王勇 蘇州大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

1 Android系統(tǒng)的發(fā)展概況

Android由2007年發(fā)布至今約11年了。2007年，在IOS發(fā)布后，Google緊隨其后與眾多移動技術(shù)和無線應(yīng)用領(lǐng)域公司合作，向世界公布了開源手機操作系統(tǒng)Android。其開源的特性，讓眾多開發(fā)者蜂擁而至，紛紛加入開發(fā)Android應(yīng)用程序的隊伍中來。Android平臺借助本身良好的系統(tǒng)開放性和易用性，幾年內(nèi)就迅速占領(lǐng)了手機行業(yè)，在移動領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，如今已一度成為智能手機系統(tǒng)平臺的標準配備。在Android系統(tǒng)如此火熱的趨勢下，我們可以深入研究力求發(fā)現(xiàn)其更高的價值，從Android系統(tǒng)架構(gòu)與應(yīng)用開發(fā)的方向，爭取不斷取得新的進展。

2 分析Android系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

2.1 內(nèi)核

概念化的系統(tǒng)內(nèi)核，可以說是介于系統(tǒng)軟件和硬件兩者的一種的抽象層。系統(tǒng)內(nèi)核一方面的功能是建立在硬件之上，隱藏系統(tǒng)硬件細節(jié)，提供用戶與硬件交互的接口；另一方面，內(nèi)核也始終在給系統(tǒng)上層結(jié)構(gòu)提供統(tǒng)一的服務(wù)。其特點就是能夠?qū)崿F(xiàn)本體層與下層差異的屏蔽，也就是說，如果本身發(fā)生變化也不會對上層的運行產(chǎn)生影響。

但是深入分析其內(nèi)核設(shè)計，我們要意識到內(nèi)核層不是類GUN/Linux的系統(tǒng)，使用YAFFS2文件系統(tǒng)且不會生產(chǎn)虛擬內(nèi)存文件[2]。Android的內(nèi)核層比起Linux系統(tǒng)有多處擴展，設(shè)置了豐富的系統(tǒng)初始化接口與系統(tǒng)庫、程序接口等。Android本質(zhì)上是以Linux2.6底層基礎(chǔ)開發(fā)的系統(tǒng)，于是其內(nèi)核層還可以實現(xiàn)許多Linux核心系統(tǒng)服務(wù)，繼承了Linux優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)堆棧、硬件驅(qū)動程序、系統(tǒng)安全機制和內(nèi)存管理功能。

2.2 函數(shù)庫

Android系統(tǒng)架構(gòu)中一項重要的部分就是系統(tǒng)函數(shù)庫。Android的函數(shù)庫中包含了C/C++原生庫，自身也具備了開放源碼的函數(shù)庫。由于Android系統(tǒng)的開源的應(yīng)用程序框架，開發(fā)者可以充分利用函數(shù)庫實現(xiàn)各類功能，例如OpenSSL、C函數(shù)庫Libc等。軟件系統(tǒng)運行時，網(wǎng)頁函數(shù)庫負責(zé)網(wǎng)頁瀏覽器類應(yīng)用的構(gòu)建、OpenSSL提供媒體庫的運行支持。在這些函數(shù)庫的支持下，開發(fā)者能夠方便地實現(xiàn)音頻和視頻格式的播放和錄制、管理靜態(tài)圖像文件。

運行界面方面，Android含有的二維和三維圖形使子系統(tǒng)能夠快速顯示管理和并且與多個應(yīng)用程序的無縫組合。系統(tǒng)運行工程中。庫與函數(shù)庫是處于迸發(fā)運行狀態(tài)下，Android的函數(shù)庫與Java函數(shù)庫時刻處理運行碼的轉(zhuǎn)換。Android的另一優(yōu)勢就是Java語言的廣泛利用，在JAVA條件下，Dalvik虛擬機也可以支持編寫Android應(yīng)用程序，并且兼顧多個應(yīng)用程序的迸發(fā)運行。因為Dalvik虛擬機也是基于Linux內(nèi)核開發(fā)的，能夠執(zhí)行.dex格式的文件.在處理器速度和內(nèi)存有限的系統(tǒng)中使用十分便利。

2.3 應(yīng)用軟件架構(gòu)

分析Android的應(yīng)用軟件架構(gòu)，我們可以發(fā)現(xiàn)架構(gòu)是系統(tǒng)重點應(yīng)用程序的總集合，架構(gòu)可以幫助程序開發(fā)者能夠在設(shè)計應(yīng)用時更加便利搭建應(yīng)用程序。常見的應(yīng)用程序中會提供包括消息方塊、內(nèi)嵌式瀏覽器和按鈕的用戶交互功能，且提供了分享信息和訪問信息等消息提供功能，另外重要的是使系統(tǒng)支持了資源管理器功能和消息提示功能等豐富的基礎(chǔ)功能?？偟膩碚f，應(yīng)用軟件架構(gòu)就是以一組系統(tǒng)和服務(wù)構(gòu)成了體系，開發(fā)者利用體系可以輕松地進行應(yīng)用程序的開發(fā)，系統(tǒng)本身就內(nèi)嵌了視圖結(jié)合和網(wǎng)絡(luò)瀏覽器，支持應(yīng)用程序的訪問動作。另外一點。應(yīng)用的軟件架構(gòu)也能夠在系統(tǒng)狀態(tài)欄中報告程序的請，并管理程序的生命周期。

2.4 系統(tǒng)應(yīng)用程序

Android系統(tǒng)的系統(tǒng)級應(yīng)用程序或者說是上層應(yīng)用程序，例如，即時通信工具、通訊本、GoogleMaps等，都是使用Java語言進行開發(fā)的。

3 探索Android應(yīng)用設(shè)計思想

3.1 應(yīng)用組成結(jié)構(gòu)

Android的多個組件一同構(gòu)成了Android應(yīng)用程序。應(yīng)用程序中包含的主要有以下幾種組件：Activity、Service、ContentProvider、BroadcastReceiver和Intent組件。

Activity組件負責(zé)應(yīng)用程序的表示層，在應(yīng)用程序的需要進行屏幕顯示時調(diào)用。同時Activity組件有豐富的圖形化界面組件，開發(fā)者合理地配置可以給用戶實現(xiàn)GUI，借助GUI達到程序交互的效果。

Service組件控制程序的后臺運行，在應(yīng)用程序長期在后臺運行時提供服務(wù)。

BroadcastReceiver組件的功能是接收用戶的廣播通知，例如電量不足、用戶系統(tǒng)設(shè)置更改和短信息等狀態(tài)信息和通知提示，相當于一個容器給不同的內(nèi)容，所以說針對不同的信息都要對其設(shè)置對應(yīng)的BroadcastReceiver組件。

ContentProvider則為系統(tǒng)內(nèi)容提供儲存空間，也可以把系統(tǒng)應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)傳送到其他程序中，提供給用戶數(shù)據(jù)讀寫和存儲的功能。

最后，Intent組件屬于運行綁定機制。使用Intent組件必須向系統(tǒng)表達請求或意愿，系統(tǒng)才能夠參考其請求進行組件的分配。

3.2 環(huán)境構(gòu)建

Android應(yīng)用程序開發(fā)分為應(yīng)用程序開發(fā)和開發(fā)環(huán)境兩個部分。

以Windows系統(tǒng)環(huán)境下為例，Android應(yīng)用程序開發(fā)普遍使用Eclipse+ADT作為開發(fā)工具。在下載JDK包后進行安裝，然后進行系統(tǒng)環(huán)境變量的添加與修改就完成了JAVA開發(fā)環(huán)境的搭建。另外，開發(fā)者還要下載AndroidSDK就可以進行模擬器的安裝，便于今后Android應(yīng)用程序的調(diào)試。

4 結(jié)束語

總的來說，Android系統(tǒng)是一個基于Linux開發(fā)的，優(yōu)秀的智能手機操作系統(tǒng)。其優(yōu)秀而開源的系統(tǒng)加上豐富的系統(tǒng)組件，能夠給眾多開發(fā)人員在應(yīng)用程序的開發(fā)得到更加流暢的體驗。今后，勢必會有更多的程序開發(fā)人員加入Android開發(fā)的隊伍，我們也將更加深入的發(fā)掘系統(tǒng)的價值，實現(xiàn)更加深度的智能化。