1.3 技术准备
1.3.1 Android系统架构
Android系统的底层建立在Linux系统之上，该平台由操作系统、中间件、用户界面和应用软件4层组成，它采用一种被称为软件叠层（Software Stack）的方式进行构建。这种软件叠层结构使得层与层之间相互分离，明确各层的分工。这种分工保证了层与层之间的低耦合，当下层的层内或层下发生改变时，上层应用程序无须任何改变。图1-1所示为Android系统的体系结构。
Android系统平台由应用程序、应用程序框架、系统库、Android运行时，以及Linux内核5部分组成。下面详细介绍Android平台的系统结构。
图1-1 Android系统的体系结构
1.应用程序
Android平台默认包含了主要的应用程序，如电子邮件、短信、日历、地图、浏览器、联系人等，这些程序都是用Java语言来编写的，当然也可以用自己编写的软件来替代Android提供的程序。
2.应用程序框架
应用程序框架层是从事Android开发的基础，很多核心应用程序也是通过这一层来实现其核心功能的。该层简化了组件的重用，开发人员可以直接使用其提供的组件来进行快速的应用程序开发，也可以通过继承而实现个性化的拓展。
（1）Activity Manager（活动管理器）：管理各个应用程序的生命周期以及通常的导航回退功能。
（2）Window Manager（窗口管理器）：管理所有的窗口程序。
（3）内容提供器（Content Provider）：使得不同应用程序之间存取或者分享数据。
（4）View System（视图系统）：构建应用程序的基本组件。
（5）Notification Manager（通告管理器）：使得应用程序可以在状态栏中显示自定义的提示信息。
（6）Package Manager（包管理器）：Android系统内的程序管理。
（7）Telephony Manager（电话管理器）：管理所有的移动设备功能。
（8）Resource Manager（资源管理器）：提供应用程序使用的各种非代码资源，如本地化字符串、图片、布局文件、颜色文件等。
（9）Location Manager（位置管理器）：提供位置服务。
（10）XMPP Service（XMPP服务）：提供Google Talk服务。
3.系统库
系统库是应用程序框架的支撑，是连接应用程序框架层与Linux内核层的重要纽带。
（1）Surface Manager：执行多个应用程序时，负责管理显示与存取操作间的互动，另外也负责2D绘图与3D绘图进行显示合成。
（2）Media Framework：多媒体库，基于PacketVideo OpenCore；支持多种常用的音频、视频格式录制和回放，编码格式包括MPEG4、MP3、H.264、AAC、ARM。
（3）SQLite：小型的关系型数据库引擎。
（4）OpenGL|ES：根据OpenGL ES 1.0 API标准实现的3D绘图函数库。
（5）FreeType：提供点阵字与向量字的描绘与显示。
（6）WebKit：一套网页浏览器的软件引擎。
（7）SGL：底层的2D图形渲染引擎。
（8）SSL：在Andorid上通信过程中实现握手。
（9）Libc：从BSD继承来的标准C系统函数库，专门为基于Embedded Linux的设备定制。
4.Android运行时
Android应用程序采用Java语言编写，程序在Android运行时中执行，其运行时分为核心库和Dalvik虚拟机两部分。
（1）Core Libraries（核心库）：核心库提供了Java语言API中的大多数功能，同时也包含了Android的一些核心API，如android.os、android.net、android.media等。
（2）Dalvik VM（虚拟机）：Android程序不同于Java ME程序，每个Android应用程序都有一个专有的进程，并且不是多个程序运行在一个虚拟机中，而是每个Android程序都有一个Dalivik虚拟机的实例，并在该实例中执行。Dalvik虚拟机是一种基于寄存器的Java虚拟机，而不是传统的基于栈的虚拟机，并进行了内存资源使用的优化以及支持多个虚拟机的特点。需要注意的是，不同于Java ME，Android程序在虚拟机中执行的并非编译后的字节码，而是通过转换工具将Java字节码转成dex格式的中间码。
5.Linux内核
Android是基于Linux 2.6内核，其核心系统服务如安全性、内存管理、进程管理、网络协议，以及驱动模型都依赖于Linux内核。它作为硬件和软件应用之间的硬件抽象层（Hardware Abstraction Layer，HAL），使得应用程序开发人员不需关心硬件细节。但是，对于硬件开发商而言，如果想使Android平台运行到自己的硬件平台上，就必须对Linux内核进行修改，为自己的硬件编写驱动程序。
1.3.2 开发环境搭建
工欲善其事，必先利其器。在学习Android之前，首先需要安装开发工具。市场上的Android开发工具多种多样，在此使用当前大多数Android开发者所使用的工具Eclipse软件。应用此软件开发Android需用3个工具：JDK（Java开发工具包）、Eclipse（开发平台）和Android SDK（开发工具包）。
1.安装Sun JDK及配置环境变量
（1）登录Oracle公司的网站http://www.oracle.com，下载适合Windows平台的JDK版本到计算机的文件夹中，直接双击下载的JDK文件进入安装界面，按照默认配置进行安装。
（2）JDK安装成功后，还需要在Windows系统中对其进行配置。主要需要配置两个环境变量：PATH和CLASSPATH。PATH用于指定JDK命令的所在路径；CLASSPATH用于指定JDK类库的所在路径。
①右击“我的电脑”图标，选择“属性”命令，弹出“系统属性”配置对话框，选择“高级”选项卡，如图1-2所示。
②单击“环境变量”按钮，打开“环境变量”配置对话框，如图1-3所示。其中已经列出一些定义好的环境变量。在配置界面中有用户变量和系统变量两种，其中用户变量所配置的环境变量适用于某个用户，例如本例中的Administrator；系统变量所配置的环境变量适用于本机上的所有用户。
图1-2 “系统属性”对话框
图1-3 “环境变量”对话框
③单击“新建”按钮，弹出“新建用户变量”对话框，如图1-4所示。
④输入变量名PATH，变量值为C：\ProgramFiles\Java\jdk1.6.0_21\bin的用户变量，如图1-5所示（变量值的存放位置和JDK的安装目录有关，需要先查找到JDK的目录，然后再获得JDK的bin目录的完整路径）。
图1-4 “新建用户变量”对话框
图1-5 编辑用户变量
⑤单击“确定”按钮，采用第③步的操作，输入变量CLASSPATH，变量值设为.；C：\ProgramFiles\Java\jdk1.6.0_21\lib，如图1-6所示。（变量值中的“.”表示当前目录，用“；”和JDK的库目录隔开，与④步类似，注意变量值的位置同样和JDK的安装目录有关）
⑥新用户变量完成后，可看到在“Administrator的用户变量”列表中增加了两个新的变量，分别为CLASSPATH和PATH，如图1-7所示。单击“确定”按钮，完成JDK的配置。
图1-6 新建用户变量
图1-7 新建用户变量完成
2.检验安装配置
查看JDK是否安装配置成功，可在DOS环境下进行测试。
（1）进入DOS环境，选择Windows的“开始”→“运行”命令，在弹出的“运行”对话框输入cmd，单击“确定”按钮，如图1-8所示。
（2）进入DOS界面。在DOS界面中，输入java-version、javac命令，如果提示找不到命令，就说明JDK的环境变量没有正确设置。图1-9所示为使用java-version命令测试环境变量，系统所返回的JDK版本信息。
图1-8 进入DOS环境的方法
图1-9 使用Java命令测试环境变量的配置
3.安装Android SDK并创建配置虚拟机配置界面
（1）登录Android官方网站http://developer.android.com/sdk/index.html。选择Windows平台下的installer_r18-windows.exe，单击即可进行下载，下载完成后解压，以便后续开发使用。
（2）双击下载的SDK，按提示一步步安装，安装成功后使用SDK工具进行升级。打开SDK管理界面，如图1-10所示。在管理界面上列出了各种Android版本的API包，可以根据开发需要选择下载。
图1-10 选择SDK安装包
1.3.3 安装配置Eclipse ADT及Eclipse的几个常用快捷键
1.Eclipse软件下载
登录Eclipse软件下载主页http://www.eclipse.org，单击downloads按钮，选择Eclipse IDE for Java Developers选项，单击相应平台的版本软件，即可进入具体下载位置，如图1-11所示。下载完成后，解压即可使用Eclipse IDE开发软件，软件主界面如图1-12所示。
图1-11 Eclipse下载界面
图1-12 Eclipse软件主界面
2.ADT插件的安装及配置
（1）打开Eclipse IDE，选择菜单栏中的Help→Install New Software命令，打开插件安装界面，如图1-13所示。
图1-13 插件安装界面
（2）单击Add按钮，弹出对话框要求输入Name和Location：Name可随意命名，Location文本框中输入ADT（Android Developer Tools）的在线安装地址http://dl-ssl.google.com/android/eclipse，如图1-14所示。
图1-14 ADT设置界面
（3）确定返回后，在Work with框下拉列表框中选择刚才添加的ADT，会看到下面出现Development Tools，将其展开，级联选项中包括Android DDMS和Android Development Tools选项，将其选中，如图1-15所示。
图1-15 ADT安装界面
（4）按提示一步步地单击Next按钮，完成后单击Restart Now按钮，重启Eclipse。
在Eclipse中安装好ADT并重启后，下一步就是通过ADT将前面安装的Android SDK加入到Eclipse中。
（5）选择Windows中Preference命令，单击Android选项，然后单击Browse按钮，找到SDK安装目录（即之前下载安装的SDK路径），如图1-16所示。
图1-16 添加SDK界面
（6）单击OK按钮，完成向Eclipse中加入Android SDK。这样，Eclipse的菜单中即包含了SDK和AVD（Android Virtual Device）的管理命令，可以打开SDK和AVD的管理界面进行设置，分别如图1-17和图1-18所示。至此，整个Android开发环境搭建完毕。
图1-17 SDK管理界面
图1-18 Eclipse中的AVD管理界面
1.3.4 创建Android应用程序
在完成前面所介绍的平台搭建后，创建第一个Android项目。
（1）打开Eclipse，选择File→New→Android Application Project命令。如果New子菜单中没有Android Application Project，可选择Other命令，在弹出对话框的Android下找到此项，如图1-19所示。
图1-19 创建Android项目
（2）弹出Android项目创建界面，填写项目名称、项目默认的存储路径、目标版本、应用程序名（默认与项目名一致）、包名、创建的Activity的名字、最小SDK版本（默认与目标版本API一致，不要修改），如图1-20所示。
图1-20 设置工程名、目标平台等参数
（3）单击Finish按钮，项目创建完成。在创建完成项目的过程中，ADT会自动生成一些目录和文件，后续生成的项目目录如图1-21所示。
（4）对于上述新建的Android项目，即使没有书写任何一行代码，也已经可以运行。但是要注意：这个项目需要在Android模拟器（Emulator）上运行。首先需要创建一个Android Virtual Devices。在Eclipse的菜单栏中选择Window→AVD Manager命令，打开Android Virtual Device Manager窗口，如图1-22所示。
图1-21 Android工程目录结构
图1-22 Android Virtual Device Manager窗口
（5）单击New按钮，创建新的AVD，在弹出的对话框中设置AVD的名称、目标平台API版本、SD卡的大小、模拟设备默认的皮肤等参数，如图1-23所示。
图1-23 设置创建AVD的参数
（6）单击Create AVD按钮，成功创建的AVD在对话框中显示，如图1-24所示。
图1-24 创建的AVD
（7）单击Start按钮，启动运行AVD模拟设备，运行界面如图1-25所示。
图1-25 启动后的AVD模拟器界面
（8）右击需要运行的项目，在弹出的快捷菜单中选择Run as→Android Application命令。系统默认启动已经创建的模拟器运行项目，如图1-26所示。
图1-26 模拟器运行显示
1.3.5 Android应用结构分析
下面详细了解一下Android程序框架，了解即使未写一行代码程序也能运行的原因。
1.应用程序结构
首先看一下应用程序的构成。展开Package Explorer窗口中已经创建的项目Counter，可以看到如图1-27所示的目录结构。
图1-27 应用程序目录结构
目录中各文件详细介绍如表1-1所示。
表1-1 应用程序目录中文件详细介绍
2.代码分析
上面从结构上对一个Android项目中所包含的主要目录结构做了简单的介绍，下面从程序的角度进行分析。
（1）AndroidManifest.xml
在Eclipse中双击AndroidManifest.xml，选择Manifest选项卡，如图1-28所示。
图1-28 AndroidManifest.xml界面
打开AndroidManifest.xml，会看到如下代码：
代码清单1-1（Counter/AndroidManifest.xml）
在代码清单1-1中，intent-filters描述了Activity启动的位置和时间，每当一个Activity要执行一个操作时，它将创建出一个Intent的对象，这个Intent对象能够承载的信息可描述想要做什么、想处理什么数据、数据的类型以及一些其他的信息。Android将Intent对象中的信息与所有公开的intent-filter比较，找到一个最能适当处理请求者要求的数据和动作的Activity。AndroidManifest.xml中的其他标签的作用如表1-2所示。
表1-2 AndroidManifest.xml分析
注意：在代码中的<android：icon="@drawable/icon">中的"@drawable/icon"表示对res/drawable目录下的ic launcher的引用。其他的依此类推。
（2）stringt.xml
打开位于res/values目录下的string.xml，在文件中定义了程序中所用到的一些常量，具体如下：
代码清单1-2（Counter/res/values/strings.xml）
这个文件很简单，只有两个标签，分别定义了字符串app_name的值为Couner，字符串"Hello_world"的值为"Hello world！"。这些资源的应用会在后续章节中详细介绍。
（3）布局文件activity_main.xml
打开位于res/layout下的main.xml，会看到如下源代码。
代码清单1-3（Couner/res/layout/activity_main）
下面分析一下代码清单1-3中所包含的内容：
● <LinearLayout>：线性布局格式，在此标签中，所有的组件都是线性排列组成的。在后面的章节中会详细介绍Android中内置的几种布局。
● android：orientation：用来确定LinearLayout的方向，值可以为vertical或者horizontal。其中，vertical表示从上到下垂直布局，horizontal表示从左到右水平布局。
● android：layout_width和android：layout_height：用来指明在父控件中当前控件的宽和高，可以设定值，但是更常用的是fill_parent和wrap_content。其中，fill_parent表示填满父控件，wrap_content表示大小刚好足够显示当前控件中的内容。
● <TextView>标签定义了一个用来显示文本的控件，其属性值layout_width为填满整个屏幕，layout_height则可以根据文字的大小进行更改。Android：text定义了在文本框中所要显示的文字内容，这里引用了strings.xml中的hello_world所定义的字符串资源，即“Hello World，HelloAndroid！”也就是在程序运行时看到的字符串。
（4）R.java
打开位于gen目录下的R.java，代码如下：
代码清单1-4（Counter/gen/R.java）
在代码清单1-4中可以看到这里定义了很多常量，也许会发现它们的名字都与res文件夹下的文件名相同，这再次证明了R.java文件中所存储的是该项目所有资源的索引。有了这个文件，程序便可以很快地找到要使用的资源。由于这个文件是只读的，不能手动编辑，所以当项目中加入了新的资源时，只要刷新项目，R.java文件便自动生成了所有资源的索引。
（5）HelloAndroid.java
打开src下的MainActivity.java，源代码如下：
代码清单1-5（Counter/src/MainActivity.java）
最后，分析主程序中的内容。第1行定义了Java包。第2行、3行和第4行导入了程序中使用到的Android Java包。接下来的是对counter Activity的定义。主程序MainActivity类继承自Activity类。重写了void onCreate（）方法，onCreate（）方法在Activity创建时就将被调用，也就是说程序启动时onCreate（）就将运行。在onCreate（）中只有两行代码，其中第一句是对基类的onCreate（）方法的调用，用来获取Activity的状态，第二句用setContentView（R.layout.activiy_main）来设定Activity所要显示的布局文件，它是通过对R类的引用来实现的，实际上就是位于res/layout/main.xml的文件。