Android技术应用简介
摘要：近几年来，Android逐渐成为便携设备上的主要操作系统。2011年Android在全球的市场份额首次超过塞班系统，跃居全球第一。本文主要通过阐述Android的主要思想、发展状况以及核心技术来使读者对Android有一个初步的认识。
关键词：Android、linux、NDK、google
这学期我们开设了《Android应用程序开发》这门课程。这么课程开始的时候同学们都很兴奋。因为Android在现在是最为流行的操作系统。同学们大部分用的手机都是Android操作系统。所以对它的名字非常熟悉，但是对它的真正意义和具体是如何实现Android应用程序却十分陌生。同学们都希望了解到自己的手机上的应用程序到底是如何实现其功能的。所以对这门课程产生了极大的兴趣。
这门课程主要给我们介绍了Android开发环境、应用程序、生命周期、用户界面、组件通信与广播信息、后台服务、数据存储与访问、位置服务与地图应用、Android NDK开发这9个方面的内容。让我们对Android有一个初步的认知。这本书上的内容仅仅是Android程序开发的一小部分，是引导我们正确看待Android。在今后的学习中还需要我们多看关于Android的书籍，关注Android各方面的消息，多做关于Android的实验和课题。这样才能进一步了解这个当今全球最为流行的操作系统。
1、Android简介
Android是一种以linux为基础的开放源代码操作系统，主要使用于便携设备。目前尚未有统一中文名称，中国大陆地区较多人使用“安卓”或“安致”。Android操作系统最初由Andy Rubin开发，最初主要支持手机。2005年由google收购注资，并组建开放手机联盟开发改良，逐渐扩展到平板电脑及其他领域上。Android的主要竞争对手是苹果公司的iOS以及RIM的Blackberry OS。2011年第一季度，Android在全球的市场份额首次超过塞班系统，跃居全球第一。 2012年2月数据，Android占据全球智能手机操作系统市场52.5%的份额，中国市场占有率为68.4%。
Android的系统架构和其它操作系统一样，采用了分层的架构。android分为四个层，从高层到低层分别是应用程序层、应用程序框架层、系统运行库层和linux核心层。
Android是以Linux为核心的手机操作平台，作为一款开放式的操作系统，随着Android的快速发展，如今已允许开发者使用多种编程语言来开发Android应用程序，而不再是以前只能使用Java开发Android应用程序的单一局面，因而受到众多开发者的欢迎，成为真正意义上的开放式操作系统。
在Android中，开发者可以使用Java作为编程语言来开发应用程序，也可以通过NDK使用C/C++作为编程语言来开发应用程序，也可使用SL4A来使用其他各种脚本语言进行编程（如：python、lua、tcl、php等等），还有其他诸如：QT（qt for android）、Mono（mono for android）等一些著名编程框架也开始
支持Android编程，甚至通过MonoDroid，开发者还可以使用C#作为编程语言来开发应用程序。另外，谷歌还在2009年特别发布了针对初学者的Android Simple语言，该语言类似Basic语言。而在网页编程语言方面，JavaScript，ajax，HTML5，jquery、sencha、dojo、mobl、PhoneGap等等都已经支持Android开发。
2、应用程序
早期的Android应用程序开发，通常通过Android SDK（Android软件开发包）下使用Java作为编程语言来开发应用程序，但通过不同的软件开发包，则使用的编程语言也不同。
例如开发者可以通过Android NDK（Android Native开发包）使用C语言或者C++语言来作为编程语言开发应用程序。同时谷歌还推出了适合初学者编程使用的Simple语言，该语言类似微软公司的Visual Basic语言。此外，谷歌公司还推出了Google App Inventor开发工具，该开发工具可以快速地构建应用程序，方便新手开发者。
3、Java开发方面
Android支持使用Java作为编程语言来开发应用程序，而Android的Java开发方面从接口到功能，都有层出不穷的变化。考虑到Java虚拟机的效率和资源占用，谷歌重新设计了Android的Java，以便能提高效率和减少资源占用，因而与J2ME等不同。
4、C/C++开发方面
早期的Android开发只支持Java作为编程语言开发应用程序，因而使得其他语言开发者只能望而却步。2010年4月，谷歌正式对开发者发布了Android NDK，NDK允许开发者使用C/C++作为编程语言来为Android开发应用程序，初版的NDK使得开发者看到了C/C++在Android开发中的希望。
但是，当前版本的NDK在功能上还有很多局限性：NDK并没有提供对应用程序生命周期的维护；NDK也不提供对Android系统中大量系统事件的支持；对于作为应用程序交互接口的UI API,当前版本的NDK中也没有提供。但是相对于初版的NDK，现在的NDK已经进行了许多重大的功能改进。
由此可见，NDK仍然需要完善和发展，相信未来随着NDK的发展，NDK可以做得更多更好。
4．1硬件抽像层
Android 的 HAL（硬件抽像层）是能以封闭源码形式提供硬件驱动模块。HAL 的目的是为了把 Android framework 与 Linux kernel 隔开，让 Android 不至过度依赖 Linux kernel，以达成 kernel independent 的概念，也让 Android framework 的开发能在不考量驱动程序实现的前提下进行发展。
HAL stub 是一种代理人（proxy）的概念，stub 是以 *.so 档的形式存在。Stub 向 HAL“提供”操作函数（operations），并由 Android runtime 向 HAL 取得 stub 的 operations，再 callback 这些操作函数。HAL 里包含了许多的 stub（代理人）。Runtime 只要说明“类型”，即 module ID，就可以取得操作函数。
4．2系统内核
Android 是运行于 Linux kernel之上，但并不是GNU/Linux。因为在一般
GNU/Linux 里支持的功能，Android 大都没有支持，包括Cairo、X
11、Alsa、FFmpeg、GTK、Pango及Glibc等都被移除掉了。Android又以bionic 取代Glibc、以Skia 取代Cairo、再以opencore 取代FFmpeg 等等。Android 为了达到商业应用，必须移除被GNU GPL授权证所约束的部份，例如Android将驱动程序移到 userspace，使得Linux driver 与 Linux kernel彻底分开。bionic/libc/kernel/ 并非标准的kernel header files。Android 的 kernel header 是利用工具由 Linux kernel header 所产生的，这样做是为了保留常数、数据结构与宏。
4．3安全权限机制
Android本身是一个权限分立的操作系统。在这类操作系统中，每个应用都以唯一的一个系统识别身份运行（Linux用户ID与群组ID）。系统的各部分也分别使用各自独立的识别方式。Linux就是这样将应用与应用，应用与系统隔离开。
系统更多的安全功能通过权限机制提供。权限可以限制某个特定进程的特定操作，也可以限制每个URI权限对特定数据段的访问。
Android安全架构的核心设计思想是，在默认设置下，所有应用都没有权限对其他应用、系统或用户进行较大影响的操作。这其中包括读写用户隐私数据（联系人或电子邮件），读写其他应用文件，访问网络或阻止设备待机等。
安装应用时，在检查程序签名提及的权限，且经过用户确认后，软件包安装器会给予应用权限。从用户角度看，一款Android应用通常会要求如下的权限：
拨打电话、发送短信或彩信、修改/删除SD卡上的内容、读取联系人的信息、读取日程信的息，写入日程数据、读取电话状态或识别码、精确的（基于GPS）地理位置、模糊的（基于网络获取）地理位置、创建蓝牙连接、对互联网的完全访问、查看网络状态，查看WiFi状态、避免手机待机、修改系统全局设置、读取同步设定、开机自启动、重启其他应用、终止运行中的应用、设定偏好应用、震动控制、拍摄图片等。
一款应用应该根据自身提供的功能，要求合理的权限。用户也可以分析一款应用所需权限，从而简单判定这款应用是否安全。如一款应用是不带广告的单机版，也没有任何附加的内容需要下载，那么它要求访问网络的权限就比较可疑。 编辑本段系统组件
Android开发四大组件分别是：活动(Activity)： 用于表现功能。服务(Service)： 后台运行服务，不提供界面呈现。广播接收器(BroadcastReceiver)：用于接收广播。内容提供商（Content Provider）： 支持在多个应用中存储和读取数据，相当于数据库。
4.3.1、Activity
Android 中，Activity 是所有程序的根本，所有程序的流程都运行在Activity 之中，Activity可以算是开发者遇到的最频繁，也是Android 当中最基本的模块之一。在Android的程序当中，Activity 一般代表手机屏幕的一屏。如果把手机比作一个浏览器，那么Activity就相当于一个网页。在Activity 当中可以添加一些Button、Check box 等控件。可以看到Activity 概念和网页的概念相当类似。
一般一个Android 应用是由多个Activity 组成的。这多个Activity 之间可以进行相互跳转，例如，按下一个Button 按钮后，可能会跳转到其他的Activity。和网页跳转稍微有些不一样的是，Activity 之间的跳转有可能返回值，例如，从Activity A 跳转到Activity B，那么当Activity B 运行结束的
时候，有可能会给Activity A 一个返回值。这样做在很多时候是相当方便的。
4.3.2 、Service
Service 是android 系统中的一种组件，它跟Activity 的级别差不多，但是他不能自己运行，只能后台运行，并且可以和其他组件进行交互。Service 是没有界面的长生命周期的代码。Service 是一种程序，它可以运行很长时间，但是它却没有用户界面。这么说有点枯燥，来看个例子。打开一个音乐播放器的程序，这个时候若想上网了，那么，我们打开Android 浏览器，这个时候虽然我们已经进入了浏览器这个程序，但是，歌曲播放并没有停止，而是在后台继续一首接着一首的播放。其实这个播放就是由播放音乐的Service进行控制。当然这个播放音乐的Service也可以停止。
4.3.3 、注册BroadcastReceiver有两种方式:
(1)在AndroidManifest.xml进行注册。这种方法有一个特点即使你的应用程序已经关闭了，但这个BroadcastReceiver依然会接受广播出来的对象，也就是说无论你这个应用程序时开还是关都属于活动状态都可以接受到广播的事件；
(2)在代码中注册广播。
第一种俗称静态注册，第二种俗称动态注册，这两种注册BroadcastReceiver的区别：
动态注册较静态注册灵活。实验证明：当静态注册一个BroadcastReceiver时，不论应用程序是启动与否。都可以接受对应的广播。
动态注册的时候，如果不执行unregisterReceiver();方法取消注册，跟静态是一样的。但是如果执行该方法，当执行过以后，就不能接受广播了。
4.4.4、Content Provider
Content Provider 是Android提供的第三方应用数据的访问方案。
在Android中，对数据的保护是很严密的，除了放在SD卡中的数据，一个应用所持有的数据库、文件、等等内容，都是不允许其他直接访问的。
5、心得体会
经过这一学期对Android的学习加上平时查阅的一些Android资料对Android有了一个大致的了解。开始接触Android感觉到它很有意思，在界面开发上和web也可以形成了相通的架构，更加方便，视觉上也是非常的酷，这十分符合现在人们的需求，特别是年轻人。Android的发展前景是毋庸置疑的，早一点的迈入这个领域，就可以更早的体验Android的乐趣。
通过Android的学习，在我们毕业之前又掌握了一项新的前沿开发技能，也有了更多的发展方向，这在以后的找工作的过程中无疑为我们增加了筹码，也可以成为我们的兴趣爱好，可以根据我们自己的需求设计一些小的程序。学习Android让我获得了很多东西，提高了自己的编程技巧和方法。这对即将毕业的我们是一次十分珍贵的充电。
6、参考文献
《Android应用程序开发》
清华大学出版社 《Android技术内幕：系统卷》
机械工业出版社
《Android系统原理及其开发要点详解》
电子工业出版社 《Android基础教程（第3版）》
人民邮电出版社
7、参考网站
www.daodoc.com
