Android Application Fundamentals

Androidapplicationsare written in the Java programming language. The Android SDK tools compile the code— along with any data and resource files —into an Android package, anarchive filewith an .apk suffix. All the code in a single .apk file is considered to be one application and is the file that Android-powered devices use to install the application.

Once installed on a device, each Android application lives in its own security sandbox:

The Android operating system is a multi-user Linux system in which each application is a different user. By default, the system assigns each application a unique Linux user ID (the ID is used only by the system and is unknown to the application). The system sets permissions for all the files in an application so that only the user ID assigned to that application can access them.Each process has its own virtual machine (VM), so an applications code runs in isolation from other applications. By default, every application runs in its own Linux process. Android starts the process when any of the applications components need to be executed, then shuts down the process when its no longer needed or when the system must recover memory for other applications. In this way, the Android system implements the principle of least privilege. That is, each application, by default, has access only to the components that it requires to do its work and no more. This creates a very secure environment in which an application cannot access parts of the system for which it is not given permission.

However, there are ways for an application to share data with other applications and for an application to access system services:

Its possible to arrange for two applications to share the same Linux user ID, in which case they are able to access each others files. To conserve system resources, applications with the same user ID can also arrange to run in the same Linux process and share the same VM (the applications must also be signed with the same certificate).

An application can request permission to access device data such as the users contacts, SMS messages, the mountable storage (SD card), camera, Bluetooth, and more. All application permissions must be granted by the user at install time.

That covers the basics regarding how an Android application exists within the system. The rest of this document introduces you to:

The core framework components that define your application.

The manifest file in which you declare components and required device features for your application.

Resources that are separate from the application code and allow your application to gracefully optimize its behavior for a variety of device configurations.

1 Application Components

Application components are the essential building blocks of an Androidapplication. Each component is a different point through which the system canenter your application. Not all components are actual entry points for the userand some depend on each other, but each one exists as its own entity and plays aspecific role —each one is a unique building block that helps defineyourapplications overall behavior.There are four different types of application components. Each type serves a distinct purpose and has a distinct lifecycle that defines how the component is created and destroyed.

Here are the four types of application components:

1.1 Activity

An activity represents a single screen with a user interface. For example, an email application might have one activity that shows a list of new emails, another activity to compose an email, and another activity for reading emails. Although the activities work together to form a cohesive user experience in the email application, each one is independent of the others. As such, a different application can start any one of these activities (if the email application allows it). For example, a camera application can start the activity in the email application that composes new mail, in order for the user to share a picture.

An activity is implemented as a subclass of Activity and you can learn more about it in theActivities developer guide.

1.2 Services

A service is a component that runs in the background to perform long-running operations or to perform work for remote processes. A service does not provide a user interface. For example, a service might play music in the background while the user is in a different application, or it might fetch data over the network without blocking user interaction with an activity. Anothercomponent, such as an activity, can start the service and let it run or bind to it in order to interact with it.

A service is implemented as a subclass ofService and you can learn more about it in the Services developer guide.

1.3 Content providers

A content provider manages a shared set of application data. You can store the data in the file system, an SQLite database, on the web, or any other persistent storage location your application can access. Through the content provider, other applications can query or even modify the data (if the content provider allows it). For example, the Android system provides a content provider that manages the users contact information. As such, any application with the proper permissions can query part of the content provider (such as ContactsContract.Data) to read and write information about a particular person.

Content providers are also useful for reading and writing data that is private to your application and not shared. For example, the Note Pad sample application uses a content provider to save notes.

A content provider is implemented as a subclass of ContentProvider and must implement a standard set of APIs that enable other applications to perform transactions. For more information, see the Content Providers developer guide.

1.4 Broadcast

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Android应用基础

在Java编程语言编写的 Android 应用程序的 Android 的 SDK 工具编译代码以及与任何数据和到一个 Android 的包，一个归档文件档案资源的 .apk 后缀，所有的在一个单一的代码 .apk 文件被认为是一个应用程序，是 Android 的文件，供电设备来安装应用程序。

一旦安装在设备上，每个 Android 应用程序的生命在它的安全沙箱：而 Android 操作系统是一个多用户 Linux 系统中，每个应用程序是一个不同的用户。默认情况下，每个应用程序的系统分配一个唯一的Linux 用户 ID（该 ID仅用于由系统是未知的应用程序），系统设置所有的应用程序中的文件权限，以便只有用户 ID 分配给该应用程序可以访问它们。每个进程都有它自己的虚拟机（VM），因此应用程序的代码在从其他应用程序隔离运行。默认情况下，每个应用程序运行在它自己的Linux 进程。

Android 的启动过程时，应用程序的任何组件需要被执行，然后关闭该进程时，它不再需要或恢复时，系统必须为其他应用程序的内存。这样一来，Android 系统实现了最小特权原则， 也就是说，每个应用程序，默认情况下，只能访问的组件，它需要做的工作，没有更多，这将创建一个非常安全的环境，使应用程序无法访问的，这就是它没有给予许可制度的部分。但是，有一个应用程序的方法与其他应用程序和应用程序访问系统服务的数据：

这有可能为两个应用程序安排共享相同Linux 用户 ID ，在这种情况下，它们能够相互访问的文件。为了节约使用相同的用户ID 系统资源，应用程序还可以安排运行在相同的Linux 进程和共享同一个VM（应用也必须使用相同的证书签名）。

应用程序可以请求访问权限，如用户的联系人，短信，可安装存储（SD卡），摄像头，蓝牙等设备的数据，所有应用程序的权限必须由用户在安装时授予。这涵盖了基本就如何Android应用程序在系统中存在这个文件的其余部分向您介绍：框架的核心组件定义应用程序。清单文件中声明组件和应用程序所需的设备功能。资源是从应用程序代码分开，并允许您的应用程序正常优化的设备配置各种其行为。

1 应用程序组件

Android 的核心功能之一就是一个应用程序可以使用其它应用程序的元素（如果那个应用程序允许的话）。比如说，如果你的应用程序需要一个图片卷动列 表，而另一个应用程序已经开发了一个合用的而又允许别人使用的话，你可以直接调用那个卷动列表来完成工作，而不用自己再开发一个。你的应用程序并没有吸纳 或链接其它应用程序的代码，它只是在有需求的时候启动了其它应用程序的那个功能部分。为达到这个目的，系统必须在一个应用程序的一部分被需要时启动这个应用程序，并将那个部分的 Java对象实例化。与在其它系统上的应用程序不同， Android 应用程序没有为应用准备一个单独的程序入口（比如说，没main() 方法）， 而是为系统依照需求实例化提供了基本的组件。

共有四种组件类型：

1.1活动 (Activities)

一个 activity 代表用户界面的一个独立屏幕。例如，一个邮件应用程序应该有一个 activity 用于显示新邮件列表，另一个 activity 用于撰写一封邮件，还有一个 activity 用于读取邮件。尽管所有 activitie 协同工作以构成邮件应用程序的用户体验，但彼此之间相对独立。应次，不同的应用程序能够从任何一个 activity 启动 (只要邮件应用程序允许 )。例如，用户需要分享一张照片，一个拍照应用程序能够启动邮件应用程序的activity 。activity是一个实现了 Activity 的子类，你可以在 Activities 开发者指导部

分了解更多。

1.2服务 (Services)

service 是在后台运行，执行长时间操作或者执行远程操作。service 不提供用户界面。例如，当用户在另一个应用程序时，一个service 可在后台播放音乐，或者是从网络上获取数据，而不阻断用户与当前activity 的交互。其他组件，比如一个activity ，为了与该 service 互动，可以启动或者绑定它。service 是一个实现了 Service 的子类，你可以在 Services 开发者指导部分了解更多。

1.3内容提供者 (Content providers)

内容提供者将一些特定的应用程序数据供给其它应用程序使用。数据可以存 储于 文件 系统 、 SQLite 数据 库或 其它 方式 。内容提 供者继承 于 ContentProvider 基类，为其它应用程序取用和存储它管理的数据实现了一套标准 方法。然 而，应用 程序并不 直接 调用 这些方法 ，用一个ContentResolver对象，调用它的方法作为替代。 ContentResolver 可以与任意内容提供者进行会话，与其合作来对所有相关交互通讯进行管理。参阅独立的内容提供者 Content Providers 章节获得更多关于使用内容提供者的内容。每当出现一个需要被特定组件处理的请求时，Android 会确保那个组件的应用程序进程处于运行状态，或在必要的时候启动它。并确保那个相应组件的实例的存在，必要时会创建那个实例。

1.4广播接收器 (Broadcast receivers)

广播接收器是一个专注于接收广播通知信息，并做出对应处理的组件。很多广播是源自于系统代码的 ──比如，通知时区改变、电池电量低、拍摄了一张照片或者用户改变了语言选项。应用程序也可以进行广播 ──比如说，通知其它应用程序一些数据下载完成并处于可用状态。

应用程序可以拥有任意数量的广播接收器以对所有它感兴趣的通知信息予以响应。所有的接收器均继承自 BroadcastReceiver基类。广播接收器没有用户界面。然而，它们可以启动一个 activity 来响应它们收到的信息，或者用 NotificationManager 来通知用户。通知可以用很多种方式来吸引用户的注意力 ──闪动背灯、震动、播放声音等等。一般来说是在状态栏上放一个持久的图标，用户可以打开它并获取消息。

Android 系统设计的一个独特方面是任何的一个程序都可以启动另一程序的组件。比如，你想让你的程序可以使用照相机拍照，如果已经有了实现这种功能的程序并且你你的程序能使用它（有权限），那么你就没有再要再写一个新的 Activity 来实现这个功能。你的程序不需要包含或者链接这个拍照程序。相反，你只需要在你的程序中打开这个拍照程序中的实现拍照功能的Activity 。当拍完之后，拍好的照片甚至会自动返回给你的程序。者对于用户来说，就好像是想拍照功能的程序就是你的这个程序的一部分一样。

当系统启动一个组件之后， 如果这个组件所在的程序之前没有运行的话，系统会自动开始这个程序的进程， 并初始化这个组件所需要的相关类。 比如，你的程序开启了一个拍照功能程序的 Activity ，这时系统会启动这个 Activity 所在的程序，所以这个 Activity 运行在拍照功能的程序当中， 而不是在你的程序中。所以，不像其他操作系统的中的程序一样， Android 程序没有一个单独的入口点（比如没有我们常见的 main()函数）。

因为系统中的程序运行在自己的独立进程中，并且程序中的文件都有自己的限制其他程序访问的权限，所以，你的程序不能直接激活其他程序中的组件。但是 Android 系统就可以。 具体是这样的实现的， 为了激活（ activate）其他程序中的组件，你必须向系统发送一个消息来详细说明你要启动其他组件的意图，这样系统才会为你激活这个组件。

2 激活组件 (Activating Components)

四大组件中的三个组件——activities、services和 broadcast receiver——是由一种叫 intent 的异步消息来激活的。这些 intents 在运行时（ runtime）将这些属于你的程序或不同程序的单独的组件绑定在一起（ bind），你可以把这些intents 看作是需要其他组件的action 的 messengers。一个 intent 就是一个 Intent 对象，这个 intent 定义了一种可以激活（activate）某个特定组件或者某种特定类型的组件，这两种情况分别对应两种intent 的定

义方式或者显示的或者隐式的。对于 activities 和 services，一个 intent 定义了要执行的操作（ action）(比如，要“view或”者 “send什”么 )和要操作的数据的 URI 。比如，一个 intent 可能会为一个 activity 传递一个请求来展示一张图片或者打开一个网页。

有时，你可以启动一个 activity 来得到返回的结果，在这个例子中这个activity 的返回的结果也是一个Intent（比如，你可以发送一个intent 让用户选择一个personal contact并返回给你 —— 这个返回的 intent 就包含了一个指向用户选择的联系人的 URI ）。（关于 activity 和 service 的启动方式，下面将介绍。 ）对于广播接收者来说，intent 只是简单的定义了要广播的内容（比如，一个用以表明电池电量很低的广播仅包含了一个表明电池电量很低的字符串）。最后一种组件类型 content provider 并不是由 intent 来激活的（ activate）。而是由接收到 ContentResolver的请求时激活的。它们都各自有自己的方法来激活相应的组件：你可以通过传递一个 Intent 给 startActivity() 或 startActivityForResult() 启动一个 activity（或者给他一些新的要做的内容） 。使用 startActivityForResult() 你将得到一个返回结果。

你可以通过传递一个 Intent 给 startService()来 start 一个 service（或者给一个正在运行的 service 一些新的指令 (instructions)）。可以通过把一个Intent 传递给 bindService()来绑定一个 service。你可以通过传递一个Intent 给 诸 如 sendBroadcast() sendOrderedBroadcast()或者 sendStickyBroadcast()等方法来初始化一个广播。

你可以通过调用ContentResolver 的 query() 方法来执行一次content provider 的查询操作。更多的关于intent 的内容，可以参看文档中的 Intents and Intent Filters。更多的关于激活特定组件的内容可以参看文档中的：Activities、Services、BroadcastReceiver、 Content Providers。

3 关于 Manifest 文件（ The Manifest File ）

在Android 系统可以启动一个应用程序组件之前， Android 系统必须通过读取这个程序的 AndroidManifest.xml （即 manifest 文件）文件来确定要启动的组件存在。你的程序必须在这个 manifest 文件声明用到的所有的组件，并且这个 manifest 文件必须在项目的根目录下。

确定这个程序需要的所有权限，比如Internet 访问权限或者读取用户联系人权限。声明这个运行这个程序所需要的最低API版本，这个可以根据开发该程序所使用的 API 版本。

声明该程序所需要的硬件或软件特征（features），比如照相机、蓝牙服务或者多点触屏。

声明该程序需要链接（link against）的 API库（不是Andorid 的framework APIs），比如 Google Maps library。等等。

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