Android Framework 低级教程

1. 简介

Android Framework 是 Android 操作体系的核心部分，它提供了开发 Android 应用步调所需的基础组件和 API。Android Framework 包括四大组件（Activity、Service、BroadcastReceiver、ContentProvider）以及其他重要的体系服务（如 WindowManager、PackageManager、ActivityManager 等）。
本教程将带你了解 Android Framework 的基本概念、架构、以及如何利用它来开发 Android 应用步调。
2. Android Framework 架构

Android Framework 的架构可以分为以下几个层次：

• 应用层（Application Layer）：用户直接交互的应用步调，如电话、短信、浏览器等。
  
• 应用框架层（Application Framework Layer）：提供开发应用步调所需的 API，包括四大组件、视图体系、资源管理器等。
  
• 体系运行库层（Native Layer）：包括 C/C++ 库和 Android 运行时情况（ART/Dalvik 虚拟机）。
  
• 硬件抽象层（HAL）：为硬件设备提供统一的接口。
  
• Linux 内核层（Linux Kernel Layer）：提供底层硬件驱动、内存管理、历程管理等。
  

3. Android Framework 核心组件

3.1 Activity

Activity 是 Android 应用步调的界面组件，用户通过 Activity 与应用步调举行交互。每个 Activity 都代表一个屏幕，开发者可以通过 setContentView() 方法来设置 Activity 的布局。
3.1.1 创建 Activity

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1. public class MainActivity extends AppCompatActivity {
2.     @Override
3.     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
4.         super.onCreate(savedInstanceState);
5.         setContentView(R.layout.activity_main);
6.     }
7. }

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3.1.2 Activity 生命周期

Activity 的生命周期包括以下几个方法：

• onCreate()：Activity 创建时调用。
  
• onStart()：Activity 可见时调用。
  
• onResume()：Activity 获得焦点时调用。
  
• onPause()：Activity 失去焦点时调用。
  
• onStop()：Activity 不可见时调用。
  
• onDestroy()：Activity 销毁时调用。
  

3.2 Service

Service 是 Android 应用步调的配景组件，用于执行长时间运行的操作。Service 没有用户界面，可以在配景执行使命，纵然应用步调不在前台运行。
3.2.1 创建 Service

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1. public class MyService extends Service {
2.     @Override
3.     public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
4.         // 执行后台任务
5.         return START_STICKY;
6.     }
8.     @Override
9.     public IBinder onBind(Intent intent) {
10.         return null;
11.     }
12. }

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3.2.2 启动 Service

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1. Intent serviceIntent = new Intent(this, MyService.class);
2. startService(serviceIntent);

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3.3 BroadcastReceiver

BroadcastReceiver 用于接收体系或应用步调发出的广播消息。广播可以是体系事件（如电池电量低、网络状态变化）或自界说事件。
3.3.1 创建 BroadcastReceiver

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1. public class MyReceiver extends BroadcastReceiver {
2.     @Override
3.     public void onReceive(Context context, Intent intent) {
4.         // 处理广播
5.     }
6. }

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3.3.2 注册 BroadcastReceiver

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1. IntentFilter filter = new IntentFilter("com.example.MY_ACTION");
2. MyReceiver receiver = new MyReceiver();
3. registerReceiver(receiver, filter);

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3.4 ContentProvider

ContentProvider 用于管理应用步调的数据共享。它提供了一种标准的方式，允许应用步调之间共享数据。
3.4.1 创建 ContentProvider

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1. public class MyContentProvider extends ContentProvider {
2.     @Override
3.     public boolean onCreate() {
4.         // 初始化 ContentProvider
5.         return true;
6.     }
8.     @Override
9.     public Cursor query(Uri uri, String[] projection, String selection, String[] selectionArgs, String sortOrder) {
10.         // 查询数据
11.         return null;
12.     }
14.     @Override
15.     public Uri insert(Uri uri, ContentValues values) {
16.         // 插入数据
17.         return null;
18.     }
20.     @Override
21.     public int update(Uri uri, ContentValues values, String selection, String[] selectionArgs) {
22.         // 更新数据
23.         return 0;
24.     }
26.     @Override
27.     public int delete(Uri uri, String selection, String[] selectionArgs) {
28.         // 删除数据
29.         return 0;
30.     }
32.     @Override
33.     public String getType(Uri uri) {
34.         // 返回 MIME 类型
35.         return null;
36.     }
37. }

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3.4.2 利用 ContentProvider

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1. Uri uri = Uri.parse("content://com.example.provider/data");
2. Cursor cursor = getContentResolver().query(uri, null, null, null, null);

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4. Android Framework 体系服务

4.1 WindowManager

WindowManager 用于管理应用步调的窗口。它负责窗口的创建、显示、布局等操作。
4.1.1 获取 WindowManager

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1. WindowManager windowManager = (WindowManager) getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE);

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4.2 PackageManager

PackageManager 用于管理应用步调的安装、卸载、更新等操作。它还提供了应用步调的元数据信息。
4.2.1 获取 PackageManager

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1. PackageManager packageManager = getPackageManager();

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4.3 ActivityManager

ActivityManager 用于管理应用步调的 Activity 和使命栈。它提供了 Activity 的生命周期管理、使命栈管理等功能。
4.3.1 获取 ActivityManager

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1. ActivityManager activityManager = (ActivityManager) getSystemService(Context.ACTIVITY_SERVICE);

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5. Android Framework 资源管理

Android 应用步调的资源（如图片、字符串、布局文件等）都存储在 res 目录下。Android Framework 提供了资源管理器（Resources）来访问这些资源。
5.1 访问资源

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1. String appName = getResources().getString(R.string.app_name);
2. int color = getResources().getColor(R.color.primaryColor);
3. Drawable icon = getResources().getDrawable(R.drawable.ic_launcher);

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5.2 资源范例

• res/values/strings.xml：字符串资源。
  
• res/values/colors.xml：颜色资源。
  
• res/layout/：布局文件。
  
• res/drawable/：图片资源。
  

6. Android Framework 事件处理

Android 应用步调通过事件处理机制来响应用户的操作。常见的事件包括点击事件、触摸事件、按键事件等。
6.1 点击事件

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1. Button button = findViewById(R.id.button);
2. button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
3.     @Override
4.     public void onClick(View v) {
5.         // 处理点击事件
6.     }
7. });

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6.2 触摸事件

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1. View view = findViewById(R.id.view);
2. view.setOnTouchListener(new View.OnTouchListener() {
3.     @Override
4.     public boolean onTouch(View v, MotionEvent event) {
5.         // 处理触摸事件
6.         return true;
7.     }
8. });

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7. Android Framework 数据存储

Android 提供了多种数据存储方式，包括 SharedPreferences、SQLite 数据库、文件存储等。
7.1 SharedPreferences

SharedPreferences 用于存储简单的键值对数据。
7.1.1 存储数据

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1. SharedPreferences sharedPreferences = getSharedPreferences("my_prefs", MODE_PRIVATE);
2. SharedPreferences.Editor editor = sharedPreferences.edit();
3. editor.putString("key", "value");
4. editor.apply();

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7.1.2 读取数据

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1. SharedPreferences sharedPreferences = getSharedPreferences("my_prefs", MODE_PRIVATE);
2. String value = sharedPreferences.getString("key", "default_value");

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7.2 SQLite 数据库

SQLite 是 Android 内置的轻量级数据库，实用于存储结构化数据。
7.2.1 创建数据库

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1. public class MyDatabaseHelper extends SQLiteOpenHelper {
2.     private static final String DATABASE_NAME = "my_database.db";
3.     private static final int DATABASE_VERSION = 1;
5.     public MyDatabaseHelper(Context context) {
6.         super(context, DATABASE_NAME, null, DATABASE_VERSION);
7.     }
9.     @Override
10.     public void onCreate(SQLiteDatabase db) {
11.         db.execSQL("CREATE TABLE my_table (id INTEGER PRIMARY KEY, name TEXT)");
12.     }
14.     @Override
15.     public void onUpgrade(SQLiteDatabase db, int oldVersion, int newVersion) {
16.         db.execSQL("DROP TABLE IF EXISTS my_table");
17.         onCreate(db);
18.     }
19. }

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7.2.2 操作数据库

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1. MyDatabaseHelper dbHelper = new MyDatabaseHelper(this);
2. SQLiteDatabase db = dbHelper.getWritableDatabase();
4. // 插入数据
5. ContentValues values = new ContentValues();
6. values.put("name", "John Doe");
7. db.insert("my_table", null, values);
9. // 查询数据
10. Cursor cursor = db.query("my_table", null, null, null, null, null, null);
11. while (cursor.moveToNext()) {
12.     String name = cursor.getString(cursor.getColumnIndex("name"));
13. }
14. cursor.close();

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8. Android Framework 网络通信

Android 提供了多种网络通信方式，包括 HTTP 请求、WebSocket、Socket 等。
8.1 HTTP 请求

Android 提供了 HttpURLConnection 和 OkHttp 等库来举行 HTTP 请求。
8.1.1 利用 HttpURLConnection

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1. URL url = new URL("https://example.com");
2. HttpURLConnection connection = (HttpURLConnection) url.openConnection();
3. connection.setRequestMethod("GET");
5. InputStream inputStream = connection.getInputStream();
6. BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
7. String line;
8. StringBuilder response = new StringBuilder();
9. while ((line = reader.readLine()) != null) {
10.     response.append(line);
11. }
12. reader.close();
13. inputStream.close();
14. connection.disconnect();

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8.1.2 利用 OkHttp

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1. OkHttpClient client = new OkHttpClient();
2. Request request = new Request.Builder()
3.         .url("https://example.com")
4.         .build();
6. Response response = client.newCall(request).execute();
7. String responseBody = response.body().string();

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9. Android Framework 多线程

Android 应用步调通常需要处理耗时操作（如网络请求、文件读写等），为了避免阻塞主线程，需要利用多线程。
9.1 利用 AsyncTask

AsyncTask 是 Android 提供的一个简单易用的多线程工具类。
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1. private class MyTask extends AsyncTask<Void, Void, String> {
2.     @Override
3.     protected String doInBackground(Void... voids) {
4.         // 执行耗时操作
5.         return "result";
6.     }
8.     @Override
9.     protected void onPostExecute(String result) {
10.         // 更新 UI
11.     }
12. }
14. new MyTask().execute();

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9.2 利用 HandlerThread

HandlerThread 是一个带有 Looper 的线程，适合处理需要长时间运行的使命。
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1. HandlerThread handlerThread = new HandlerThread("MyHandlerThread");
2. handlerThread.start();
4. Handler handler = new Handler(handlerThread.getLooper());
5. handler.post(new Runnable() {
6.     @Override
7.     public void run() {
8.         // 执行耗时操作
9.     }
10. });

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10. Android Framework 权限管理

Android 应用步调需要获取用户授权才能访问某些敏感资源（如相机、位置、联系人等）。
10.1 请求权限

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1. if (ContextCompat.checkSelfPermission(this, Manifest.permission.CAMERA) != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
2.     ActivityCompat.requestPermissions(this, new String[]{Manifest.permission.CAMERA}, REQUEST_CODE);
3. }

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10.2 处理权限请求效果

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1. @Override
2. public void onRequestPermissionsResult(int requestCode, String[] permissions, int[] grantResults) {
3.     if (requestCode == REQUEST_CODE) {
4.         if (grantResults.length > 0 && grantResults[0] == PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
5.             // 权限已授予
6.         } else {
7.             // 权限被拒绝
8.         }
9.     }
10. }

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11. 总结

本教程先容了 Android Framework 的基本概念、核心组件、体系服务、资源管理、事件处理、数据存储、网络通信、多线程和权限管理等内容。通过把握这些知识，你可以更好地理解 Android 应用步调的开发流程，并能够开发出功能丰富的 Android 应用步调。
希望本教程对你有所资助，祝你在 Android 开发的门路上越走越远！

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