Android和PHP开发最佳实践

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内容简介: 本书是国内第一本同时讲述Android客户端开发和PHP服务端开发的经典著作。
本书以一个完整的微博应用项目实例为主线,由浅入深地讲解了Android客户端开发和PHP服务端开发的思路和技巧。从前期的产品设计、架构设计,到客户端和服务端的编码实现,再到性能测试和系统优化,以及最后的打包发布,完整地介绍了移动互联网应用开发的过程。同时,本书也介绍了Android系统中比较有特色的功能,比如Google地图、LBS功能、传感器、摄像头、多媒体以及语音功能的使用等。此外,本书还介绍了Android
NDK的开发以及Android游戏开发的相关内容,包括OpenGL的使用、流行游戏引擎Cocos2d-x和Unity 3D。
本书适合于所有对Android和PHP技术有兴趣的读者。不管是客户端还是服务端的开发者,都可以从本书中获得不少有用的经验。另外,值得一提的是,全书绝大部分的实例代码均源自于真实项目,参考价值极高。


目录: 前言
第一篇  准 备 篇
第1章 学前必读 1
1.1 移动互联网时代的来临 1
1.2 为何选择Android和PHP 2
1.3 如何学习Android和PHP 3
1.3.1 如何学习Android 3
1.3.2 如何学习PHP 4
1.3.3 同时学好Android和PHP 4
1.4 小结 5
第2章 Android开发准备 6
2.1 Android背景知识 6
2.2 Android系统框架 8
2.3 Android应用框架 11
2.3.1 活动(Activity) 12
2.3.2 消息(Intent) 14
2.3.3 视图(View) 16
2.3.4 任务(Task) 17
2.4 Android系统四大组件 19
2.4.1 活动(Activity) 20
2.4.2 服务(Service) 21
2.4.3 广播接收器(Broadcast Receiver) 23
2.4.4 内容提供者(Content Provider) 24
2.5 Android上下文 25
2.5.1 界面上下文(Activity Context) 25
2.5.2 应用上下文(Application Context) 27
2.6 Android数据存储 28
2.6.1 应用配置(Shared Preferences) 28
2.6.2 本地文件(Files) 29
2.6.3 数据库(SQLite) 30
2.7 Android应用界面 31
2.7.1 控件属性 31
2.7.2 布局(Layout) 33
2.7.3 事件(Event) 37
2.7.4 菜单(Menu) 39
2.7.5 主题(Theme) 41
2.7.6 对话框(Dialog) 42
2.8 Android图形界面 43
2.8.1 画笔(Paint) 43
2.8.2 画布(Canvas) 44
2.8.3 基础几何图形 46
2.8.4 常见图形变换 47
2.9 Android动画效果 50
2.9.1 逐帧动画(Frame Animation) 50
2.9.2 补间动画(Tween Animation) 51
2.10 Android开发环境 52
2.10.1 开发环境的搭建 53
2.10.2 首个Android项目 58
2.10.3 使用DDMS调试工具 63
2.11 小结 64
第3章 PHP开发准备 65
3.1 PHP开发基础 65
3.1.1 PHP语言简介 65
3.1.2 PHP语法简介 66
3.1.3 PHP开发起步 68
3.1.4 PHP面向对象编程 75
3.1.5 PHP的会话 78
3.2 PHP开发环境 80
3.2.1 开发环境的搭建 80
3.2.2 安装配置Xampp 81
3.2.3 管理Apache 83
3.2.4 管理MySQL 84
3.3 使用JSON通信 87
3.4 常用PHP开发框架 88
3.5 认识Smarty模板引擎 90
3.6 开发框架简介 93
3.6.1 框架的特点和优势 94
3.6.2 框架的基础目录结构 94
3.6.3 框架MVC思路讲解 97
3.6.4 框架MVC实例分析 99
3.7 小结 108
第二篇 实 战 篇
第4章 实例产品设计 109
4.1 为何选择微博 109
4.2 开发前的准备 110
4.2.1 选择开发模式 110
4.2.2 了解项目策划 111
4.2.3 了解原型设计 112
4.3 功能模块设计 112
4.4 应用界面设计 114
4.5 应用架构设计 115
4.6 通信协议定义 116
4.7 数据库结构设计 118
4.8 小结 120
第5章 程序架构设计 121
5.1 服务端程序架构设计 121
5.1.1 基础框架设计 122
5.1.2 调试框架设计 127
5.1.3 核心类库设计 130
5.1.4 服务端的MVC与SOA 136
5.2 客户端程序架构设计 136
5.2.1 基础框架设计 137
5.2.2 核心类包设计 138
5.2.3 Android应用的MVC 142
5.3 客户端界面架构设计 142
5.3.1 界面框架设计 143
5.3.2 主要界面设计 144
5.4 小结 146
第6章 服务端开发 147
6.1 开发入门 147
6.1.1 接口程序开发 147
6.1.2 调试框架开发 151
6.1.3 生成接口文档 155
6.2 验证接口 156
6.2.1 用户登录接口 156
6.2.2 用户登出接口 160
6.3 用户接口 162
6.3.1 新建用户接口 162
6.3.2 更新用户信息接口 164
6.3.3 查看用户信息接口 165
6.3.4 添加粉丝接口 167
6.3.5 删除粉丝接口 171
6.4 微博接口 172
6.4.1 发表微博接口 172
6.4.2 查看微博接口 174
6.4.3 微博列表接口 176
6.5 评论接口 180
6.5.1 发表评论接口 180
6.5.2 评论列表接口 182
6.6 图片接口 184
6.6.1 用户头像接口 185
6.6.2 头像列表接口 188
6.7 通知接口 189
6.8 Web版接口 192
6.8.1 Web版UI界面(jQuery Mobile) 193
6.8.2 Web版地图接口 195
6.9 小结 196
第7章 客户端开发 198
7.1 开发入门 198
7.1.1 开发思路梳理 198
7.1.2 掌握应用配置文件 200
7.1.3 常规程序开发与调试 211
7.2 界面布局和行为控制 221
7.2.1 使用Layout布局 221
7.2.2 使用Merge整合界面 224
7.2.3 使用Event控制用户行为 226
7.2.4 使用Intent控制界面切换 228
7.3 网络通信模块 231
7.3.1 使用HttpClient进行网络通信 231
7.3.2 支持CMWAP网络接入方式 237
7.3.3 使用JSON库为消息解码 240
7.3.4 使用Toast消息提示 245
7.4 异步任务模块 247
7.4.1 进程和线程 247
7.4.2 任务创建Thread 249
7.4.3 任务处理Handler 255
7.4.4 使用异步任务AsyncTask 257
7.5 全局功能模块 259
7.5.1 全局UI基类 259
7.5.2 全局Menu菜单 264
7.5.3 全局Dialog窗口 265
7.5.4 使用Service获取通知 266
7.5.5 使用Notification显示通知 270
7.6 用户登录界面 273
7.6.1 界面程序逻辑 273
7.6.2 使用TextView 273
7.6.3 使用EditText 274
7.6.4 使用Button 276
7.6.5 使用Shape和Selector 277
7.6.6 使用CheckBox 279
7.6.7 使用SharedPreference 280
7.7 微博列表界面 281
7.7.1 界面程序逻辑 281
7.7.2 使用ListView 286
7.7.3 使用ImageView 290
7.7.4 使用draw9patch 292
7.7.5 异步获取远程图片 294
7.7.6 使用SdCard缓存图片 297
7.7.7 使用SQLite缓存数据 300
7.8 我的微博列表 303
7.8.1 界面程序逻辑 303
7.8.2 使用ScrollView 309
7.8.3 使用自定义微博列表 310
7.9 微博文章界面 313
7.9.1 界面程序逻辑 313
7.9.2 界面布局进阶(综合使用UI控件) 319
7.9.3 发表评论功能实现 322
7.9.4 发表微博功能实现 326
7.10 用户配置界面 328
7.10.1 界面程序逻辑 328
7.10.2 使用自定义选项列表 333
7.10.3 修改签名功能实现 334
7.10.4 更换头像功能实现 334
7.11 网页界面开发 340
7.11.1 界面程序逻辑 340
7.11.2 使用WebView 341
7.11.3 使用ProgressDialog 343
7.11.4 使用WebView的重写和回调 346
7.11.5 网页地图实例分析 348
7.12 小结 349
第三篇 优 化 篇
第8章 性能分析 351
8.1 关于性能测试 351
8.1.1 服务端压力测试 352
8.1.2 客户端性能测试 359
8.2 瓶颈 364
8.2.1 服务端瓶颈分析 365
8.2.2 客户端瓶颈分析 366
8.3 优化的思路 366
8.4 小结 367
第9章  服务端优化 368
9.1 优化PHP程序 368
9.1.1 优化PHP代码 368
9.1.2 优化Session机制 371
9.1.3 使用缓存中间件 373
9.1.4 使用APC加速 376
9.2 优化数据传输 377
9.2.1 优化JSON协议 377
9.2.2 使用gzip压缩 379
9.3 其他优化 380
9.3.1 服务器优化 380
9.3.2 数据库优化 383
9.3.3 网络优化 386
9.4 小结 386
第10章 客户端优化 387
10.1 优化Android程序 387
10.1.1 优化Java代码 387
10.1.2 异步获取数据 391
10.1.3 文件资源缓存 391
10.1.4 数据库缓存 392
10.2 避免内存泄露 392
10.2.1 Android内存管理 392
10.2.2 如何判断内存泄露 393
10.2.3 常见内存泄露的处理 395
10.3 优化Android UI 396
10.3.1 模板代码优化 396
10.3.2 关于布局优化 397
10.3.3 使用Hierarchy Viewer工具 402
10.4 其他优化 403
10.4.1 优化图片 403
10.4.2 优化APK包 403
10.4.3 使用keytool和jarsigner签名 404
10.4.4 使用zipalign优化 407
10.5 小结 408
第四篇 进 阶 篇
第11章 Android特色功能开发 409
11.1 使用Google Map API 409
11.2 使用LBS功能 414
11.3 使用传感器 419
11.4 使用摄像头 422
11.5 多媒体开发 431
11.6 语音识别 439
11.7 小结 441
第12章 Android NDK开发 442
12.1 NDK开发基础 442
12.1.1 使用NDK的原因 442
12.1.2 使用NDK调用C或C++ 443
12.1.3 Android.mk和Application.mk 445
12.2 NDK开发入门 448
12.2.1 开发环境搭建 448
12.2.2 首个NDK项目 449
12.3 小结 456
第13章 Android游戏开发 457
13.1 手游开发基础 457
13.1.1 手游开发思路解析 457
13.1.2 贪食蛇和飞船游戏实例 462
13.1.3 认识Android游戏引擎 464
13.1.4 使用OpenGL和OpenGL ES 466
13.1.5 使用RenderScript 472
13.2 手游开发进阶 474
13.2.1 认识Cocos2d-x 475
13.2.2 架设Cocos2d-x开发环境 475
13.2.3 首个Cocos2d-x项目 475
13.2.4 认识Unity 3D 487
13.3 小结 489
附录A Hush Framework框架实例源码部署 490
附录B 微博应用实例源码部署 495


前言: 2012年,移动互联网革命正在如火如荼地进行,一个充满机遇的巨大市场正在开启,无论是创业者还是从业者都需要做好准备。Android和PHP两种技术,作为目前移动领域和互联网领域中的热门技术,已经受到广大开发者们的关注。本书是目前市面上唯一一本同时讲述Android客户端开发和PHP服务端开发两方面内容,并且把Android移动互联网应用开发的完整解决方案分析透彻的书籍。通过本书,您不仅可以学习到Android客户端开发技巧,而且可以掌握PHP服务端开发的精华,甚至还可以开拓软件架构的思路。阅读了本书,您就真正找到了一条精通“Android客户端和PHP服务端开发”的捷径!
本书的写作风格大众化,注重实用性,章节精心编排,讲解由浅入深,力求让读者能够在最快的时间内上手,同时也可以拓宽读者在移动互联网应用开发方面的思路。特别要指出的是,本书的代码实例都源自真实的项目,实用价值极高。此外,书中很多内容都融合了笔者多年来在互联网软件架构方面的经验。总而言之,本书绝对是一本不可多得的经典之作!
如何使用本书
在开始阅读本书之前,请您先阅读以下内容,以保证能最快地了解本书的思路和结构,并快速地找到最适合自己的阅读方式。考虑到实用性,也为了让思路更清晰,本书独创性地采用了“项目跟进式”的结构,以具有代表性的“微博应用”实例项目为主线,贯穿始终。全书内容分为四大部分:准备篇、实战篇、优化篇、进阶篇,简介如下。
准备篇:本篇主要介绍Android和PHP开发中需要用到的基础概念与用法,为后面的“实战篇”做准备。不管做什么事情,打好基础是至关重要的,所以笔者建议大家好好阅读本篇内容。
实战篇:在本篇中,我们将带领您逐步完成一个完整的“微博应用”项目,从前期的产品设计、架构设计,到服务端和客户端的编码,直至最后的大功告成,整个过程一气呵成,让读者感觉仿佛亲身参与到这个项目中,以达到最好的学习效果。
优化篇:系统优化已经成为当代软件开发过程中至关重要的一个环节。在本篇中,读者将学到一些从实际项目中总结出的非常实用的优化经验和技巧;如果您想更深入地学习使用Android平台和PHP语言,绝不能错过本篇。
进阶篇:本篇包含一些Android开发中的进阶内容,主要包括Android NDK和Android游戏开发相关的入门知识。此外,本篇内容还涉及OpenGL、RenderScript相关的高级用法,以及包括Cocos2d-x和Unity 3D在内的主流游戏引擎的相关知识,适合希望进一步学习的读者阅读。
本书共13章,每章的主要内容见下面的“章节简介”,方便读者快速查找感兴趣的部分。
章节简介
第1章 学前必读
本章的主要目的是让读者对移动互联网应用开发有一个比较清晰的认识,同时讲清楚选择Android加PHP这套解决方案的原因,并向读者介绍在学习过程中所要使用的正确的学习方法和思路。
第2章 Android开发准备
本章内容包含了对Android系统框架、Android应用程序框架、Android图形界面系统以及Android常见开发思路的介绍。另外,通过本章的学习,读者还将学会如何安装和使用Android的开发环境和必备工具(Eclipse和ADT),并学会创建自己的第一个Android项目(Hello World项目),由此开始您的Android开发之旅。
第3章 PHP开发准备
通过本章的学习,您将快速地学会如何使用PHP进行服务端开发,如果您已经有一定的服务端开发基础,学习起来会更加轻松。当然,本章也包括PHP开发环境(Xampp)的架设和一些其他配套服务端组件(Apache和MySQL)的基础管理。最后,本章还重点介绍了一个基于Zend Framework和Smarty的PHP开发框架:Hush Framework,本书实例的服务端正是采用这个框架进行开发的。
第4章 实例产品设计
从这一章开始,我们将动手完成一个完整的移动互联网项目,即“微博应用”实例的项目。本章所讲的主要是项目的前期工作,包括功能模块设计以及一些项目策划的内容。当然,如果您是项目管理人员,可能会比开发者们对本章更感兴趣,里面所涉及的一些设计方法和思路,均是很实用的经验。
第5章 程序架构设计
本章应该算是本书的核心章节之一,这里我们将对“微博应用”项目实例的服务端以及客户端的整体代码框架进行深入的剖析。由于架构设计是整个项目的基础,所以如果您要继续往下学习,就必须把这里的思路都理清楚。如果您善于思考,应该能从本章学习到不少Android和PHP应用架构的精髓。
第6章 服务端开发
本章也是本书的重点章节之一,这里我们将在第5章的服务端架构基础上展开,分析和讲解实例服务端的代码逻辑和写法,带领您进一步深入认识PHP服务端开发的方法。读者可以将本章的部分章节内容和第7章的部分章节内容进行对照阅读,这样对理解移动互联网应用的开发思路会很有帮助。
第7章 客户端开发
本章也是本书的重点章节之一,在这里,您可以接触到几乎所有在Android应用开发中经常用到的控件和模块。通过对本章的学习,读者将不仅学会如何使用它们,而且学会如何正确地在项目中使用它们,这两者之间是完全不同的两个境界!而这也正是本书最宝贵、最特别的地方,希望大家能好好阅读和体会。
第8章 性能分析
有过项目实战经验的朋友应该都知道,其实在编码阶段完成之后,项目最多也才进行了一半,后面还有很多的事情需要我们来做,而性能测试和优化就是其中非常重要的一个环节,本章将对相关内容进行详细的介绍。另外,在本章中,读者也可以学到一些非常实用的优化思路和经验。
第9章 服务端优化
根据第8章中总结的优化思路,本章将教会读者如何对PHP服务端的各个组成部分实施优化策略,着重介绍了PHP代码优化、JSON协议优化,以及HTTP服务器和MySQL数据库优化相关的内容,相信这些经验在深入学习PHP服务端开发的过程中会起到非常大的作用。
第10章 客户端优化
在本章中,您将学到许多有用的Android开发中的优化思路和方法。本章重点介绍了Android程序优化、Android UI优化、图片优化,以及与避免内存泄露相关的内容,这些经验对能否写出一个高质量的Android应用来说是非常重要的。
第11章 Android特色功能开发
本章主要介绍一些与Android系统提供的特色功能开发相关的知识,比如Google Map API的使用、LBS相关功能、传感器的使用、摄像头的使用,以及语音识别功能等。相信掌握了这些知识后,我们可以开发出许多别具特色的Android应用。
第12章 Android NDK开发
本章介绍了与Android NDK开发相关的基础知识,并创建首个NDK项目。如果您需要使用C或C++语言来开发Android程序,或者想把一些基于C或C++的程序或者类库移植到Android平台下,那么肯定会对本章内容比较感兴趣。
第13章 Android游戏开发
本章介绍了与Android游戏开发相关的基础知识,包含了OpenGL和RenderScript的基础用法,以及Cocos2d-x和Unity 3D游戏引擎的相关内容。游戏开发和应用开发的思路还是有很大区别的,如果您对Android游戏开发比较感兴趣,请关注本章内容,相信本章知识对Android游戏开发的学习会有很大帮助。
由于时间有限,书中难免存有疏漏,诚恳希望各位读者批评、指正。当然,如果你在阅读过程中发现了问题,或者遇到疑问,欢迎到作者的技术博客上留言和交流,博客地址为http://blog.csdn.net/shagoo,希望和大家一起共同进步。
源码简介
请读者登录华章网站(www.hzbook.com)的本书页面下载本书所有源码。高质量的应用实例是本书的一大特色,所有的实例代码都按照实际项目的规范来书写,且都经过严格的审核,保证运行无误。另外,本书实例源码的获取也采用了最接近实际项目开发的形式,有经验的读者甚至可以直接通过SVN工具从Google Code项目SVN源中获取。本书主要实例源码有以下几个。
1. Hush Framework实例源码
Hush Framework是本书重点介绍的PHP开源开发框架,该框架的核心类库和实例源码都可以从Google Code上的hush-framework项目主页的Downloads页面中直接下载,项目地址为http://code.google.com/p/hush-framework/。另外,与Hush Framework实例部署有关的内容请参考本书附录A。
2. 微博实例源码
微博实例源码中包含了两个项目,即服务端PHP项目(app-demos-server)和客户端Android项目(app-demos-client),其源码包“android-php-weibo.zip”可以从Google Code上android-php项目的下载页面中直接下载,地址为http://code.google.com/p/android-php/。另外,与微博实例部署有关的信息请参考本书附录B。
3. 特色功能源码
该实例项目包含了第11章“Android特色功能开发”中涉及的所有实例的源码,包含了Google Map API使用、传感器使用以及摄像头使用等实例,其源码包“android-php-special.zip”也可以从Google Code上的android-php项目主页的Downloads页面中直接下载。
4. OpenGL实例源码
该实例项目包含了第13章“Android游戏开发”中涉及的与OpenGL使用有关的实例源码,其中包括与2D和3D渲染有关的两个实例,其源码包“android-php-opengl.zip”也可以从Google Code上的android-php项目主页的Downloads页面中直接下载。
另外,以上所有实例项目的源码都可以通过Eclipse的Import工具(即File菜单中的Import选项)导入Eclipse开发工具中进行阅读。成功导入之后的项目代码树如下图所示。
此外,还有一些实例源码属于第三方的开发包(SDK),比如Android NDK中的hello-jni项目、Cocos2d-x开发包中的Hello World项目等。
致谢
首先,感谢华章公司的编辑们,没有你们的建议和帮助,绝对无法制作出如此经典的技术书籍;其次,感谢我的妻子和刚出世的宝宝,你们为我的创作提供了无穷的动力;再次,还要感谢我的父母和亲友,你们的支持和鼓励让我更有信心;最后,我必须向Android和PHP技术的创造者们致敬,你们创造出了如此优秀的产品,为我们开启了移动互联网的精彩世界。

媒体评论: 本书独辟蹊径,把Android客户端技术和PHP服务端技术结合起来进行讲解,不仅很好地介绍了这两个技术各自的特点和用法,也为开发者们提供了一些相当不错的Android应用的解决方案。
—— 51CTO社区
这绝不是一本普通的技术书籍,同时讲解两种完全不同的技术,却丝毫没有影响内容的质量。本书对PHP开发部分的讲解深入浅出、精准到位,读后让人受益良多;其实例源码架构清晰、实用性强,具有极高的参考价值。值得收藏,强烈推荐!
—— PHPChina社区
本书的内容相当丰富,全面介绍了Android平台和PHP语言开发的方方面面,可作为技术人员的开发参考手册。本书的结构十分清晰,包括:理论、实战、优化、进阶四个部分,内容由浅入深,讲解深入透彻,能帮助读者梳理知识、开拓思路。本书的实例非常实用,读者可以从大量精彩的实例代码中获得丰富的实战经验。拥有本书,不仅能让你快速掌握Android客户端和PHP服务端的开发技术,还能让你深入了解Android网络应用的优化技巧。对于广大Android开发者来说,这*是一本不可不读的经典著作!
本书独辟蹊径,把Android客户端技术和PHP服务端技术结合起来进行讲解,不仅很好地介绍了这两个技术各自的特点和用法,也为开发者们提供了一些相当不错的Android应用的解决方案。
 —— 51CTO社区
这绝不是一本普通的技术书籍,同时讲解两种完全不同的技术,却丝毫没有影响内容的质量。本书对PHP开发部分的讲解深入浅出、精准到位,读后让人受益良多;其实例源码架构清晰、实用性强,具有极高的参考价值。值得收藏,强烈推荐!
—— PHPChina社区
本书的内容相当丰富,全面介绍了Android平台和PHP语言开发的方方面面,可作为技术人员的开发参考手册。本书的结构十分清晰,包括:理论、实战、优化、进阶四个部分,内容由浅入深,讲解深入透彻,能帮助读者梳理知识、开拓思路。本书的实例非常实用,读者可以从大量精彩的实例代码中获得丰富的实战经验。拥有本书,不仅能让你快速掌握Android客户端和PHP服务端的开发技术,还能让你深入了解Android网络应用的优化技巧。对于广大Android开发者来说,这*是一本不可不读的经典著作!
—— 杨远(极游网CTO)


书摘: 第一篇
准 备 篇
第1章 学 前 必 读
在学习任何知识之前,做好准备工作是非常有必要的。在本章,我们先来了解一下目前正如火如荼的移动互联网时代的大背景,然后我们会讲清楚我们为何要学习Android和PHP这套组合方案,以及学习Android和PHP开发的大体思路和学习方法。相信大家读完本章以后,不仅会对Android和PHP这个强大的组合更感兴趣,而且之后的学习之路会更加顺畅。
1.1 移动互联网时代的来临
2011年,Android操作系统就已经占领了全球智能手机市场份额的半壁江山,霸主的地位彰显无遗(如图1-1所示)。在国内,随着各大手机厂商的更新换代,Android操作系统的占有率也在火速上升中;中国移动公司已经早早推出了自己基于Android的OMS系统和OPhone,甚至连各大互联网巨头也在纷纷推出自己基于Android的手机产品。据统计,2012年内全球智能手机市场增长率达到49%,中国移动互联网用户量已经突破4亿,手机用户量也已经超越了PC。
看到这里,相信触觉敏感的你应该已经感觉到这个巨大市场里面无限的潜力了吧!我们来分析一下。首先,以目前移动互联网发展的迅猛势头,在可以预见的不久将来,全球移动终端将全面升级到智能系统,而以Android操作系统在其中占的比例来看,必将会瓜分到这块“大蛋糕”的很大一部分。其次,随着移动互联网市场的不断膨胀,对移动终端开发人员的需求量将会飞速增加,对于我们开发者来说,这是个绝好的提升自己的机会,试问,我们怎能放过?不要犹豫了,让我们一起加入到Android平台应用开发的大潮里来吧!
1.2 为何选择Android和PHP
时至今日,Android和PHP已经发展成为移动领域和互联网领域最领先的技术方案之一。那么,我们为何要选择Android和PHP这套解决方案呢?原因已经很明显。此外,我们还可以参考这两种技术的市场占有率。前面我们已经提到过Android系统的全球占有率,然而,目前PHP语言在互联网领域的使用率甚至比Android系统更高,所以,Android系统加上PHP语言如此强大的组合,我们又怎能忽视呢?接下来,让我们分析一下Android系统和PHP语言各自的优势所在。
1. Android平台的优势
开放性:毫无疑问,Android平台的开放性就是它在短时间内能占领市场的最强武器之一。Google希望通过Android平台打通运营商、设备制造商、开发商以及其他各个层面,建立起标准化、开放式的移动平台生态系统。
完备性:对于开发商或者开发者来说,系统平台的完备性无疑是他决定是否加入这个阵营最重要的因素之一。而Android系统无疑是目前功能最为强大,设计最为精良的移动操作系统之一,而且背后还有Google公司的强大实力作为支持,这也大大减少了项目开发的后顾之忧。
创造性:由于Android系统是开源的,允许第三方修改。对于开发商来说,在这个平台之上,可以把自己的创造力发挥到最大;而对于设备制造商来说,根据自己的硬件进行调优,从而能够更好地适应硬件,与之形成良好的结合。
2. PHP语言的优势
稳定性:毫无疑问,PHP已经是目前互联网服务端使用最广泛的编程语言之一,目前PHP在互联网应用领域的占有率位居全球第一。试问,如果本身不够成熟和稳定,如何能占有如此大的市场呢?
易用性:简单实用,学习成本低,这也是很多开发者愿意选择PHP的最重要原因,特别是对于互联网项目来说,需求变动是非常大的,因此,如果选择PHP,就可以节省出更多时间和精力去做其他的事情。
开放性:PHP本身是开源的,允许开发者对其进行扩展和优化,其整套服务端部署解决方案也是免费的,因此,使用这套解决方案能大大地降低成本,对于大部分资金紧张的互联网企业来说,何乐而不为呢?
完备性:LAMP(Linux+Apache+MySQL+PHP)这个绝佳组合早已闻名业界,而现在Nginx+PHP FastCGI的出现使其HTTP服务端的性能更上一层楼。对于目前绝大部分互联网应用来说,这套解决方案都可以很好地满足它们的需求。
事实上,目前已经有很多成功的移动互联网应用软件和游戏正在使用Android加PHP的架构,其中就包括风头正劲的“新浪微博”和“腾讯微博”。这些成功的例子很好地验证了Android加PHP这个组合的强大。当然,我们的开发团队在许多的实际项目中也都使用这套架构来进行开发。Android加PHP所展现出的灵活度和扩展性也确实让我们相当满意。
总而言之,Android的创造性加上PHP的灵活性确实是“天造之和”,也可以满足绝大部分的移动互联网应用快速变化的需求。当然,如果我们希望在服务端采用其他的技术,例如Java、Python或者Ruby On Rails,这也是没有问题的。因为我们的服务端用于和客户端打交道的实际上是JSON协议,而JSON是一种跨语言的协议,我们在服务端可以用任意语言来组合JSON数据并供给Android客户端使用。关于JSON协议的内容我们会在本书3.3节中详细介绍。
1.3 如何学习Android和PHP
前面我们已经讨论过“为何学”的问题,大家应该对Android加PHP这套应用开发解决方案有了大致的了解。接下来介绍“如何学”的问题,由于本书的内容比较广泛,既涉及客户端开发的技术也包含很多服务端开发的内容,所以在正式开始学习本书之前,先搞清楚应该使用什么样的学习方法比较有效是非常有必要的。接下来,笔者会把这个问题分解为以下几个部分来探讨。
1.3.1 如何学习Android
由于Android学习是本书最核心的内容,因此我们先来分析。由于Android应用框架是基于Java语言的,所以在学习Android之前,最理想的状态是您已经具有一定的Java语言编程基础,对Java语言的常用语法和常用类包(package)的使用也有一定的认识。当然,即使您是一名Java初学者,同样也可以从本书中学到一些非常有用的Java编程的经验。以下是Android SDK中包含的一些比较重要的Java基础类包,建议大家先自行熟悉起来。
表1-1 Android SDK中的重要Java基础类包
Java类包名作用
java.ioJava普通I/O包
java.nioJava异步I/O包
java.langJava基础语言包
java.mathJava算数类包(提供高精度计算)
java.netJava基础网络接口包(URI/URL)
java.textJava文本通用接口包(DateFormat/NumberFormat)
java.utilJava常用辅助工具包(ArrayList/HashMap)
javax.cryptoJava基础加解密工具包(Cipher)
javax.xmlJava的Xml工具类包(SAXParser)
org.apache.httpJava的Http网络工具包(HttpClient)
org.jsonJava的Json工具类包(JSONObject/JSONArray)
当然,在Android SDK中除了以上这些Java基础包之外,更多的还是Android系统本身的功能类包。当然,如果要查阅更多关于Android类包的说明文档,就需要参考Android的SDK文档了。我们可以在浏览器中打开Android的SDK里的docs/reference/packages.html网页进行查阅。想要把这里面的类包全部弄懂,必将是一个漫长而艰苦的过程。当然,假如坚持到了那一天,我相信你也已经成为Android大师了。
结合本书来讲,如果你没有任何的Java编程经验或者Android基础,那么一定要更加认真地阅读本书第2章的内容,此章不仅对Android系统框架和应用框架进行了精辟的讲解,而且结合实例让你快速熟悉Android的开发框架。接下去,在阅读完本书“实战篇”的内容并慢慢熟悉Android开发之后,还要注意学习和理解“优化篇”中关于系统优化的技巧,因为没有经过优化的系统是非常脆弱的。只有在把本书“实战篇”和“优化篇”的内容全部理解透彻之后,才能往下学习“进阶篇”的内容。总而言之,学习Android开发一定要坚持“稳扎稳打,层层递进”的学习原则,这样才能达到最佳的学习效果。
1.3.2 如何学习PHP
可能很多人会认为PHP学起来比较简单,事实也确实如此,但是这并不意味着我们可以很轻易地掌握使用PHP进行服务端开发的技巧。由于服务端编程涉及的知识面比较广,除了编程语言本身,还需要和很多的服务端组件打交道,比如HTTP服务器、缓存中间件、数据库等,所以我们也需要做好“刻苦学习”的准备。
如果你没有任何PHP开发基础,请认真阅读本书第3章,因为该章能够让你快速地掌握PHP语言的基础知识,以及在开发中比较常见的服务端组件的使用方法。接下来,当你看完本书第6章之后,我相信你应该会对如何使用PHP进行移动应用的服务端开发有了相当的认识。另外,和学习Android开发一样,我们同样要重视“优化篇”中关于PHP语言以及服务端优化的技巧,相信这些内容会让你的PHP编程技巧甚至服务端架构的功力更进一步。
在学习PHP的过程中一定要注意的是,要善于使用PHP的文档资源,最好是边学习、边动手、边查文档。另外,笔者一直认为PHP语言文档的完备程度是可以和大名鼎鼎的MSDN相比的。最后,要充分利用如下PHP的文档资源。
官方中文文档:http://www.php.net/manual/zh/
官方扩展库:http://pecl.php.net/packages.php
1.3.3 同时学好Android和PHP
也许在以前,同时学习Android系统和PHP语言是一件很不可思议的事情,但是,在有了本书之后,同时学好这两种主流的技术不再只是一个梦想。当然,我们更不用怀疑,能同时学好Android和PHP两种技术绝对是一件一举两得的好事!
首先,编程的技术其实是相通的,每门编程语言都有自己的优势和缺点,就拿Java和PHP来说,良好的类库设计和面向对象思想是Java的优点,那么在学习的时候我们就应当思考如何把这些优点运用到PHP的程序设计中去;而简单方便的字符串和数组操作是PHP的优势,那么我们在学习Java的时候就需要考虑怎么把这部分的接口方法设计得更简洁一些。假如我们在学习Android和PHP的过程中,懂得使用类似以上提到的“取长补短”式的思路进行学习,不仅大大有益于我们对这两种技术的学习和运用,甚至还可以加强日后学习其他技术的能力。
其次,大家应该都知道目前市场上最紧缺的就是综合性的人才,对于移动互联网领域来说,既掌握Android客户端开发,又通晓PHP服务端编程的开发者绝对是移动互联网领域最受欢迎的技术人才之一。此外,根据笔者多年的职场经验来看,多掌握几种技术总归是一件好事,很难说在未来的哪一天就可能会派上大用场。另外,如果你对技术方面有更长远的目标,笔者也很希望本书能成为你踏上成功之路的一块踏板。
回到如何学习Android和PHP的问题上来。首先,我们需要清楚的是:Android代表的是客户端开发,而PHP涉及的则是服务端开发,要想把两者结合起来,我们必须通过一个第三方的文本协议JSON。对JSON不熟悉的朋友可以先学习一下本书3.3节的内容。另外,Android客户端开发和PHP服务端开发,使用的是两种完全不同的语言,要同时学好两者当然不是一件容易的事情。因此,在学习的时候,我们要注意采用“比对式”的方式去学习和思考Android和PHP这两套不同的知识体系;同时,我们也需要注意怎样使用JSON协议把这两套系统联合起来,形成一个整体。
总之,想要同时学好Android和PHP,不仅要求大家有比较坚实的编程基础知识,还需要注意学习和思考的方式,把两者看做一个整体来进行比对学习。本书在“准备篇”中把Android和PHP开发的基础知识讲解完之后,还会在“实战篇”中给大家安排“微博应用”作为实例进行讲解,该应用是一个把Android客户端开发和PHP服务端开发相结合的绝佳案例,大家可以边学习理解、边动手研究。如果读完本书之后,你已经对Android加PHP的这套技术解决方案了然于胸的话,那么我要恭喜你已经跨出了迈向成功的重要一步。
1.4 小结
在本章中,我们实际上讨论了几个前期问题:为什么要学习Android移动互联网应用开发?为什么要使用Android和PHP的架构来进行开发?如何学习?相信现在大家都已经找到自己的答案了,那么在以下的章节中我们就要开始正式地学习如何开发了。在第2章和第3章中,我们将分别学习Android和PHP的开发基础和技巧。



第2章 Android开发准备
在开始学习Android开发之前,让我们先来了解一个有趣的Android小知识:Android一词最早出现于法国作家利尔亚当在1886年发表的科幻小说《未来夏娃》中,书中将外表像人的机器起名为Android(不知道是不是和Angel同音的缘故),正因为如此,Android的商标也是一个绿色的小机器人。直至今日,大家都知道Android代表的是Google推出的开源智能移动终端操作系统。
本章将先对Android系统框架、Android应用框架以及Android应用开发过程中的几个要点做一个整体性的介绍,让大家尽快做好Android应用开发的准备工作。另外,在本章的最后两节,我们还将学会如何安装Android开发环境和Android开发的必备工具(Eclipse加ADT),并建立你的第一个Android项目,即Hello World项目,由此开始你的Android开发之旅。
2.1 Android背景知识
Android是一种基于Linux平台的、开源的、智能移动终端的操作系统,主要使用于便携设备,Android操作系统最初由Andy Rubin开发,主要支持手机设备。2005年由Google收购注资,并召集多家制造商组成“开放手机联盟”对其进行开发改良,并逐渐扩展到平板电脑及其他领域,近年来逐渐成为主流的移动终端操作系统之一。
Android平台的研发队伍十分强大,包括Google、HTC、T-Mobile、高通、摩托罗拉、三星、LG以及中国移动在内的30多家产商都将基于该平台开发手机新型业务。当然,使用Android这个统一的平台进行开发,对于我们开发者来说也是一大福音,至少在软件应用的通用性方面,我们不需要过多考虑。但是,你知道吗?如此强大的Android系统实际上才刚满4周岁,从2008年9月发布的Android 1.0开始,在接下来的几年中,Android一直在以惊人的速度成长着,直到今天成为占领全球半数市场的“巨无霸”,这个成绩可以算得上是一个奇迹了。让我们通过下表来回顾一下Android的成长之路吧!
表2-1 Android成长之路
版本发布时间主要改进
Android 1.52009年4月1. 拍摄/播放影片
Cupcake2. 支持立体声蓝牙耳机
3. 最新的采用WebKit技术的浏览器
4. 支持复制/粘贴和页面中搜索
(续)
版本发布时间主要改进
5. GPS性能大大提高
6. 提供屏幕虚拟键盘
7. 应用程序自动随着手机旋转
8. 短信、Gmail、日历,浏览器的用户接口大幅改进
9. 相机启动速度加快,来电照片显示
Android 1.62009年9月1. 重新设计的Android Market手势
Donut2. 支持CDMA网络
3. 文字转语音系统(Text-to-Speech)
4. 快速搜索框
5. 全新的拍照接口
6. 查看应用程序耗电
7. 支持虚拟专用网络(VPN)
8. 支持更高的屏幕分辨率
9. 支持OpenCore 2媒体引擎
10. 新增面向视觉或听觉困难人群的易用性插件
Android 2.0/2.1/2.22009年10月1. 优化硬件速度
Eclair2. 增加“Car Home”程序
3. 支持更高的屏幕分辨率
4. 改良的用户界面
5. 新的浏览器的用户接口和支持HTML 5
6. 新的联系人名单
7. 更好的白/黑色背景比率
8. 改进Google Maps 3.1.2
9. 支持Microsoft Exchange
10. 支持内置相机闪光灯
11. 支持数码变焦
12. 改进的虚拟键盘
13. 支持蓝牙2.1
14. 支持动态桌面的设计
Android 2.1/2.2.12010年5月1. 整体性能大幅度提升
Froyo2. 3G网络共享功能
3. Flash的支持
4. App2sd功能
5. 全新的应用商店
6. 更多的Web应用API接口的开发
Android 2.32010年12月1. 增加了新的垃圾回收和优化处理事件
Gingerbread2. 原生代码可直接存取输入和感应器事件
3. 支持EGL/OpenGL ES、OpenSL ES
4. 新的管理窗口和生命周期的框架
5. 支持VP8和WebM视频格式,提供AAC和AMR宽频编码,提供了新的音频效果器
6. 支持前置摄像头、SIP/VOIP和NFC(近场通信)
7. 简化界面、速度提升、优化文字输入/复制/粘贴等
8. 改进的电源管理系统、新的应用管理方式
(续)
版本发布时间主要改进
Android 3.02011年2月1. 针对平板的优化
Honeycomb2. 全新设计的UI增强网页浏览功能
3. 增加n-app purchases功能
Android 3.12011年5月1. 优化Gmail电子邮箱
Honeycomb2. 全面支持Google Map
3. 将Android手机系统跟平板系统再次合并
4. 任务管理器可滚动,支持USB 输入设备(键盘、鼠标等)
5. 支持 Google TV,可以支持XBOX 360无线手柄
6. 更加容易地定制屏幕widget插件
Android 3.22011年7月1. 支持更多屏幕尺寸的设备
Honeycomb2. 引入了应用显示缩放功能
Android 4.02012年1. 增强任务系统,人性化系统手势
Ice Cream2. 优化UI,支持自动缩放
3. 增强语音功能
4. 增强云服务
Android N.n未知继Ice Cream之后的下一版Android系统
Jelly Bean
从上表中,大家不仅可以了解Android系统的发展历程,而且可以了解Android系统在功能改进上的一些细节。另外,需要大家注意的是,考虑到对目前大部分设备的兼容性,本书下面的项目实例是在Android 2.2版本上安装/调试的。
2.2 Android系统框架
在开始介绍Android应用开发之前,我们先来了解一下Android的系统框架。虽然,是否了解Android系统框架与能否进行Android应用开发之间没有任何必然的联系,但是在学习Android的过程中,这个部分内容却是必不可少的,因为能否理解Android的系统架构对于你日后能否对Android进行更深入的学习是至关重要的。首先,我们来看一张不得不说的图,也就是Google官方公布的Android的系统框架图,如图2-1所示。
从图2-1展示的Android系统架构图可以很清晰看出,Android系统分为四层:应用层、应用框架层、系统类库层和系统内核层。下面我们将对这四个层次做一些简要的分析和介绍。
1. 应用层(Applications)
应用层(Applications)是指运行于Android虚拟机上的程序,也就是开发者们平时开发的“手机应用”。在系统应用层里,我们可以通过Android提供的组件和API进行开发,从而编写出形形色色、丰富多彩的移动软件和游戏。
2. 应用框架层(Application Framework)
应用框架层(Application Framework)是Android应用开发的核心,为开发者开发应用时提供基础的API框架。当然,Android本身的很多核心应用也是在这层的基础上开发的。下面我们就来了解一下这些模块的作用(见表2-2)。
图2-1 Android系统框架
表2-2 应用框架层主要模块
模块名模块简介
1View System 主要用于UI设计,包括列表(List)、网格(Grid)、文本框(Text)、按钮(Button)以及嵌入式Web浏览器(WebView)等
2Activity Manager 负责管理应用程序中Activity的生命周期以及提供Activity之间的切换功能(Intent相关)
3Window Manager 用于管理所有的窗口程序,如Dialog、Toast等
4Resource Manager 提供非代码资源的管理,如布局文件、图形、字符串等
5Location Manager 负责与定位功能LBS(Location Based Service)相关功能
6Content Providers 提供了一组通用的数据访问接口,可用于应用程序间的内容交互,比如可以用于获取手机联系人数据等
7Package Manager  Android系统内的包管理模块,负责管理安装的应用程序
8Notification Manager 用于管理手机状态栏中的自定义信息等
9Telephony Manager 手机底层功能管理模块,可用于获取手机串号或者调用短信功能
10XMPP Service 用于支持XMPP协议的服务,比如与Google Talk通信等
以上列出的模块都是我们在应用开发中经常用到的,大家可以先熟悉一下。其中最核心的Activity Manager和View System我们将分别在2.3节和2.7节中作详细介绍。此外,其他常用的Android模块的相关内容我们也会在本书以后的章节中穿插介绍。
3. 系统类库层(Libraries)
为了支持上层应用的运行,Android会通过系统类库层(Libraries)中的一些比较底层的C和C++库来支持我们所使用的各个组件或者模块。以下列举一些比较重要的类库的功能,这个部分大家了解即可。
Surface Manager:负责管理显示与存储之间的互动,以及对2D绘图和3D绘图进行显示上的合成。Android中的图形系统实际上采用的是C/S结构,Client端就是应用程序,而Server端是Surface Flinger,Client端通过Binder向Server端的Surface Flinger传输图像数据,最终由Surface Flinger合成到Frame Buffer中,然后在屏幕上显示出来。
Media Framework:Android的多媒体库,该库支持多种常见格式的音频和视频的播放、录制等各种操作,比如JPG、PNG、MPEG4、MP3、AAC、AMR等。
SQLite:Android自带的关系数据库,可用于存储复杂数据。
OpenGL/ES:3D效果库,主要用于3D游戏开发。
FreeType:支持位图、矢量、字体等。
WebKit:Android的Web浏览器内核(和iOS一样)。
SGL:2D图形引擎库。
SSL:安全数据通信支持。
Libc:也就是Bionic系统C库,当前支持ARM和x86指令集。该库非常小巧,主要用于系统底层调用,在NDK中经常会使用到。
4. 系统内核层(Linux Kernel)
Android内核具有和标准的Linux内核一样的功能,主要实现了内存管理、进程调度、进程间通信等功能。就最新的Android内核源码树的根目录结构来看,Android 内核源码与标准 Linux 内核并无不同;但是,经过与标准 Linux 内核源代码进行详细对比,可以发现Android内核与标准Linux内核在文件系统、进程间通信机制、内存管理等方面存在着不同。当然,了解它们之间的区别对进一步了解Android系统是有很大帮助的,下面我们从几个方面来分析两者之间的异同。
文件系统。不同于桌面系统与服务器,移动设备采用的大多不是硬盘而是 Flash 作为存储介质。因此,Android 内核中增加了标准 Linux 专用于 Flash 的文件系统 YAFFS2。YAFFS2 是日志结构的文件系统,提供了损耗平衡和掉电保护,可以有效地避免意外断电对文件系统一致性和完整性的影响。经过测试证明,YAFFS2 性能比支持 NOR 型闪存的 JFFS2 文件系统更加优秀。YAFFS2对Nand-Flash芯片也有着良好的支持。
进程间通信机制。Android 增加了一种进程间的通信机制 IPC Binder。Binder 通过守护进程 Service Manager 管理系统中的服务,负责进程间的数据交换。各进程通过 Binder 访问同一块共享内存,以达到数据通信的机制。从应用层的角度看,进程通过访问数据守护进程获取用于数据交换的程序框架接口,调用并通过接口共享数据,而其他进程要访问数据,也只需与程序框架接口进行交互,方便了程序员开发需要交互数据的应用程序。
内存管理。在内存管理模块上,Android 内核采用了一种不同于标准 Linux 内核的低内存管理策略。Android 系统采用的是一种叫作 LMK(Low Memory Killer) 的机制,这种机制将进程按照重要性进行分级、分组,内存不足时,将处于最低级别组的进程关闭,保证系统是稳定运行的。同时,Android 新增加了一种内存共享的处理方式 Ashmem(Anonymous Shared Memory,匿名共享内存)。通过Ashmem,进程间可以匿名自由共享具名的内存块,这种共享方式在标准 Linux 当中也是不被支持的。
电源管理。由于 Android 主要用于移动设备,电源管理就显得尤为重要。不同于标准Linux内核,Android 采用的是一种较为简单的电源管理策略,通过开关屏幕、开关屏幕背光、开关键盘背光、开关按钮背光和调整屏幕亮度来实现电源管理,并没有实现休眠和待机功能。目前有三种途径判断调整电源管理策略:RPC调用、电池状态改变和电源设置。系统通过广播 Intent 或直接调用 API 的方式来与其他模块进行联系。电源管理策略同时还有自动关机机制,当电力低于最低可接受程度时,系统将自动关机。另外,Android 的电源管理模块还会根据用户行为自动调整屏幕亮度。
驱动及其他。相对于标准内核,Android 内核还添加了字符输出设备、图像显示设备、键盘输入设备、RTC 设备、USBDevice 设备等相关设备驱动,增加了日志(Logger)系统,使应用程序可以访问日志消息,使开发人员获得更大的自由。
2.3 Android应用框架
前面介绍了Android的系统框架,主要目的是让大家对Android系统有整体的概念,也为日后更深入的学习打好基础。然而,目前我们更需要重点学习和掌握的则是Android的应用框架,因为是否能掌握和理解Android应用框架,直接关系到是否能学好Android应用开发。
Android的应用框架是一个庞大的体系,想要理解透彻并不是那么简单的事情,但是,好在其中有一些比较清晰的脉络可以帮助我们快速地熟悉这个系统,因此抓住这些脉络中的核心要点对于能否学好Android的应用开发来说是至关重要的。一般来说,Android应用框架中包含四个核心要点,即活动(Activity)、消息(Intent)、视图(View)和任务(Task)。
如果你觉得上述核心要点的概念很陌生,不好理解,那么我们来看看下面这个比喻:如果把一个Android应用比喻成海洋,那么每个Activity就是这个海洋中的岛屿,假设我们眼前有一项任务(也就是Task),需要我们在其中若干个岛屿上建立起自己的王国。于是问题来了,我们要怎么样从一座岛屿去到另一座岛屿呢?没错,我们需要交通工具,而Intent就是我们最重要的交通工具。当然,Intent不仅可以带我们去,而且还可以帮我们带上很多需要的东西。接着,到了岛上,我们开始建立一个自己的王国,要知道这可需要很多的资源,这个时候,我们就会想到View这个建筑公司,因为他可以帮助我们快速地建出我们需要的东西。这样,Activity、Intent、View以及Task一起配合完成了一个完整的Android应用的王国。
从以上的比喻中,我们还可以认识到,在这四个要点中,Activity是基础,Intent是关键,View是必要工具,而Task则是开发的脉络。对于开发者来说,只有掌握了Activity、Intent、View和Task这几个核心要素之后,才能够做出多种多样的应用程序。接下来,让我们分别学习一下这四个核心要点。
2.3.1 活动(Activity)
活动(Activity)是Android应用框架最基础、最核心的内容和元素,每个Android应用都是由一个或者若干个Activity构成的。在Android应用系统中,Activity的概念类似于界面,而Activity对象我们通常称之为“界面控制器”(从MVC的角度来说)。从另一个角度来理解,Activity的概念比较类似于网站(Web)开发中“网页”的概念。此外,当Android应用运行的时候,每个Activity都会有自己独立的生命周期,图2-2所示的就是Activity的生命周期。
图2-2 Activity生命周期
其实,在Android系统内部有专门的Activity堆栈(Stack)空间,用于存储多个Activity的运行状态。一般来说,系统会保证某一时刻只有最顶端的那个Activity是处于前端的活动(foreground)状态。也正因如此,一个Activity才会有如图2-2所示的生命周期。当一个Activity启动并进入活动状态的时候,调用顺序是onCreate、onStart、onResume;退居后台的时候,调用顺序是onPause、onStop;重新回到活动状态的时候,调用顺序是onRestart、onStart、onResume;销毁的时候,调用顺序是onPause、onStop、onDestroy。我们应该深刻理解这些状态的变化过程,因为在Android应用开发的过程中我们会经常用到。至于如何更好地掌握Activity的特性,大家可以尝试将以下代码(代码清单2-1)放入Android应用中运行,并对照程序打印出的调试信息来理解Activity生命周期各阶段的使用。
代码清单 2-1
// 基础Activity类,用于测试
public class BasicActivity extends Activity {
private String TAG = this.getClass().getSimpleName();
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
Log.w(TAG, "TaskId:"+this.getTaskId());
}
public void onStart() {
super.onStart();
Log.w(TAG, "onStart");
}
public void onRestart() {
super.onStart();
Log.w(TAG, "onRestart");
}
public void onResume() {
super.onResume();
Log.w(TAG, "onResume");
}
public void onPause() {
super.onPause();
Log.w(TAG, "onPause");
}
public void onStop() {
super.onStop();
Log.w(TAG, "onStop");
}
public void onDestroy() {
super.onDestroy();
Log.w(TAG, "onDestroy");
}
public void onNewIntent() {
Log.w(TAG, "onNewIntent");
}
}
此外,所有的Activity必须在项目基础配置文件AndroidManifest.xml中声明,这样Activity才可以被Android应用框架所识别;如果你只写了Java代码而不进行声明的话,运行时就会抛出ActivityNotFoundException异常。关于Activity声明的具体操作,我们会在2.10.2节中结合Hello World项目进行详细介绍。
2.3.2 消息(Intent)
参考之前我们对Android应用框架的几个核心要点的比喻,我们应该知道Intent消息模块对于Android应用框架来说有多重要;如果没有它的话,Android应用的各个模块就像一座座“孤岛”,根本不可能构成一个完整的系统。在Android应用系统中,我们常常把Intent称为消息,实际上,Intent本身还是一个对象,里面包含的是构成消息的内容和属性,主要有如下几个属性,我们来分别认识一下。
1. 组件名称(ComponentName)
对于Android系统来说,组件名称实际上就是一个ComponentName对象,用于指定Intent对应的目标组件,Intent对象可以通过setComponent、setClass或者setClassName方法来进行设置。
2. 动作(Action)
消息基类(Intent)中定义了各种动作常量(字符串常量),其中比较常见的有:ACTION_MAIN(对应字符串android.intent.action.MAIN)表示应用的入口的初始化动作;ACTION_EDIT(对应字符串android.intent.action.EDIT)表示常见的编辑动作;ACTION_CALL(对应字符串android.intent.action.CALL)则表示用于初始化电话模块动作等。Intent对象常使用setAction方法来设置。
3. 数据(Data)
不同的动作对应不同的数据(Data)类型,比如ACTION_EDIT动作可能对应的是用于编辑文档的URI;而ACTION_CALL动作则应该包含类似于tel:xxx的URI。多数情况下,数据类型可以从URI的格式中获取,当然,Intent也支持使用setData、setType方法来指定数据的URI以及数据类型。
4.类别(Category)
既然不同的动作应该对应不同的数据类型,那么不同的动作也应该由不同的类别的Activity组件来处理,比如CATEGORY_BROWSABLE表示该Intent应该由浏览器组件来打开,CATEGORY_LAUNCHER表示此Intent由应用初始化Activity处理;而CATEGORY_PREFERENCE则表示处理该Intent的应该是系统配置界面。此外,消息对象(Intent)可以使用addCategory添加一种类型,而一个Intent对象也可以包含多种类型属性。
5. 附加信息(Extras)
一个Intent对象除了可以包含以上的重要信息之外,还可以存储一些自定义的额外附加信息,一般来说,这些信息是使用键值对(key value)的方式存储的。我们可以使用putExtra方法设置附加信息,信息类型非常丰富(一般还是以字符串为主);在接收的时候使用getExtras方法获取。
6. 标志(Flags)
除了上面提到的几个功能属性,消息基类中还定义了一系列特殊的消息行为属性(也就是标志),用于指示Android系统如何去启动Activity以及启动之后如何处理。关于标志(Flags)的使用我们还会在2.3.4节中介绍。
在Android应用中,消息(Intent)的使用方式通常有两种,一是显式消息(Explicit Intent),另一个则是隐式消息(Implicit Intent)。显式消息的使用比较简单,只需要在Intent中指定目标组件名称(也就是前面提到的ComponentName属性)即可,一般用于目标Activity比较明确的情形。比如在一个固定流程中,我们需要从一个Activity跳转到另一个,那么我们就会使用显式的消息。而隐式消息则比较复杂一点,它需要通过消息过滤器(IntentFilter)来处理,一般用于目的性不是那么明确的情形,比如应用中的某个功能需要往目的地发送消息,但是我们却不确定要使用短信发送还是微博发送,那么这个时候就应该使用隐性消息来处理了。下面是一个典型的消息过滤器的配置范例,如代码清单2-2所示。
代码清单 2-2







我们看到,配置消息过滤器使用的是标签,一般需要包含三个要素:action、category以及data。其中,action是必需的,category一般也是需要的,而data则允许没有设置。接下来,我们学习一下这几个要素的使用方法。
:在Android应用中,一般会通过元素来匹配消息(Intent),如果找到Action就表明匹配成功,否则就是还没找到目标。需要注意的是,如果消息过滤器没有指定元素,那么此消息只能被显式消息匹配上,不能匹配任何的隐式消息;相反,当消息没有指定目标组件名称时,可以匹配含有任何包含的消息过滤器,但不能匹配没有指定信息的消息过滤器。
元素用于标注消息的类别。值得注意的是,假如我们使用元素来标识消息类别,系统在调用Context.startActivity方法或者Context.startActivityForResult方法时都会自动加上DEFAULT类别。因此,除了Intent已经指定为Intent.ACTION_MAIN以外,我们还必须指定为android.intent.category.DEFAULT,否则该消息将不会被匹配到。另外,对于Service和BroadcastReceiver,如果Intent中没有指定,那么在其消息过滤器中也不必指定。
< data/>:通过data字段来匹配消息相对来讲比较复杂,通常的data字段包含uri、scheme(content, file, http)和type(mimeType)几种字段。对于Intent来说,我们可以使用setData和setType方法来设置,对于IntentFilter来讲,则可以通过android:scheme和android:mimeType属性分别来指定,使用范例如代码清单2-3所示。
代码清单 2-3







以上的配置表明该Activity可以发送图片,而且内容必须是单独的一个文件,也就是说,该文件的URI路径必须是以“file://”开头的。当然,如果我们把这里的“android:scheme”改成“content”的话,则表明该图片内容必须是由ContentProvider提供的,即URI必须是以“content://”开头的。
至此,我们已经介绍了消息(Intent)和消息过滤器(IntentFilter)的基本概念和用法。我们必须清楚的是,消息分为显式消息和隐式消息两种,而消息过滤器一般是提供给隐式消息使用的。Android消息过滤器的过滤规则比较严格,只要我们申明了除了默认值(DEFAULT)之外的action、category和data,那么,只有当对应消息对象的动作(action)、类别(category)和数据类型(data)同时符合消息过滤器的配置时才会被考虑。关于标签的具体使用方法,我们将会在本书7.2.4节中结合实例进行讲解。
2.3.3 视图(View)
视图(View)系统主管Android应用的界面外观显示,因此也称作Android UI系统,是Android应用框架中最重要的组成部分之一。我们在Activity中展示或者操作的几乎所有控件都属于View。Android应用框架的View System包含View和ViewGroup两类基础组件。下面我们来理解一下Android视图系统的层次结构,如图2-3所示。
视图类(View)是所有视图(UI)控件(包括ViewGroup)的基类。视图组(ViewGroup)则类似于集合,一个视图组可以包含多个ViewGroup和View,类似于Html标签中的层(div)。接下来,我们再来看看View中会经常使用的一些UI控件(见表2-3),你也可以在Android SDK参考文档(Reference)中的android.widget包下找到它们。
从表2-3中可以看出,Android应用框架为我们提供了非常丰富的视图控件,从某种程度上来说,Android应用的界面是通过各种各样的视图控件组合起来的。至于这些视图控件的具体用法,我们将在第7章中结合项目实例进行介绍。
表2-3 Android主要UI控件
主要控件说明
Button普通按钮
CheckBox多选框控件
EditText编辑框控件
Gallery图片集控件
GridView格子显示控件
ImageButton图片按钮
ImageView图片控件
LinearLayout线性布局
ListPopupWindow弹出式多选框
ListView列表控件
PopupMenu弹出菜单
PopupWindow弹出窗口
ProgressBar进度条控件
RadioButton单选框控件
RelativeLayout绝对定位布局
ScrollView滚动式列表
TableLayout表格布局
TextView文本框
Toast弹出提示框
本节只是从应用程序框架组成部分的角度简单地介绍了Android UI系统的概念,关于UI系统的更多知识以及UI控件的具体用法,我们将在本章2.7节中更系统地介绍。
2.3.4 任务(Task)
本节介绍Android任务(Task)的概念。区别于以上介绍的活动、消息和视图这几个要点,任务的概念显得比较抽象,且我们在日常编码过程中也不会直接接触到,但是,理解任务却是理解整个Android应用框架的关键。
首先,我们来认识一下Android系统中的任务是如何运行的。简单来说,当我们在手机的应用列表(Application Launcher)中点击某个应用图标的时候,一个新的Task就启动了,后面的操作可能会涉及多个应用中不同Activity的界面,而这些Activity的运行状态都会被存储到Task的Activity堆栈(Activity Stack)中去。和其他的堆栈一样,Activity堆栈采用的是“后进先出”的规则。图2-4展示就是一个常见任务中Activity堆栈的变化情况。
每次启动一个新的Activity,其都会被压入(push)到Activity堆栈的顶部,而每次按“BACK”键,当前的Activity就会被弹出(pop)Activity堆栈;另外,如果按了“HOME”键的话,该Task会失去焦点并被保存在内存中;而一旦重新启动,Task会自动读出并显示上次所在的Activity的界面。那么,从一个应用进入另一个应用的情况是怎样呢?比如,应用中需要配置一些系统设置,那么我们就需要考虑一下多任务切换的情况了,如图2-5所示。
图2-4 单任务模式中Activity堆栈的变化
图2-5 多任务模式中Activity堆栈的变化
我们假设Task A是应用A的任务,也是我们所在的任务,当运行到Activity 3的时候我们按了“Home”键,于是Task A中的所有Activity就都被停止了,同时Task A暂时退居到后台(Background);这时,我们点击应用B的图标激活了Task B,于是Task B就被推到了前台(Foreground),并展示出最上层的Activity Z;当然,我们还可以用类似的操作把Task A激活并放置到前台进行操作。以上也是我们使用Android系统最经常使用的行为操作,大家可以结合实际情况好好理解一下。
以上的策略已经可以满足大部分Android应用的需求。此外,Android还提供了一些其他的策略来满足一些特殊的需求。比较常见的,如我们可以在Android基础配置文件(Menifest File)中使用元素的launchMode属性来控制Activity在任务中的行为特征。launchMode有以下四种模式可供选择。
Standard模式:Standard模式为默认模式,无论是打开一个新的Activity,还是接收Intent消息,系统都会为这个Activity创建一个新的实例(instance);每个Activity都可以被实例化多次,并且每个任务都可以包含多个实例。此模式最常用,但是其缺点就是太耗费系统资源。
singleTop模式:该模式下的行为和Standard模式下的行为基本相同,如果该Activity正好在运行状态(也就是在Activity堆栈的顶部),那么其接收Intent消息就不需要重新创建实例,而是通过该类的onNewIntent()方法来处理接收到的消息。这种处理方式在一定程度上会减少一些资源浪费。
singleTask模式:此模式保证该Activity在任务中只会有一个实例,并且必须存在于该Task的根元素(即栈底)。此模式比较节省资源,手机浏览器使用的就是这种模式。
singleInstance模式:此模式与singleTask模式类似,不同之处是该模式保证Activity独占一个Task,其他的Activity都不能存在于该任务的Activity堆栈中。当然,Activity接收Intent消息也是通过onNewIntent方法实现。
此外,我们还可以通过设置Intent消息的flag标志来主动改变Activity的调用方式,比较常见的flag如下。
FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK:在新的Task中启动目标Activity,表现行为和前面提到的singleTask模式下的行为一样。
FLAG_ACTIVITY_SINGLE_TOP:如果目标Activity正好位于堆栈的顶部,则系统不用新建Activity的实例并使用onNewIntent()方法来处理接收到的消息。表现行为和前面提到的singleTop模式下的行为一样。
FLAG_ACTIVITY_CLEAR_TOP:如果目标Activity的运行实例已经存在,使用此方法系统将会清除目标Activity所处的堆栈上面的所有Activity实例。
需要注意的是,官方文档中建议多使用默认的Task行为模式,因为该模式比较简单也易于调试。对于一些特殊的需求,如果需要使用到其他模式的话,需要模拟不同的情况多进行一些测试,以防止在一些特殊情况下出现不符合预期的情况。当然,说句实话,目前主流移动设备上的Android版本都还比较旧,对多任务管理的支持和体现还不够明显,不过,我们应该可以在Android最新版本(如Android 4.0)里看到对系统任务管理功能的加强。
2.4 Android系统四大组件
之前我们已经学习了Android应用框架的四大核心要点,对Android的应用框架有了一个总体性的了解,接下来我们要学习Android应用程序中的四个重要组成部分,也就是我们一般所说的“应用组件”。在前面讲解四大核心要点的篇幅中,我们曾经提到了控件(View控件)的概念,现在我们再来学习一下Android应用框架中的组件的概念。那么何谓组件呢?顾名思义,组件当然要比控件复杂,简而言之,组件是用于工业化组装的部件。要达到组件的标准,必须符合三个要求,以下我们结合Android应用框架讨论如下。
1. 有统一标准
这点应该是形成组件的前提条件,试问,组件如果没有标准,如何组装?在这点上,Android应用框架中定义了很多标准接口,满足了组件间的各种接口需求;换一种说法,整合Android系统都是按照接口规范设计出来的。
2. 可独立部署
组件应该是独立的,每个组件都有自成一套的功能体系,否则就没有形成组件的必要。比如每个Activity都是可以独立构造的,使用Activity组件,我们可以完成一个包含许多复杂功能的界面;而使用Service,我们可以操作一个独立的后台进程等。
3. 可组装整合
可组装是组件最重要的特性,一个完整的Android应用必然是若干个系统组件构成的,这就要求组件必须是能组装在一起的,至于如何组装,我们会在后面的章节中结合实例进行介绍。
通常来讲,Android应用框架中包含了四大组件:活动(Activity)、服务(Service)、广播接收器(Broadcast Receiver)和内容提供者(Content Provider)。这四大组件除了具有前面所提到的三个特点之外,还有着相同的显著特点,那就是它们都可以在Android的基础配置文件,即AndroidManifest.xml中进行配置。下面我们就来学习Android系统四大组件的基本概念和使用方法。
2.4.1 活动(Activity)
在2.3.1节中,我们已经介绍了Android活动(Activity)的生命周期以及基本行为,大家应该对Activity的概念有了一定的了解。此外,Activity同时还是Android系统四大组件中的一员,因此,本节将着重介绍Activity作为组件的一般声明方法。
说到Activity的声明方法,我们必须先了解Android全局配置文件AndroidManifest.xml的基础知识。每个Android应用项目都会有自己的全局配置文件,该文件包含了应用的系统常量、系统权限以及所含组件等配置信息。配置使用范例如代码清单2-4所示。
代码清单 2-4


android:theme="@android:style/Theme.NoTitleBar.Fullscreen"
android:screenOrientation="landscape">

...


...






...

从上述配置使用范例中,我们可以看到在AndroidManifest.xml配置文件范例的根元素下面有两种标签,即元素。前者是应用配置的根元素,而后者则用于配置应用的权限。这里顺便说一下,每个Android应用都必须事先声明应用需要的权限,比如是否需要网络、是否需要使用摄像头或者是否需要打开卫星定位(GPS)等。而用户在安装该应用之前,系统会先提示用户是否允许该应用使用这些权限,如果用户觉得应用不安全便可以选择不安装,这在一定程度上也提高了Android系统的安全性。
另外,我们还可以看到,在以上配制文件中的元素里面含有一个或者若干个元素,这个就是我们需要重点了解的Activity标签了。首先,我们来看一下该标签内部的一些常用的配置选项。
android:name:表示该Activity对应的类的名称,在代码清单2-4中,我们就定义了一个Activity,它的具体类包名就是“com.app.android.HelloActivity”。
android:theme:表示Activity所使用的主题,在Android系统中是允许我们自定义主题的(这部分的内容我们在后面章节的实例中会介绍到),在代码清单2-4中,使用的是默认主题“@android:style/Theme.NoTitleBar.Fullscreen”,也就是全屏模式。
android:launchMode:Activity的行为模式,之前在2.3.4节中介绍过该标签的4种选项,即与任务行为有关的Standard、singleTop、singleTask以及singleInstance。
android:screenOrientation:表示屏幕的方向,在代码清单2-4中,landscape表示的是该Activity是横屏显示的,如果改成portrait的话,则就变成竖屏显示。
当然,Activity标签可配置的选项远不止以上这些,更详细的使用说明可以参考7.1.2节的内容,使用范例可参考代码清单7-11。此外,从上面的配制文件中我们还可以看到不止一个元素。关于这点,实际上,前面我们已经介绍过消息过滤器的用法,如果大家有疑问的话,可以参考2.3.2节中与消息(Intent)相关的内容。
另外,Activity在应用开发中被用做控制界面的逻辑,也就是MVC中的Controller控制器,关于Android应用中MVC的概念可参考5.2.3节中的内容。开发者可以根据需要,在Activity的生命周期方法中添加不同的逻辑来控制对应应用界面的显示、动作和响应等,而Activity类的具体用法和代码示例我们可以在本书第7章的“微博实例”代码中学习到。
2.4.2 服务(Service)
Android系统中的Service服务组件和Windows系统中的后台服务有点类似,这个概念应该很容易理解,比如,我们在退出某些聊天软件之后还是可以接收到好友发来的消息,就是使用Android服务组件来实现的。此外,如果需要在应用后台运行某些程序,Service服务组件也绝对是最佳的选择。另外,值得注意的是,Service和之前的Activity一样,也有自己的生命周期,但是,Service的生命周期相对简单一些,如图2-6所示。
从图2-6中我们可以看出Android服务(Service)主要有以下两种运行模式。
独立运行模式:我们一般通过“startService()”方法来启动一个独立的服务,在这种模式下,该服务不会返回任何信息给启动它的进程,进程的动作结束后会自动结束。比如,浏览器下载就属于独立服务。
绑定运行模式:与独立服务不同,绑定服务是与启动它的应用绑定在一起的,当该应用结束的时候,绑定服务也会停止。另外,这种服务可以和应用中的其他模块进行信息交互,甚至进行进程通信(IPC)。
图2-6 Service生命周期
与Activity类似,onCreate和onDestroy分别是Android服务创建和销毁过程中的回调方法。与独立运行模式相比,绑定运行模式中多出来onBind和onUnbind两个函数,分别是服务绑定和解绑过程的回调方法。在Android应用开发的时候,我们通常会使用startService方法来开启Service服务。另外,在应用开发的时候千万别忘了我们必须事先在全局配置文件中进行如下声明,如代码清单2-5所示。
代码清单 2-5



...


理解Android服务(Service)时要特别注意,千万不要盲目认为服务是一个独立的进程或者线程。实际上,它和应用程序的进程之间存在着复杂的联系,所以如果我们需要在Service中做一些耗时操作的话,必须新起一个线程并使用消息处理器Handler来处理消息。另外,Android服务的进程间通信(IPC)功能还涉及AIDL(Android Interface Definition Language,Android接口定义语言),有兴趣的话尽管去了解一下。关于Service的具体使用实例,大家可以先去看看Android SDK中API Demos里面的RemoteService实现,本书后面的实例中我们也会穿插介绍。
小贴士:Handler是消息处理器,用于接受子线程的消息进行处理并配合主线程更新UI界面,具体内容可参考5.2.2节中界面基础类BaseUi的相关内容。
在Android系统中,Service服务类的使用方法比较简单,执行Service对象的start方法就可以开启一个服务。实际上,第7章的“微博实例”中也有与Service服务相关的代码实例,请参考7.5.4节。
2.4.3 广播接收器(Broadcast Receiver)
广播接收器(Broadcast Receiver)是Android系统的重要组件之一,可以用来接收其他应用发出来的广播,这样不仅增强了Android系统的交互性,而且能在一定程度上提高用户的操作体验。比如,你在把玩应用或者游戏的同时也可以随时接收一条短信或者一个电话,或者你在打开网页的同时还可以接收短信验证码等。
广播接收器的使用也很简单,和其他组件的步骤一样:先声明,再调用。代码清单2-6就是一个声明广播接收器的例子。
代码清单 2-6







...


这里我们定义了一个名为HelloReceiver的广播接收器。这个类里面只有一个onReceive方法,里面我们可以定义需要的操作。使用的时候,我们可以在Activity中直接使用sendBroadcast方法来发送广播消息,这样HelloReceiver就会接收到我们发送的信息并进行相应的处理。这里需要注意的是,广播接收器也是在应用主线程里面的,所以我们不能在这里做一些耗时的操作,如果需要的话,可以新开线程来解决。发送广播消息的范例如代码清单2-7所示。
代码清单 2-7

Intent intent = new Intent("com.app.basicreceiver.hello");
sendBroadcast(intent);

而接收消息的使用范例,也就是广播接收器类HelloReceiver的逻辑实现,我们可以参考代码清单2-8。
代码清单 2-8
public class HelloReceiver extends BroadcastReceiver {
@Override
public void onReceive(Context context, Intent intent) {
String action = intent.getAction();
Toast.makeText(context, "Receive Action : " + action, 1000).show();
}
}
另外,我们需要了解,Android系统中的广播消息是有等级的,可分为普通广播(Normal Broadcasts)和有序广播(Ordered Broadcasts)两种。前者是完全异步的,可以被所有的接收者接收到,而且接收者无法终止广播的传播;而有序广播则是按照接收者的优先级别被依次接收到。优先级别取决于intent-filter元素的android:priority属性,数越大,优先级越高。至于使用,我们通常会在onResume事件中通过registerReceiver进行注册,在onPause等事件中注销,这种方式使其能够在运行期间保持对相关事件的关注。常见的广播事件有:短信广播、电量通知广播等。
2.4.4 内容提供者(Content Provider)
在Android应用中,我们可以使用显式消息(Explicit Intent)来直接访问其他应用的Activity,但是这仅限于Activity的范畴;如果需要使用其他应用的数据,还需要用到另外一种组件,这就是所谓的内容提供者(Content Provider)。
顾名思义,内容提供者就是Android应用框架提供的应用之间的数据提供和交换方案,它为所有的应用开了一扇窗,应用可以使用它对外提供数据。每个Content Provider类都使用URI(Universal Resource Identifier,通用资源标识符)作为独立的标识,格式如:content://xxx。其格式类似于REST,但是比REST更灵活,因为在调用接口的时候还可以添加Projection、Selection、OrderBy等参数,结果以Cursor的模式返回。Content Provider的声明写法非常简单,示例可参考代码清单2-9。
代码清单 2-9

android:authorities="com.app.android.HelloProvider"/>

...


关于Content Provider的类实现,我们只需要继承ContentProvider接口并实现其中的抽象方法即可,这几个方法有点类似于数据操作对象DAO的抽象方法,其中包括insert、delete、query和update这些常见的“增删查改”的接口方法。对于具体的数据存储来说,一般会使用Android的内置数据库SQLite,当然也可以采用文件或者其他形式的混合数据来实现。关于Android系统中的数据存储我们会在2.6节中介绍。
我们在使用上述四大组件的时候还需要注意的是:实际上,Service和Content Provider都可用于IPC(Inter-Process Communication,进程间通信),也就是在多个应用之间进行数据交换。Service可以是异步的,而Content Provider则是同步的。在某些情况下,在设计的时候我们要考虑到性能问题。当然,Android也提供了一个AsyncQueryHandler帮助异步访问Content Provider。关于以上四大组件的具体使用,我们会在后面的章节中穿插介绍。
另外,与Content Provider配合使用的还有Content Resolver,即内容处理器。前面也提到了Content Provider是以数据库接口的方式将数据提供出去,那么Content Resolver也将采用类似的数据库操作来从Content Provider中获取数据,而获取数据就需要使用query接口。和Content Provider类似,Content Resolver也需要使用URI的方式来获取对应的内容,其使用范例可参考7.3.2节中提到的Httputil类的相关代码(代码清单7-34)。
2.5 Android上下文
大家对上下文(Context)的概念并不陌生,在软件开发领域,它主要用于存储进程或应用运行时的资源和对象的引用,此外,我们在接触其他系统和框架的时候也经常会碰到上下文的概念。当然,对于Android应用来说,上下文是非常重要的,这部分的内容在Android应用的实际开发中也会经常使用到,因此本节将会重点介绍Android上下文的相关知识,为后面实战编程打下一定的基础。
在Android应用框架中,根据作用域的不同,可以把上下文分为两种,一种是Activity界面的上下文,即Activity Context;另一种是Android应用的上下文,即Application Context。下面我们分别介绍这两种上下文的概念和使用。
2.5.1 界面上下文(Activity Context)
界面上下文(Activity Context)在应用界面(Activity)启动的时候被创建,主要用于保存对当前界面资源的引用。界面上下文在Activity界面控制器类中被使用,当我们需要加载或者访问Activity相关的资源时,会需要用到该Activity的上下文对象。比如,我们需要在界面中创建一个控件,示例代码如清单2-10所示。
代码清单 2-10
public class TestActivity extends Activity {
...
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
TextView mTextView = new TextView(this);
label.setText("Test Text View");
setContentView(mTextView);
}
...
}
通过上面的代码片断,我们创建了一个文本框控件(TextView),并赋予该控件对应界面控制器(TestActivity)的上下文对象(this)。实际上,把界面控制器的上下文对象传递给控件,就意味着该控件拥有一个指向该界面对象的引用,可以引用界面对象占有的资源;同时,Android界面系统也将该控件绑定到该上下文指向的界面对象,最终组合并展示出来。
界面上下文(Activity Context)的生命周期跟Activity界面的是同步的,即当Activity被销毁的时候,其对应的上下文也被销毁了,同时,和该上下文有关的控件对象也将被销毁并回收。因此,我们也可以认为上下文可以用于串联Android应用之中的对象和组件,在理解了这点之后,在使用上下文的时候就不会迷惑了。此外,Context类中比较常用的方法如下。
getApplicationContext:获取当前应用的上下文对象,相关内容请参考2.5.2节。
getApplicationInfo:获取当前应用的完整信息并存于ApplicationInfo对象中,其中常用的信息包括包名packageName、图标icon以及权限permission等属性,更多属性可参考SDK中android.content.pm.ApplicationInfo类的说明。
getContentResolver:获取ContentResolver对象,用于查询所需的Content Provider提供的信息,更多知识请参考2.4.4节内容。
getPackageManager:获取PackageManager对象,PackageManager的用途比ApplicationInfo更加广泛,该类可以从系统的PackageManagerService中获取安装包和运行进程的信息,作用于系统范围。
getPackageName:获取包名,包名(packageName)可作为Android应用的唯一标识。
getResources:获取应用的资源对象Resources,该对象提供一系列的get方法来获取图形Drawable、字符串String以及视频Movie等资源。
getSharedPreferences:获取用于持久化存储的SharedPreferences对象,相关内容请参考2.6.1节。
getSystemService:获取系统级别服务的对象,Android应用框架为我们提供了丰富的系统服务,getSystemService方法就是用于获取这些系统服务对象并运用到应用开发中去。表2-4中列出了常用系统服务及其简单介绍,大家可以先了解一下。
表2-4 Android常用系统服务
服务名返回对象服务功能
ACTIVITY_SERVICEActivityManager系统应用程序管理
ALARM_SERVICEAlarmManager系统闹钟服务
CONNECTIVITY_SERVICEConnectivity网络连接服务
KEYGUARD_SERVICEKeyguardManager键盘锁服务
LAYOUT_INFLATER_SERVICELayoutInflater获取Xml模板中View组件服务
LOCATION_SERVICELocationManager位置服务,如GPS等
NOTIFICATION_SERVICENotificationManager状态栏和通知栏服务
POWER_SERVICEPowerManager系统电源管理
SEARCH_SERVICESearchManager系统搜索服务
TELEPHONY_SERVICETelephonyManager系统电话服务
VIBRATOR_SERVICEVibrator手机震动服务
WIFI_SERVICEWifiManager手机WIFI相关服务
WINDOW_SERVICEWindowManager系统窗口管理
界面上下文是Android应用开发中最经常被使用的上下文对象,应用界面中几乎所有的UI控件都需要用到,这一点在实际运用的过程中大家会体会得更深刻。
2.5.2 应用上下文(Application Context)
应用上下文(Application Context)在整个应用(Application)开始的时候被创建,用于保存对整个应用资源的引用,在程序中可以通过界面上下文的getApplicationContext方法或者getApplication方法来获取。在实际应用的时候,我们通常会把应用上下文当做全局对象的引用来使用。当然,对于不同的应用我们会定义应用对象来使用,如代码清单2-11所示。
代码清单 2-11
class TestApp extends Application {
...
private String status;
public String getStatus(){
return status;
}
public void setStatus(String s){
status = s;
}
...
}
TestApp应用类继承自Application基类,定义了自己的状态变量和get/set方法,可在整个应用程序中进行设置和获取。当然,我们还需要在应用程序的配置文件AndroidManifest.xml中进行配置,如代码清单2-12所示。
代码清单 2-12
android:icon="@drawable/icon"
android:label="@string/app_name">


配置完毕之后,在应用程序的Activity界面中就可以使用getApplicationContext来获取该应用的上下文对象来完成所需功能了,使用范例请参考代码清单2-13。
代码清单 2-13
class TestActivity extends Activity {
...
@Override
public void onCreate(Bundle b){
...
TestApp app = (TestApp) this.getApplicationContext();
String status = app.getStatus();
...
}
...
}
实际上,在Android应用框架中,android.app.Activity类和android.app.Application类都是从android.content.Context类继承而来的,这也是为什么可以在Activity和Application中方便地使用this来代替对应上下文的原因。当然,理解两种Android上下文的用法在Android应用编程中是非常重要的,因为只有理解了Android上下文才能比较完整地理解Android应用的运行环境,进而更好地控制应用的运行状态。另外,我们也会在第7章中通过实例来加深大家对Android上下文用法的理解。
2.6 Android数据存储
前面刚介绍过上下文对象的使用,其最重要的功能之一,就是用于存储应用运行期间产生的中间数据。接下来,我们来讨论Android应用中持久化类型数据的存储方案。对于移动互联网应用来说,我们经常把核心数据存储在服务端,也就是我们常说的“云端”,但是在实际项目中也会经常使用到Android系统内部的数据存储方案,接下来让我们认识一下几种最常用的数据存储方案。
2.6.1 应用配置(Shared Preferences)
在Android系统中,系统配置(Shared Preferences)是一种轻量级的数据存储策略,只能用于存储key-value格式的数据(类似于ini格式),因此这个特点也决定了我们不可能在其中存储其他各种复杂格式的数据。由于系统配置使用起来比较简单方便,所以我们经常用它来存储一些类似于应用配置形式的信息。代码清单2-14就是一个简单的例子。
代码清单 2-14
...
settings = getPreferences(Context.MODE_PRIVATE);
if (settings.getString("username", null) == null) {
SharedPreferences.Editor editor = settings.edit();
editor.putString("username", "james");
editor.commit();
}
...
以上代码的逻辑很简单:先检查是否存在“username”的值,若不存在则保存“james”字符串为“username”。这里我们重点分析两点:首先是关于Context.MODE_PRIVATE,MODE_PRIVATE代表此时Shared Preferences存储的数据是仅供应用内部访问的,除此之外,Android系统中还提供MODE_WORLD_READABLE和MODE_WORLD_WRITEABLE两种模式,分别用于表示数据是否允许其他应用来读或者写;另外还需要注意的一点是,我们在操作数据的时候必须使用SharedPreferences.Editor接口来编辑和保存数据,最后还必须调用commit方法进行提交,否则数据将不会被保存。
另外,系统配置信息会被存储在“/data/data”下对应的应用包名下的shared_prefs目录里,一般是以XML文件格式来存储的。在Eclipse中,我们可以使用DDMS工具(本章的2.10.3节会介绍)打开对应的目录进行查看。
2.6.2 本地文件(Files)
将数据保存成为文件应该是所有系统都会提供的一种比较简单的数据保存方法,我们已经知道Android系统是基于Linux系统来开发的,而Linux系统就是一个文件系统,很多的数据都是以文件形式存在的。与系统配置不同,文件可存储的格式是没有限制的,所以使用范围自然也比系统配置广得多,除了可用于各种类型文件的读写,我们还经常用于保存一些二进制的缓存数据,比如图片等。
在Android中,我们一般使用openFileOutput方法来打开一个文件,此方法会返回一个FileInputStream对象,然后我们就可以选择使用合适的方法来操作数据。比如,对于cfg或者ini类型的文件来说,我们可以使用Properties的load方法来直接载入;对于其他普通的文件,我们则可以使用InputStreamReader和BufferedReader来读取。代码清单2-15就是一个典型的在Android系统中读取文件内容的例子。
代码清单 2-15
...
public String getFileContent (String filePath) {
StringBuffer sb = new StringBuffer();
FileInputStream stream = null;
try {
stream = this.openFileInput(filePath);
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(stream, "UTF-8"));
String line = "";
while ((line = br.readLine()) != null) {
sb.append(line);
}
} catch (...) {
...
} finally {
if (stream != null) {
try {
stream.close();
} catch (...) {
...
}
}
}
return sb.toString();
}
...
在上面的代码中,我们实现了一个名为getFileContent的方法,用于获取对应文件的内容;其中就使用了openFileInput来获取文件数据,并通过一系列的拼装,最终返回整个文件的内容。另外,我们需要了解一下,在Android系统中,文件一般会存储到和配置文件同级的目录下,只不过目录名不是shared_prefs,而是files。更多关于Android文件存储的例子我们会在本书第7章中进行详细介绍。
2.6.3 数据库(SQLite)
关于数据库的概念,我相信大家都已经非常熟悉了。Android系统给我们提供了一个强大的文本数据库,即SQLite数据库。它提供了与市面上的主流数据库(如MySQL、SQLServer等)类似的几乎所有的功能,包括事务(Transaction)。由于篇幅限制,我们不能在这里介绍太多关于SQLite数据库的内容,因此,如果大家想了解更多信息请到SQLite的官方网站(http://www.sqlite.org)查看。
与之前介绍的两种数据存储模式不同,数据库的存储方式偏向于存取的细节,比如,我们可以把同一类型的数据字段定义好,并保存到统一的数据表中去,进而可以针对每个数据进行更细节的处理。所以,如果可能的话,尽量使用数据库来存储数据,这样会大大增强应用的结构性和扩展性。另外,我们还经常把SQLite数据库和前面所提到的Android四大组件之一的“数据提供者”结合使用,因为它们对于“增删查改”接口的定义和使用实际上是一致的。另外,我们在使用的过程中经常通过继承SQLiteOpenHelper类并实现其中的抽象方法的形式来构造基础的DB操作类,使用范例如代码清单2-16所示。
代码清单 2-16
...
public class DBHelper extends SQLiteOpenHelper {
/* 数据库配置 */
private static final int DB_VERSION = 1;
private static final String DB_NAME = "mydb.db";
private static final String DB_TABLE = "mytable";
/* 数据库初始化和更新SQL */
private static final String SQL_CREATE = "CREATE TABLE ...";
private static final String SQL_DELETE = "DROP TABLE ...";
/* 构造函数 */
public DBHelper(Context context){
super(context, DB_NAME, null, DB_VERSION);
}
/* 初始化数据库 */
@Override
public void onCreate(SQLiteDatabase db) {
db.execSQL(SQL_CREATE);
}
/* 升级数据库 */
@Override
public void onUpgrade(SQLiteDatabase db, int oldVersion, int newVersion) {
db.execSQL(SQL_DELETE);
}
}
...
此外,在需要使用的时候,我们可以通过getReadableDatabase和getWritableDatabase来获取数据库句柄分别进行读和写的操作。另外,数据库文件会被存在shared_prefs和files的同级目录下,目录名为databases。关于SQLite数据库的更多用法,我们也会在第7章中结合具体实例做进一步的介绍。
2.7 Android应用界面
Android应用界面系统,即Android UI(User Interface)系统是Android应用框架最核心的内容之一,也是开发者们需要重点掌握的内容。如果我们把Android应用也分为前后端两部分的话,那么之前介绍的核心要点和四大组件等都属于后端,而Android UI系统则属于前端。后端保证应用的稳定运行,而前端则决定应用的外观和体验。对于一个优秀的Android应用来说,漂亮的外观和流畅的体验是必不可少的。接下来,我们便来学习Android外观系统的知识。
在2.3.3节中我们已经简单介绍了Android应用框架中的外观系统(View System),也就是Android UI系统的基础知识。我们知道了对于Android应用来说,最重要的两个基础类就是View和ViewGroup:View是绝大部分UI组件的基础类,而ViewGroup则是所有Layout布局组件的基类。当然,ViewGroup也是View的子类。相关类库的树形结构如下。
java.lang.Object
- android.view.View
- android.view.ViewGroup
- android.widget.FrameLayout
- android.widget.LinearLayout
- android.widget.TableLayout
- android.widget.RelativeLayout
- android.widget.AbsoluteLayout
本节将重点介绍Android应用(非游戏)使用的UI系统。一般来说,我们都使用XML格式的模板文件来书写对应的UI界面,当然,这种做法也比较符合MVC的设计思想。另外,由于UI模板独立于逻辑之外,界面设计师们就可以更加专注于他们自己的事情。在模板文件中,每个UI控件都由对应的XML标签来表示,具体的控件标签见表2-3,大家可以回顾一下。
2.7.1 控件属性
我们知道Android UI系统给我们提供了丰富多彩的控件,比如TextView、Button、TextView、EditText、ListView、CheckBox、RadioButton等,具体如表2-3所示。我们可以使用这些不同功能的控件来完成各种各样用户界面的需求。那么控件本身的属性应该如何设置呢?实际上,每个UI控件都有很多的属性可供我们选择,我们一般都是通过设置这些属性来设置UI控件的外观、位置等。代码清单2-17中就是使用XML来表示文本框控件(TextView)的示例,实际的显示效果是在整个UI界面的左上方打印一段文字“I am a TextView”。
代码清单 2-17
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:text="I am a TextView" />
Android UI控件使用android:layout_width和android:layout_height属性控制其宽度和高度,属性值为wrap_content表示元素的外观由内容大小决定,而fill_parent则表示元素大小由外层的元素决定。我们经常使用fill_parent来实现自适应的界面布局,因为最外层的元素必然就是手机屏幕。此外我们需要注意的是,这两个属性是每个UI控件必须指定的。
另外,Android UI控件的外观采用类似于CSS标准的“盒子模型”,也有margin和padding的概念,元素内边距使用android:padding来表示,外边距则采用android:layout_margin来控制。这两个属性也是我们最常使用的“利器”之一,用其可使整个界面各个控件之间的间隔更为合理、美观。Android UI控件“盒子模型”如图2-7所示,大家可以结合示意图理解一下。
最后,我们来学习一些基础的Android UI控件属性,这些属性在UI组件基础类View类中定义,具备很强的通用性,可被绝大部分的UI控件所使用,因此也被称作“通用属性”。对于我们来说,只有掌握了这些通用属性的用法,才能够更好地控制UI组件并运用它们组装出各种各样的UI界面。
android:id:每个UI控件的代表性id。我们经常在程序中使用findViewById方法来选取对应id的控件,然后再对该控件进行属性控制或者事件处理,用法和HTML元素标签属性中的id类似。
android:background:控件背景,可以是颜色值,也可以是图像或者Drawable资源等,如果值为@null,则表示透明背景。
android:layout_width:UI控件的宽度,常见属性有fill_parent、wrap_parent等。前面我们已经简单介绍过这个属性的用法,它是每个控件必须具备的属性之一。
android:layout_height:UI控件的高度,常见属性和用法和宽度一样,也是每个控件必须具备的属性之一。
android:layout_gravity:用于控制UI控件相对于其外层控件的位置,其属性值就代表其位置,如顶部(top)、底部(bottom)、左边(left)、右侧(right)、垂直居中(center_vertical)、水平居中(center_horizontal)、绝对居中(center)、垂直填满(fill_vertical)、水平填满(fill_horizontal)、完全填满(fill)等。另外,这些属性可以并列存在,我们常使用“”符号隔开,如“center_verticalcenter_horizontal”表示垂直水平居中。
android:layout_margin:UI控件的外边距,使用方式见图2-7 所示的“盒子模型”。
android:padding:UI控件的内边距,使用方式见图2-7 所示的“盒子模型”。
android:gravity:控件内部的元素相对于控件本身的位置,其属性值和使用方法与android:layout_gravity基本一致。
android:visibility:显示或隐藏控件,控件默认是显示状态的。
通用属性常用于操控UI控件的外观和位置,通常能对UI界面的构建起到很大的作用。当然,除了通用属性之外,不同的UI控件还会有各自专属的“控件属性”,这些属性我们将在后面讲到各种UI控件的概念和用法时详细介绍,具体内容可参考第7章中与界面控件相关的章节内容。
2.7.2 布局(Layout)
Android UI系统中的布局文件其实和HTML有点类似,都是用XML标签所代表的各种UI控件组合或者嵌套而成的,只不过,Android模板文件的格式比HTML更严谨些,属性也更复杂些。在Android UI界面设计中,Layout布局控件就像“建筑师”一样,帮助我们把整个界面的框架布局搭建起来,并把每个控件都放到合适的位置上。我们最经常使用的布局有以下几种,我们来逐个介绍一下。
1. 基本布局(FrameLayout)
基本布局(FrameLayout)是所有Android 布局中最基本的,此布局实际上只能算是一个“容器”,里面所有的元素都不能被指定位置,默认会被堆放到此布局的左上角。此布局在普通的应用中用得不是很多,但是因为简单高效,所以在一些游戏应用中还是经常被用到。
2. 线性布局(LinearLayout)
线性布局(LinearLayout)是应用开发中最常用的布局之一,分为横向和纵向两种,由android:orientation属性来控制。当属性值为“horizontal”时表示横向的线性布局,常用于并排元素的界面;而“vertical”则表示纵向也就是垂直的线性布局,它的用处更广,普通应用中的大部分界面都是垂直排列的,比如列表界面、配置界面等。
线性布局的用法很简单,就拿垂直的线性布局来说,我们只要把所需的控件按照顺序放到布局标签中间就可以了,Android UI系统会自动按照从上到下的顺序展示出来。代码清单2-18就是一个简单的代码示例,其功能很简单,就是把一个TextView和Button垂直并排在这个线性布局中。大家在阅读示例代码的同时可以顺便复习一下UI控件属性的用法。
代码清单 2-18

android:layout_width="fill_parent"
android:layout_height="fill_parent"
android:orientation="vertical" >
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:text="I am a TextView" />