前言

最近需要通过一些安卓Demo来学习熟悉部门相关业务。在配置完环境后，首先学习了Android的基本框架，了解了启动流程，并以分析了其中的init进程。也引出了系统中很多年重要的概念与机制，例如：为什么使用Binder通信机制？为什么要有硬件抽象层？为什么要设置ServiceManager? 等等，这些系统原理的细节还需要后续再深入学习。
但仅就快速学习了解Android而言，了解基本系统层面的基本架构后（系统层面初步了解），对直接交互的APP还一无所知，本文梳理里APP开发的基本信息（应用层面初步了解），后期也会对系统框架或者接口等信息进行梳理学习（系统框架层面初步了解）；
在了解学习Demo之前，首先了解下Android APP的相关知识，尤其是最基本的四大组件。

图1 Android 应用主要知识

以《Android第一行代码》为例，我将App相关的基础知识分成以下几类，其中

• 四大组件：是应用程序中最核心的元素，是应用程序与用户、系统、三方应用交互的基本模块。
• 在基本了解四大组件的基础上，多媒体、网络、位置、数据存储以及UI布局优化等是应用开发中常用的主要功能，可以根据需求，针对性了解。
• APP打包发布：每一个应用程序开发完成后，需要签名，生成APK （安装包），然后发布到应用市场（需要注册账号、审核，如华为应用市场），审核通过就可以下载使用，其中需要关注的除了签名+发布的流程，广告盈利也是一个重要的点，如何给APK 接入广告（如启动应用后，界面有5秒的广告-[京东-淘宝之类]），如图2所示。

图2 APK的打包发布

一、Android四大组件（为什么要学习活动+服务+广播接收器+内容提供者）

图3 Activity与Service、Boadcast Receiver 与Content Provider之间的异同

通过上图基本可以看到，Android四大组件的功能、作用，以及各自的应用场景。
首先Android的应用程序可以基本理解为一个带界面的程序，而程序可以抽象为处理数据与信息。其中：

• 如何处理数据与信息的逻辑就编写在Activity（活动）与service（服务）中；
• UI界面的逻辑就编写在xml文件中，UI交互、反馈给用户的逻辑也在Acitivty与Service中；
• BroadCast receiver（广播接收器）与 Content Provider（内容提供器）则负责获取处理中需要的数据与信息（主要为系统、本地、应用间共享）。

如图3，我们可以简单的把四大组件分为两部分：程序（活动+服务）；获取信息（广播接收+内容提供）。
在进一步介绍四大组件之前，我们可以分析下四大组件的区别，这有利于后续的学习。

• 活动Activity与服务Service的区别是什么？
  1. 最直观的区分就是有无界面。因为需要交互，每个Acitivty包含一个UI（xml），这就比服务Service需要耗费更多的资源，当手机设备资源有限，某些设备会再资源不够的情况下优先回收一些优先级低的活动（Activity），毫无疑问，在不需要交互界面的情况下，选择服务Service更有利，
  2. 后台继续运行。这主要是二者的生命周期不同。需要强调的是，在一个应用程序（Appliction）中，可以包含多个活动（Activity）与服务Service，活动与服务都在应用程序这个进程中执行，一旦应用程序被杀死，二者也停止，因此活动与服务的主要区别就在应用程序内部。当切换活动Activity时（如切换应用，或切换浏览器不同页），当前活动就会暂停背压入栈（返回栈）中停止，但某些功能我们仍然希望能够提供，比如音乐软件被切换后，仍然能够播放音乐，浏览器软件被切换后，下载依然进行。此时能够运行于后台的服务Service就显得非常有用。
• 广播接收器Broadcast Receiver与内容提供器 Content Provider的区别是什么？

1. 对象与场景不同：广播接收器是允许应用接收来自各处的广播信息，而内容提供器则是主要用于跨应用程序的数据共享，因此数据对象不同。具体应用到场景上，广播接收器主要是应用接收感知系统的信息与变化，如终端的息屏亮屏，有网没网、短信等信息，而内容提供器则是主要和不同应用之间交互共享数据，如调用本地的图片（图库），或者访问其联系人等数据。
2. 信息流通的方式不同：广播接收器如果只能接收信息，则它是单向的，无法与内容提供ContentProvicer相比，因为内容只要提供外部访问接口，那么其他应用程序都可以访问。但广播也可以发送自定义的广播，发送有两种，标准广播与有序广播，区别如图4所示。
3. 数据类型与特点： 广播收发的数据由于很容易被其他应用获取，因此安全问题非常明显，有点类似裸奔，而内容提供器是每个应用自己选择好共享的内容，这里可以相对安全点；此外二者共享的数据体量类型也存在区别，广播由于应用环境必然属于轻量的信息，而内容提供器则共享的数据体量大、类型复杂。

广播共享数据侧重把数据信息推出去，因此如果广播发送垃圾消息，有可能影响到其他应用的安全。而内容提供则是给别人提供访问的机会。

图4 标准广播与有序广播

• 数据信息传递还有那些常用方法？

1. Intent可完成Activity之间的通信，Intent还可以启动活动、服务、发送广播等，是活动Activity中一个重要的功能与知识点。
2. Android中，应用中的数据属于临时数据，通过持久化可以保存到硬件存储中，某种情况下也可以通过这种方式传递信息，这种方法曾经用过，属于数据持久化，但非常不安全，在高版本中已不提倡使用。

通过学习，可以说，Android四大组件基本涵盖了一个Appliciation最重要的功能，也考虑到了各种使用环境与资源需求，这是Android应用设计者的艺术，也是快速了解Android的途径。

在梳理清楚上述四大组件的特点后，接下来我们首先介绍活动Activitty与服务Service（已整理完成）；再介绍广播Broadcast Receiver 和内容提供器Content Provider（未整理完成）。

二、 活动Activity

图5 活动Activity的主要概念

2.1创建与注册

在使用活动前，需要先创建活动，如图6，借助AndroidStuid可以创建自己需要的模板，如空模板，基础模板等，一般IDE还会贴心的帮你创建好对应的布局文件（xml文件），并且在注册文件AndroidManifest.xml中完成活动的注册。

实际上布局文件也可以自己创建，但需要在活动中关联。可以看到，创建一个活动一般包含（UI界面xml文件+处理逻辑的活动java文件），并且需要像在头文件声明函数一样，要在注册文件中注册创建的活动文件。

UI界面是门面，包含六大布局，这个日后在学习，注册文件AndroidManifest.xml会注册很多东西，当在Activity.java文件中需要用到一些权限或者对象功能时，则需要在这个文件对应的Activity中去声明，例如申请某些权限等，其中应用MainActivity的程序入口就是一个例子。

图6 活动创建、布局设置与注册（绿框部分表明当前所属活动为程序入口，可以通过编辑修改）

2.2 常用功能

在Activity中，最常用的有Toast，用于打印信息，menu则是增加菜单。


图7-1 Toast与menu的效果


图7-2 Intent效果
Intent则是实现Activity之间的互动与通信，是最常用的功能，比如通过点击按钮，实现界面跳转。Intent通过监听按钮点击活动，处理从活动1跳转到活动2，一般在该过程中还可以携带一些信息数据，具体可以参考Intent对象。

一般点击手机back键，会自动销毁当前活动，返回上一活动，图7-2中，finish()则是通过按钮完成这一操作。

Intent的启动包含显式（指明下一个活动），隐式（不需要指明启动哪一个活动）通过指定一些列抽象的action与category信息交由系统帮忙找出合适的活动，它最大的作用是通过系统，可以启动除自己程序内的活动，还可以启动其他应用程序的活动，如打开拨号、浏览器网页等，如图7-3。

具体参考： Intent 和 Intent 过滤器 | Android 开发者 | Android Developers (google)

图7-3 Intent隐式启动拨号界面

图7-4 Intent显式与隐式启动的流程
应用程序之所以能够知道销毁当前活动，返回上时该返回哪一个活动，依靠的是返回栈（Back Stack），通过任务管理活动，当我们启动一个新的活动，它就会在返回栈中入栈，并处于栈顶每当返回或者finsh（）时，就会销毁栈顶活动，出栈，上一个入栈活动重新出于栈顶。

图8 返回栈

2.3 生命周期

在上面提到的返回栈中，我们可以发现，活动存在不同的状态，栈顶的活动与用户交互，是一种运行的状态，而栈内的活动无法与用户交互，似乎处于一种停止状态，其实Android把活动的状态分为四种：

• 运行状态：活动返回栈顶，属于系统最不太可能收回的资源。
• 暂停状态：当活动不在栈顶，但仍处于可见状态，即当活动 没有占满屏幕的情况下，你无法与它交互，但依然可见。（目前小米华为手机上提供了在其他应用上显示的功能，不要抬杠）
• 停止状态：活动不在栈顶，且完全不可见，系统为其保存相应状态与变量，当系统资源有限事物，会倾向于回收这些活动的资源。
• 销毁状态：活动被从返回栈中移除，系统最倾向回收此类资源。

对应四种状态，活动包含三种生存期：

• 完整生存期：从创建onCreate（）到销毁onDestory（），在创建中完成初始化，在销毁中释放内存
• 可见生存期：从开启onStart（）到停止 onstop（），onstart是从不可见到可见时调用，onstop（）是从完全不可见调用。
• 前台生存期：从恢复onResume（） 到暂停onPause（），前者表示活动恢复，准备好相应交互， 后者表示活动暂停，不接受或限制交互。

最后一种方法onRestart（）是活动从停止状态（保存的变量与状态）变为运行状态前调用，即活动被重新启动，如果原有的活动被系统回收资源而销毁了，则会自动采用onCreat（）创建一个新的活动，但毫无疑问，这之间需要的时间和资源肯定不一样。

具体参考Android开发手册：了解 Activity 生命周期 | Android 开发者 | Android Developers (google)

图9 Activity的声明周期

在了解生命周期后，我们继续分析返回栈，会发现存在一些问题，那就是在创建活动和返回活动时：

1. 如果是一直打开同一个活动，那栈顶与新建活动相同若不处理直接入栈，那么返回时岂不是需要逐一返回？
   
2. 如果栈内已经有一个要打开的活动了，但不在栈顶，这样不能服用，是不是有些浪费？
   
3. 有一些公用活动，例如短信页面，能不能多个应用重复使用，而不仅仅是应用内使用，减少开销？
   
   针对这三个问题，引出了活动Activity的四种启动模式：

• 标准模式Standard：最普通的方式，指定打开哪个活动，就打开并不做太多处理， 返回时也按照最基本的返回方式，逐步返回。

• SingleTop：如果新建的活动与栈顶为同一个活动，则不新建入栈，否则就正常入栈。但依然可能出现栈内同一个活动重复出现的情况。
  
• SingleTask：不同于singleTop，当发现栈内存在和待创建活动1一样的活动1时，直接弹出活动1上面的所有活动，直至活动1 达到栈顶。
  
• Singleinstance：弃用一个新的返回栈，活动1跳到活动2（新栈，显示）， 活动2跳到活动3（入栈活动1所在的返回栈，显示），返回时自然出栈，活动1变为栈顶，因此显示活动1，活动1再出栈，该栈为空，显示新栈中的活动2。
  
  至此，已经基本了解掌握活动的特点与生命周期，具体的开发可以参考

三、服务Service

3.1 服务创建

与活动的创建类似，选择自己需要的服务创建，创建后仅包含一个j处理逻辑的ava文件，并没有UI文件，同时AndroidStudio会自动注册创建的服务，如果需要权限，同样会在这里声明。从这一过程看，除了没有UI界面的XML文件与自身Service特点，整体与活动是一样的。

图10 创建服务

在创建与注册之后，由于服务没有接卖弄，不需要指定XML文件，同时服务不像活动可以通过Back键销毁，因此如图11所示，每个服务Service除了包含创建onCreat（），还需要启动执行onStartCommand()，以及销毁onDestory（）。

其中当服务不存在时，onCreat()会执行，其内包含初始化与配置，之后每次启动服务都会仅执行onStartCommand()，其内包含响应后服务要做的事，onDestory（）则是销毁。
3.2 服务启动与停止
手动调用时服务时，在创建好服务、编辑好onCreat()、onStartCommand(）、onDestory()后，可以通过sartService()与stopService()来启动与关闭服务。
启动服务时，若服务不存在，则先后执行onCreat()、onStartCommand(），否则仅执行onStartCommand(）； 停止服务时，则执行onDestory()。

图11

图12 服务启动与关闭

然而单纯启动后，活动与服务就没有交集了，直到停止结束服务，其中服务再干什么，有什么信息，都是没办法知道的（如下载进度等），这个时候为了实现服务与活动的通信，就需要绑定，采用绑定启动的方式，这是依靠Binder机制来实现通信的（Binder机制是Android中很重要的进程间通信方式，主要就是管理不同服务（活动也可以看成服务）之间的通信，它在学习安卓启动过程中就遇到这个名词，总之它很重要，不同服务之间通信就靠它，后续会进一步研究学习Binder）。

因此使用的就是bindService与unbinderService，相应的在启动服务时，需要在onStartCommnad()，后再多执行一步onBind()，在销毁服务前，需要在onDestory（）之前多执行一步onUnbind();

3.3 生命周期

因此针对这两种服务开启情况，服务的生命周期也如下所示：

当同时使用两种方式时，必须同时调用stopService()与unbindService()， onDestory（）才会执行。
服务还可以展示到前台（如通知栏的天气等），调用服务的方式也很多：

• 通过重复调用startService 来根据意图Intent传递的参数调用
• 通过Handle调用
• 通过bindService调用
• 通过AIDL调用
• 通过BroadcastReceiver调用

四、广播接收器 Broadcast Receiver

广播特点比较简单，标准-有序的特点前面第一节已经解释过了，静态注册与动态注册的概念与区别也很好理解，重要的是动态注册一定要取消注册才能销毁。
具体接收发送，以及过滤参考： 广播概览 | Android 开发者 | Android Developers (google)

五、内容提供器 Content Rrovider