第2章 Android體系結(jié)構(gòu)

1、http:/ 第二章第二章 AndroidAndroid體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu) http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) 回顧(1) Android是基于Linux的開源的、免費(fèi)的智能 終端操作系統(tǒng)。 Android可以在各種硬件設(shè)備上運(yùn)行。 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) 本章相關(guān)詞匯（藍(lán)色為關(guān)鍵字） http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) 目標(biāo)目標(biāo) 掌握Android的體系結(jié)構(gòu) 搭建基于Windows的Android虛擬 環(huán)境 體驗(yàn)Android系統(tǒng) http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) Android的結(jié)構(gòu) http:/http:/ 中國

2、十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) 2.1 Android體系結(jié)構(gòu) 采用軟件堆層的架構(gòu)，共分為四層 應(yīng)用程序(java) 應(yīng)用程序框架 (java) android核心 庫、虛擬機(jī) 運(yùn)行庫 (C/C+編寫) Linux內(nèi)核、 驅(qū)動 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) 安卓系統(tǒng)的層次 Android的軟件結(jié)構(gòu)的幾個層次： 1. 操作系統(tǒng)層（Linux，相關(guān)驅(qū)動） 2. 中間件層:庫（Libraries）和運(yùn)行環(huán)境 （RunTime） 3. 應(yīng)用程序框架（Application Framework） 4. 應(yīng)用程序（Application） 操作系統(tǒng)層使用C語言編寫，運(yùn)行于內(nèi)核空間。 底層庫和J

3、AVA虛擬機(jī)使用C語言編寫，運(yùn)行于用戶空間。 JAVA框架和JAVA應(yīng)用程序使用C語言編寫，運(yùn)行于用戶空間。 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) Android平臺 123 54 789 6 Android軟件環(huán)境 Linux內(nèi)核 Dalvik虛擬機(jī) 1、使用Java編寫的應(yīng)用程序 2、Android內(nèi)置應(yīng)用程序 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) Android平臺 Android平臺 硬件（聲卡/顯卡/攝像頭/電話/內(nèi)存） 安全（Security） 內(nèi)存 管理 網(wǎng)絡(luò) 協(xié)議 進(jìn)程 管理 輸入/ 輸出 電源 管理 硬件 驅(qū)動 Liunx2.6操作系統(tǒng) Linux

4、 用戶A Android應(yīng)用1 Dalvik虛擬機(jī)1 Linux 用戶B Linux 用戶C Android應(yīng)用2 Dalvik虛擬機(jī)2 Android應(yīng)用3 Dalvik虛擬機(jī)3 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) 2.1 Android體系結(jié)構(gòu) Linux內(nèi)核 1.硬件和其他軟件堆層之間的一個抽象隔離層 2.提供安全機(jī)制、內(nèi)存管理、進(jìn)程管理、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議堆棧、 和驅(qū)動程序等 3.并不包括全部的Linux系統(tǒng) http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) Linux內(nèi)核2 Linux 內(nèi)核位于硬件和軟件堆之間的抽象層 1.核心服務(wù)：安全機(jī)制、內(nèi)存管理、進(jìn)程 管理、網(wǎng)絡(luò)、硬件

5、驅(qū)動。 2.內(nèi)核扮演的是硬件層和系統(tǒng)其它層次之 間的一個硬件抽象層的概念。 3.Android系統(tǒng)在系統(tǒng)啟動初始化與編程接 口方面和標(biāo)準(zhǔn)的Linux 系統(tǒng)是有所不同的。 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) 2.1 Android體系結(jié)構(gòu) 中間件層 由函數(shù)庫和Android運(yùn)行時構(gòu)成 1.函數(shù)庫，主要提供一組基于C/C+的函數(shù)庫 Surface Manager，支持顯示子系統(tǒng)的訪問，提供應(yīng)用程序與 2D、3D圖像層的平滑連接 Media Framework，實(shí)現(xiàn)音視頻的播放和錄制功能 SQLite，輕量級的關(guān)系數(shù)據(jù)庫引擎 OpenGL ES，基于3D圖像加速 FreeType，位

6、圖與矢量字體渲染 WebKit，Web瀏覽器引擎 SGL,2D圖像引擎 SSL，數(shù)據(jù)加密與安全傳輸?shù)暮瘮?shù)庫 Libc，標(biāo)準(zhǔn)C運(yùn)行庫，Linux系統(tǒng)中底層應(yīng)用程序開發(fā)接口 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) 2.1 Android體系結(jié)構(gòu) 中間件層 1.Android運(yùn)行時 核心庫，提供Android系統(tǒng)的特有函數(shù)功能和Java語言函數(shù)功 能 Dalvik虛擬機(jī)，實(shí)現(xiàn)基于Linux內(nèi)核的線程管理和底層內(nèi)存管 理 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) Android運(yùn)行時（Run Time） 應(yīng)用開發(fā)語言：Java Dalvik虛擬機(jī) 指令 : Dalvik Excu

7、table 基于寄存器 Java標(biāo)準(zhǔn)庫（Core Libraries） 把java代碼編譯為Dalvik可執(zhí)行文件(dex format) http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) Dalvik虛擬機(jī)（DVM） Java 源程序代源程序代 碼碼 (*.java) Android 包包 (*.apk) Dalvik可執(zhí)可執(zhí) 行文件行文件 (*.dex) 一組寄存器一組寄存器 指令指令 Java字節(jié)碼字節(jié)碼 （*.class） 編譯編譯再編譯再編譯 Android 運(yùn)行運(yùn)行 打包打包 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) Android的相關(guān)文件類型 Java文件-應(yīng)用程序

8、源文件 1. android 本身相當(dāng)一部分都是用java 編寫而成 2. android 的應(yīng)用使用java 來開發(fā)。 Class文件-Java編譯后的目標(biāo)文件 1. Google使用Dalvik 來運(yùn)行應(yīng)用程序 2. Android的class 文件是編譯過程中的中間目標(biāo)文件，需要鏈接成 dex 文件才能在Dalvik 上運(yùn)行。 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) Dex文件 Dex文件-Android平臺上的可執(zhí)行文件 1. Android 虛擬機(jī)Dalvik 支持的字節(jié)碼文件格式。 2. 這種虛擬機(jī)執(zhí)行的并非Java 字節(jié)碼，而是另一種字節(jié)碼：dex 格 式的字節(jié)碼。

9、3. 在編譯Java 代碼之后，通過Android 平臺上的工具可以將Java 字 節(jié)碼轉(zhuǎn)換成Dex 字節(jié)碼。 4. Dalvik VM 針對手機(jī)程序/CPU 做過最佳化，可以同時執(zhí)行許多 VM 而不會占用太多資源。 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) Apk文件 Apk文件-Android上的安裝文件 1.Apk 是Android 安裝包的擴(kuò)展名，一個 Android 安裝包包含了與該Android 應(yīng)用 程序相關(guān)的所有文件。 apk文件將AndroidManifest.xml文件、 應(yīng)用程序代碼(.dex 文件)、資源文件 和其他文件打成一個壓縮包。 2.一個工程只能打進(jìn)一

10、個.apk文件。 3.apk 文件的本質(zhì)是一個zip包。 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) 總結(jié)Dalvik虛擬機(jī) Dalvik虛擬機(jī)（Dalvik Virtual Machine）是運(yùn)行Dalvik 可執(zhí)行文件 (*.dex)的虛擬計(jì)算機(jī)系統(tǒng)； 使用Java語言編寫的Android程序，實(shí)際上是運(yùn)行在DVM之上，而不 是運(yùn)行在Linux操作系統(tǒng)上； Linux內(nèi)核內(nèi)核 Linux進(jìn)程進(jìn)程 DVM （Dalvik虛擬機(jī)）虛擬機(jī)） Android應(yīng)用應(yīng)用 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) Android虛擬機(jī)Dalvik Dalvik和標(biāo)準(zhǔn)Java虛擬機(jī)(JV

11、M)的差別 1. Dalvik 更適合手機(jī)所用的嵌入式環(huán)境，占用內(nèi)存少。 2. JVM 通用Java虛擬機(jī)。 Dalvik虛擬機(jī)特點(diǎn) 1. Dalvik 允許在有限的內(nèi)存中同時運(yùn)行多個虛擬機(jī)實(shí)例。 2. 每一個Dalvik 應(yīng)用作為一個獨(dú)立的Linux 進(jìn)程執(zhí)行。 獨(dú)立進(jìn)程可防止在虛擬機(jī)崩潰的時候所有程序都被關(guān)閉。 3. Dalvik 提供了一個擁有較Java少限制許可證的平臺。 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) DVM VS JVM DalvikDalvik不能運(yùn)行不能運(yùn)行.class.class和和.jar .jar http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) 一

12、個應(yīng)用，一個虛擬機(jī)實(shí)例，一個進(jìn)程 每一個Android應(yīng)用都運(yùn)行在一個Dalvik虛擬機(jī)實(shí) 例里，而每一個虛擬機(jī)實(shí)例都是一個獨(dú)立的進(jìn)程 空間。虛擬機(jī)的線程機(jī)制，內(nèi)存分配和管理都是 依賴底層操作系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)的。所有Android應(yīng)用的 線程都對應(yīng)一個Linux線程，虛擬機(jī)因而可以更多 的依賴操作系統(tǒng)的線程調(diào)度和管理機(jī)制。 不同的應(yīng)用在不同的進(jìn)程空間里運(yùn)行，加之對不 同來源的應(yīng)用都使用不同的Linux用戶來運(yùn)行，可 以最大程度的保護(hù)應(yīng)用的安全和獨(dú)立運(yùn)行。 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) Java標(biāo)準(zhǔn)庫（Core Librarie

13、s） java.io 輸入輸出流 java.lang (except java.lang.management) 異常 處理 java.math 數(shù)值計(jì)算 網(wǎng)絡(luò)接口 java.nio 文件和通道 java.security Java安全接口（加/解密） java.sql 數(shù)據(jù)庫接口 java.text 文本處理接口 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) Java標(biāo)準(zhǔn)庫（Core Libraries） java.util (including java.util.concurrent) 集合和 并發(fā)處理 javax.crypto 加密接口 網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展接口 javax.security

14、 (except javax.security.auth.kerberos, javax.security.auth.spi, and javax.security.sasl) javax.sound 音頻接口 javax.sql (except javax.sql.rowset) 數(shù)據(jù)庫擴(kuò)展 接口 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) Java標(biāo)準(zhǔn)庫（Core Libraries） javax.xml.parsers XML解析接口 org.w3c.dom (but not sub-packages) DOM解析 org.xml.sax SAX解析 http:/http:/ 中

15、國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) 第三方庫（ Core Libraries ） mons.codec 編/解碼工具 mons.httpclient HTTP連接接 口（HTTP authentication, cookies, methods, and protocol） org.bluez 藍(lán)牙接口 org.json JSON對象接口 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) 2.1 Android體系結(jié)構(gòu) 應(yīng)用程序框架 1.提供Android平臺基本的管理功能和組件重用機(jī)制 Activity Manager，管理應(yīng)用程序的生命周期 Windows Manager，啟動應(yīng)用程序的窗體 Con

16、tent Provider，共享私有數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)跨進(jìn) 程的數(shù)據(jù)訪問 Package Manager，管理安裝在Android系統(tǒng) 內(nèi)的應(yīng)用程序 Teleghony Manager，管理與撥打和接聽電 話的相關(guān)功能 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) 2.1 Android體系結(jié)構(gòu) 應(yīng)用程序框架 Resource Manager，允許應(yīng)用程序使用非代碼資 源 Location Manager，管理與地圖相關(guān)的服務(wù)功能 Notification Manager，允許應(yīng)用程序在狀態(tài)欄中顯 示提示信息 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) 2.1 Android體系結(jié)構(gòu) 應(yīng)

17、用程序 1.提供一系列的核心應(yīng)用程序 2.包括電子郵件客戶端、瀏覽器、通訊錄和日歷 等 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) Android模擬器 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) Android 環(huán)境搭建準(zhǔn)備工作 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) Android 環(huán)境搭建步驟 安裝JDK和配置Java開發(fā)環(huán)境 安裝Android SDK 創(chuàng)建虛擬設(shè)備 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) 步驟1安裝JDK 安裝JDK和配置Java開發(fā)環(huán)境 http:/http:/ 中國十大品牌

18、IT教育機(jī)構(gòu) 步驟1配置JDK環(huán)境變量 成功安裝JDK以后，還需配置環(huán)境變量才可以開發(fā)和調(diào)試Java程序， 右擊【我的電腦】 【屬性】 【高級】 【環(huán)境變量】： 編輯編輯Path變量變量編輯編輯CLASSPATH變量變量 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) 步驟2安裝Android SDK u下載Android SDK http:/ http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) 下載Android SDK http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) 解壓Android SDK壓縮包 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) SDK目錄結(jié)構(gòu) SDK的目錄結(jié)

19、構(gòu)如下： p add-ons：附加的包 p docs：HTML格式的離線文檔 p platforms：SDK核心內(nèi)容 p tools：工具 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) Android SDK SDK根目錄結(jié)構(gòu) 1.add-one 目錄下的是Google提供地圖開發(fā)的庫函數(shù)， 支持基于Google Map 的地圖開發(fā) http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) Android SDK 根目錄結(jié)構(gòu) 1.docs目錄下的是Android SDK的幫助文檔，通過根目錄 下的documentation.html文件啟動 2.platforms目錄中存在兩個子目錄andro

20、id-1.1和android- 1.5，分別用來保存1.1版本和1.5版本的Android SDK 的庫函數(shù)、外觀樣式、程序示例和輔助工具等 3.tools目錄下的是通用的Android開發(fā)和調(diào)試工具 4.usb_driver目錄下保了用于amd64和x86平臺的USB驅(qū) 動程序 5.RELEASE_NOTES.html是Android SDK的發(fā)布說明 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) platforms目錄結(jié)構(gòu) 在platforms中包含了的各個Android SDK版本的目錄 中，包含系統(tǒng)映像，工具、示例代碼等內(nèi)容。 p data/ ：包含默認(rèn)的字體、資源等內(nèi)容 p i

21、mages/ ：包含默認(rèn)的Android磁盤映像，包括了系統(tǒng)映像 （Android system image）, 默認(rèn)的用戶數(shù)據(jù)映像（userdata image）,默認(rèn)的內(nèi)存盤映像 （ramdisk image）等等，這些映 像是仿真器運(yùn)行的時候需要使用的 p samples/：包含一系列的應(yīng)用程序，可以在Android的開發(fā) 環(huán)境中，根據(jù)它們建立工程，編譯并在仿真器上運(yùn)行 p skins/：包含了幾個仿真器的皮膚，每個皮膚對應(yīng)了一種 屏幕尺寸 p templates/：包含了幾個用SDK開發(fā)工具的模板 p tools/：特定平臺的工具 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) S

22、DK工具(tools) http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) Android平臺工具 Android Asset Packaging Tool (aapt) Aapt工具可以讓你創(chuàng)建包含Android應(yīng)用程序二進(jìn) 制文件和資源文件的.apk文件。 Android接口描述語言（Android Interface Description Language (aidl)） 可以讓你生成進(jìn)程間的接口的代碼，諸如service可 能使用的接口。 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) 步驟2運(yùn)行SDK Setup.exe http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) ht

23、tp:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) 步驟2SDK安裝完畢 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) 步驟2配置SDK環(huán)境變量 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) 步驟3創(chuàng)建Android虛擬設(shè)備（命令行） 顯示當(dāng)前SDK支持的Android版本 uandroid list target http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) 步驟3創(chuàng)建Android虛擬設(shè)備（命令行） 生成Android虛擬設(shè)備 Android create avd n 虛擬機(jī)名稱 t id號 android create a

24、vd -n -t - . http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) Android虛擬機(jī)配置文件 C:UsersAdministrator.androidavd http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) 步驟3創(chuàng)建Android虛擬設(shè)備（命令行） 創(chuàng)建SDCARD 1.mksdcard -l label K|M http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) 命令行工具mksdcard mksdcard是用來建立SD卡映像的工具，用來建立一 個Fat32格式的磁盤映像

25、，其使用方法如下所示： $ mksdcard -l label mksdcard的參數(shù)-l用于指定磁盤映像的標(biāo)簽，size用于 指定磁盤映像的大小，其后面可以跟K、M、G等參數(shù)，file 是磁盤映像的文件名稱，這個文件也就是在仿真器運(yùn)行過程 中指定的文件。 mksdcard的一個使用的示例如下所示： $ mksdcard 128M sdcard.img 這表示建立了一個大小為128M，名稱為sdcard.img的Fat32 磁盤映像文件。 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) 步驟3創(chuàng)建Android虛擬設(shè)備（命令行） 運(yùn)行Android虛擬設(shè)備 1.emulator -avd

26、- . - http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) Android虛擬設(shè)備更名與刪除 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) 創(chuàng)建Android虛擬設(shè)備選項(xiàng) 名字（Name）：這個虛擬設(shè)備的名稱，由用戶 自定義； 目標(biāo)（Target）：選擇不同的SDK版本（依賴一 目前SDK的platform目中包含了哪些版本的SDK） SD卡：模擬SD卡，可以選擇大小或者一個SD卡 映像文件，SD卡映像文件是使用mksdcard工具 建立的。 皮膚（Skin）：這里皮膚的含義其實(shí)是仿真器運(yùn) 行尺寸的大小，默認(rèn)的尺寸有HVGA-P （320 x480），HVGA-L（480 x320）

27、等，也可以 通過直接指定尺寸的方式制定屏幕的大小。 屬性：可以由用戶指定仿真器運(yùn)行的時候， Android系統(tǒng)中一些屬性 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) Android發(fā)布版本API級別 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) 步驟3創(chuàng)建Android虛擬設(shè)備（圖形） 運(yùn)行命令：android，出現(xiàn)“Android SDK and AVD Device Manager”窗口：界 面中間的列表表示了目前可以使用的Android虛擬設(shè)備，在沒有虛擬設(shè)備的情 況下點(diǎn)擊右側(cè)的New選擇建立一個虛擬設(shè)備。 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) 步驟3創(chuàng)建An

28、droid虛擬設(shè)備（圖形） 1、建立新的Android虛擬 設(shè)備的窗口為Create new AVD，如圖所示： http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) QVGA-P(portrait) 解析度：240*320 方向：縱向 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) QVGA-L(landscape) 解析度：320*240 方向：橫向 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) HVGA-L 解析度：480*320 方向：橫向 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) HVGA-P 解析度：320*480 方向：縱向 http:/http:/ 中國十大品

29、牌IT教育機(jī)構(gòu) http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) 步驟3創(chuàng)建Android虛擬設(shè)備（圖形） http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) 2.、運(yùn)行虛擬設(shè)備 在“Android SDK and AVD Device Manager”窗口中，選擇一個設(shè) 備，點(diǎn)擊右側(cè)的Start，將啟動虛擬設(shè)備，運(yùn)行一個Android系統(tǒng)，一 個HVGA-P（320 x480）尺寸的運(yùn)行結(jié)果如圖所示： 步驟3創(chuàng)建Android虛擬設(shè)備（圖形） http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) GPhone http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) Andorid模擬器的使用 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) Andorid模擬器的使用 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) 模擬電話 http:/http:/ 中國十大品牌IT教育機(jī)構(gòu) 模擬電話 http: