库与可转换Java

运行码Bytecode，为Android专属的Dalvik Executable(.dex)文件

格式的Dalvik虚拟机，可以通过Java语言编写Android应用程

序，并在Android平台上同时运行多个Java应用程序。Dalvik

虚拟机依赖于Linux 内核提供基本功能，如线程和底层内存管

理。Dalvik虚拟机可执行文件格式是.dex，dex格式是专为Dalvik

设计的一种压缩格式，适合内存和处理器速度有限的系统。 大

多数虚拟机包括JVM都是基于栈的，而Dalvik虚拟机则是基于

寄存器的。

（3）Application Framework(应用软件架构)：它是所有

Android重点应用程序Framework API的总集合，主要的目的是

让程序开发者可以更方便地使用这些常用的应用程序进行设计

架构，以便更快速地开发Android应用程序。而这些常见的API

有显示功能，如消息方块、条列消息、按钮、内嵌式浏览器等；

消息提供功能，如访问信息、分享信息；资源管理功能，如图形、

地方化字符串、布局文件等；提示消息功能，主要用来显示警告

消息、特别是当使用者操作错误时，等其它功能。

所有的应用程序其实是一组服务和系统，包括 视图（View），

丰富的、可扩展的视图集合，可用于构建一个应用程序。包括列

表、网格、文本框、按钮，甚至是内嵌的网页浏览器；内容提供

者（Content Providers），使应用程序能访问其它应用程序（如通

讯录）的数据，或共享自己的数据； 资源管理器（Resource

Manager），提供访问非代码资源，如本地化字符串、图形和布局

文件； 通知管理器（Notification Manager），使所有的应用程序

能够在状态栏显示自定义警告；活动管理器（Activity Manager），

管理应用程序生命周期,提供通用的导航回退功能。

（4）Application(应用程序)：最上层的应用程序都是用Java

语言开发的应用程序，例如Google Maps、E_mail、即时通信工

具、计算机、浏览器、通讯本、MP3播放器等。

2Android应用程序的构成

一般情况下Android应用程序是由以下4种组件构造而成

的：活动(Activity)、广播接收器(Broadcast Intent Reciver)、服务

(Service)、内容提供器(Content Provider) 。需要注意的是，并不

是每个Andorid应用程序都必须构建这4个组件，有些可能由这

些组件的组合而成。一旦确定了应用程序中需要的组件，那么就

应该在中列出他们。 这是一个XML配置

文件，它用于定义应用程序中需要的组件、组件的功能及必要条

件等。

（1）活动(Activity)：活动是最基本的Android应用程序组

件，应用程序中，一个活动通常就是一个单独的屏幕。每一个活

动都被实现为一个独立的类，并且从活动基类中继承而来，活动

类将会显示由视图控件组成的用户接口，并对事件做出响应。 大

多数的应用是由多屏幕显示组成。当打开一个新的屏幕时，之前

一个屏幕会被置为暂停状态并且压入历史堆栈中。用户可以通过

回退回到以前打开过的屏幕。我们可以选择性地移除一些没有必

要保留的屏幕，因为Android会把每个从桌面打开的程序保留在

堆栈中。

（2）广播接收器(Broadcast Intent Reciver)：Broadcast Receiver

使应用程序对一个外部的事件做出响应。比如：当电话呼入时，

数据网络可用时，下载完成时。Broadcast Receivers不能显示UI，

它只能通过 Notification Manager 来通知用户这些有趣的事情发

生了。Broadcast Receivers既可以在Android 中注册，

也可以在代码中使用er Receiver()进行注册。但这些

事情发生时，应用程序不必对请求调用 Broadcast Receivers，系

统会在需要的时候启动应用程序，并在必要情况下触发Broadcast

Receivers。各种应用程序还可以通过使用oadcast()

将它们自己的intent broadcasts广播给其它应用程序。

（3）服务(Service)：在Android中一个服务是具有一段较长

生命周期且没有用户界面的程序。比较好的一个例子就是一个正

在从播放列表中播放歌曲的媒体播放器。在一个媒体播放器的应

用中，应该会有多个活动，让使用者可以选择歌曲并播放歌曲。

在这个例子中，媒体播放器这个活动会使用 ervice()

来启动一个服务，从而可以在后台保持音乐的播放。同时，系统

也将保持这个服务一直执行，直到这个service运行结束。

（4）内容提供器(Content Provider)：就是一个对外提供数据

的接口，类似于普通Web应用的一个Webservices接口，按照标

准开放出一个接口，供其它应用获取数据 。当想将你的应用数

据与其它的应用共享时，内容提供其将会很有用。一个内容提供

器类实现了一组标准的方法，从而能够让其它的应用保存或读取

此内容提供器处理的各种数据类型。

3Windows下Android开发环境的搭建

在Windows系统下开始Android开发之旅前，首先要进行

环境搭建，以下将着重介绍这一过程。

3.1JDK安装

首先下载jdk，按照提示安装成功后，最重要的是进行环境

变量的配置，步骤如下：我的电脑->属性->高级->环境变量->系

统变量中添加以下环境变量：

（1）JAVA_HOME值为：C:＼Program Files＼Java＼

jdk1.6.0_20（安装JDK的目录）

（2）CLASSPATH值为：.;%JAVA_HOME%＼lib＼

;%JAVA_HOME%＼lib＼;%JAVA_HOME%＼bin;

（3）Path值:添加C:＼Program Files＼Java＼jdk1.6.0_20＼

bin;

3.2Eclipse安装

可下载一个绿色版的Eclipse，无需安装，和安装版一样都

能为Android开发提供功能。

3.3Android SDK安装

在Android Developers下载android-sdk_，下

载完成后解压到任意路径。

（1）运行SDK ，出现如图以下界面，点击

Available Packages。选择希望安装的SDK及其文档或者其它包，

点击Installation Selected、Accept All、Install Accepted，开始下载

安装所选包。

图2下载窗口

（2）下载完成后出现如下图的所有android-sdk_r07-windows

文件夹内容：

图3下载完成后

3.4ADT安装

ADT实际上是一个工具，它可以连接sdk和Eclipse，帮助

Eclipse找到sdk打开 Eclipse界面，进入进入菜单中的 “Help”

-> “Install New Software”，点击Add按钮弹出对话框要求输入

Name和Location,如图4所示。

图4ADT安装

完成之后，选择Window > Preferences；在左边的面板选择

Android，然后在右侧点击Browse；并选中SDK路径，本机为；

D:＼YJSH＼Androi＼android-sdk_r07

OK。配置完成。

3.5创建AVD

为使Android应用程序可以在模拟器上运行，必须创建

AVD，步骤如下：

在Eclipse中，选择Windows > Android SDK and AVD

Manager，点击左侧面板的Virtual Devices，再右侧点击New，填

入Name，选择Target的API，SD Card大小任意，Skin随便选，

Hardware目前保持默认值，点击Create AVD即可完成创建AVD。

4结束语

Android应用程序开发着眼于它的整个系统构架，是一项复

杂的工程。本文分析了Android系统架构和应用程序的构成，并

讨论了在Windows系统下Android开发环境的搭建，Android平

台本身大量使用开源库类，并且为开发人员提供了一个非常便捷

的开发环境。

参考文献：

［1］杨文志.Google Android程序设计指南［M］.北京：电

子工业出版社，2009.

［2］[美]ED d基础教程［M］.北京：人

民邮电出版社，2009.

windows；点击Apply、

［3］王向辉，张国印，沈浩.Android应用程序开发［M］.

北京：清华大学出版社，2010.

［4］[美]SHANE CONDER,LAUREN d移动

应用开发从入门到精通［M］.北京：人民邮电出版社，2010.

［5］姚昱旻，刘卫国.Android的架构与应用开发研究［J］.

计算机系统应用，2008(11).

Development and Researh of Application Based

on Android Platform

Abstract:Android platform is a new generation smartphone

platform of papers discuss the system architecture,and

application form of Android platform，and described in detail

Android development environment to build in the Windows

system's.

Key Words: Google Android;Smartphone

Platform;Applications;Environment to Build