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一， 环境搭建及HelloWorld
——工欲善其事必先利其器
引言
在开始Android开发之旅启动之前，首先要搭建环境，然后创建一个简单的HelloWorld。本文的主题如下：
- 1、环境搭建
- 1.1、JDK安装
- 1.2、Eclipse安装
- 1.3、Android SDK安装
- 1.4、ADT安装
- 1.5、创建AVD
- 2、HelloWorld
1、环境搭建
1.1、JDK安装
如果你还没有JDK的话，可以去这里，接下来的工作就是安装提示一步一步走。设置环境变量步骤如下：
- 我的电脑->属性->高级->环境变量->系统变量中添加以下环境变量：
- JAVA_HOME值为： D:\Program Files\Java\jdk1.6.0_18（你安装JDK的目录）
- CLASSPATH值为：.;%JAVA_HOME%\lib\tools.jar;%JAVA_HOME%\lib\dt.jar;%JAVA_HOME%\bin;
- Path: 在开始追加 %JAVA_HOME%\bin;
- NOTE：前面四步设置环境变量对搭建Android开发环境不是必须的，可以跳过。
安装完成之后，可以在检查JDK是否安装成功。打开cmd窗口，输入java –version 查看JDK的版本信息。出现类似下面的画面表示安装成功了：
图1、验证JDK安装是否成功
1.2、Eclipse安装
如果你还么有Eclipse的话，可以去这里，下载如下图所示的Eclipse IDE for Java Developers（92M）的win 32bit版：
图2、Eclipse下载
解压之后即可使用。
1.3、Android SDK安装
在Android Developers下载android-sdk_r05-windows.zip，下载完成后解压到任意路径。
- 运行SDK Setup.exe，点击Available Packages。如果没有出现可安装的包，请点击Settings，选中Misc中的"Force https://..."这项，再点击Available Packages 。
- 选择希望安装的SDK及其文档或者其它包，点击Installation Selected、Accept All、Install Accepted，开始下载安装所选包
- 在用户变量中新建PATH值为：Android SDK中的tools绝对路径（本机为D:\AndroidDevelop\android-sdk-windows\tools）。
图2、设置Android SDK的环境变量
“确定”后，重新启动计算机。重启计算机以后，进入cmd命令窗口，检查SDK是不是安装成功。
运行 android –h 如果有类似以下的输出，表明安装成功：图3、验证Android SDK是否安装成功
1.4、ADT安装
- 打开 Eclipse IDE，进入菜单中的 "Help" -> "Install New Software"
- 点击Add...按钮，弹出对话框要求输入Name和Location：Name自己随便取，Location输入。如下图所示：
- 确定返回后，在work with后的下拉列表中选择我们刚才添加的ADT，我们会看到下面出有Developer Tools，展开它会有Android DDMS和Android Development Tool，勾选他们。 如下图所示：
- 然后就是按提示一步一步next。
完成之后：
- 选择Window > Preferences...
- 在左边的面板选择Android，然后在右侧点击Browse...并选中SDK路径，本机为： D:\AndroidDevelop\android-sdk-windows
- 点击Apply、OK。配置完成。
1.5、创建AVD
为使Android应用程序可以在模拟器上运行，必须创建AVD。
- 1、在Eclipse中。选择Windows > Android SDK and AVD Manager
- 2、点击左侧面板的Virtual Devices，再右侧点击New
- 3、填入Name，选择Target的API，SD Card大小任意，Skin随便选，Hardware目前保持默认值
- 4、点击Create AVD即可完成创建AVD
注意：如果你点击左侧面板的Virtual Devices，再右侧点击New ，而target下拉列表没有可选项时，这时候你：
- 点击左侧面板的Available Packages，在右侧勾选，如下图所示：
-
- 然后点击Install Selected按钮，接下来就是按提示做就行了
要做这两步，原因是在1.3、Android SDK安装中没有安装一些必要的可用包（Available Packages）。
2、HelloWorld
- 通过File -> New -> Project 菜单，建立新项目"Android Project"
- 然后填写必要的参数，如下图所示：（注意这里我勾选的是Google APIs，你可以选你喜欢的，但你要创建相应的AVD）
相关参数的说明：
- Project Name: 包含这个项目的文件夹的名称。
- Package Name: 包名，遵循JAVA规范，用包名来区分不同的类是很重要的，我用的是helloworld.test。
- Activity Name: 这是项目的主类名，这个类将会是Android的Activity类的子类。一个Activity类是一个简单的启动程序和控制程序的类。它可以根据需要创建界面，但不是必须的。
- Application Name: 一个易读的标题在你的应用程序上。
- 在"选择栏"的 "Use default location" 选项，允许你选择一个已存在的项目。
- 点击Finish后，点击Eclipse的Run菜单选择Run Configurations…
- 选择“Android Application”，点击在左上角（按钮像一张纸上有个“+”号）或者双击“Android Application”， 有个新的选项“New_configuration”（可以改为我们喜欢的名字）。
- 在右侧Android面板中点击Browse…，选择HelloWorld
- 在Target面板的Automatic中勾选相应的AVD，如果没有可用的AVD的话，你需要点击右下角的Manager…，然后新建相应的AVD。如下图所示：
- 然后点Run按钮即可，运行成功的话会有Android的模拟器界面，如下图所示：
二， HelloWorld项目的目录结构
我们介绍了如何搭建Android开发环境及简单地建立一个HelloWorld项目，本篇将通过HelloWorld项目来介绍Android项目的目录结构。本文的主要主题如下：
- 1、HelloWorld项目的目录结构
- 1.1、src文件夹
- 1.2、gen文件夹
- 1.3、Android 2.1文件夹
- 1.4、assets
- 1.5、res文件夹
- 1.6、AndroidManifest.xml
- 1.7、default.properties
1、HelloWorld项目的目录结构
（这个HelloWorld项目是基于Android 2.1的）在Eclipse的左侧展开HelloWorld项目，可以看到如下图的目录结构：
图1、HelloWorld项目目录结构
下面将分节介绍上面的各级目录结构。
1.1、src文件夹
顾名思义（src, source code）该文件夹是放项目的源代码的。打开HelloWorld.java文件会看到如下代码：
HelloWorld.java
可以知道：我们新建一个简单的HelloWorld项目，系统为我们生成了一个HelloWorld.java文件。他导入了两个类android.app.Activity和android.os.Bundle，HelloWorld类继承自Activity且重写了onCreate方法。
以下说明针对没有学过Java或者Java基础薄弱的人
@Override
在重写父类的onCreate时，在方法前面加上@Override 系统可以帮你检查方法的正确性。例如，public void onCreate(Bundle savedInstanceState){…….}这种写法是正确的，如果你写成public void oncreate(Bundle savedInstanceState){…….}这样编译器回报如下错误——The method oncreate(Bundle) of type HelloWorld must override or implement a supertype method，以确保你正确重写onCreate方法。（因为oncreate应该为onCreate）
而如果你不加@Override，则编译器将不会检测出错误，而是会认为你新定义了一个方法oncreate。
android.app.Activity类：因为几乎所有的活动（activities）都是与用户交互的，所以Activity类关注创建窗口，你可以用方法setContentView(View)将自己的UI放到里面。然而活动通常以全屏的方式展示给用户，也可以以浮动窗口或嵌入在另外一个活动中。有两个方法是几乎所有的Activity子类都实现的：
onCreate(Bundle)：初始化你的活动（Activity），比如完成一些图形的绘制。最重要的是，在这个方法里你通常将用布局资源（layout resource）调用setContentView(int)方法定义你的UI，和用findViewById(int)在你的UI中检索你需要编程地交互的小部件（widgets）。setContentView指定由哪个文件指定布局（main.xml），可以将这个界面显示出来，然后我们进行相关操作，我们的操作会被包装成为一个意图，然后这个意图对应有相关的activity进行处理。onPause()：处理当离开你的活动时要做的事情。最重要的是，用户做的所有改变应该在这里提交（通常ContentProvider保存数据）。
更多的关于Activity类的详细信息此系列以后的文章将做介绍，如果你想了解更多请参阅相关文档。
android.os.Bundle类：从字符串值映射各种可打包的（Parcelable）类型（Bundle单词就是捆绑的意思，所有这个类很好理解和记忆）。如该类提供了公有方法——public boolean containKey(String key)，如果给定的key包含在Bundle的映射中返回true，否则返回false。该类实现了Parceable和Cloneable接口，所以它具有这两者的特性。
1.2、gen文件夹
该文件夹下面有个R.java文件，R.java是在建立项目时自动生成的，这个文件是只读模式的，不能更改。R.java文件中定义了一个类——R，R类中包含很多静态类，且静态类的名字都与res中的一个名字对应，即R类定义该项目所有资源的索引。看我们的HelloWorld项目是不是如此，如下图：
图2、R.java对应res
通过R.java我们可以很快地查找我们需要的资源，另外编绎器也会检查R.java列表中的资源是否被使用到，没有被使用到的资源不会编绎进软件中，这样可以减少应用在手机占用的空间。
1.3、Android 2.1文件夹
该文件夹下包含android.jar文件，这是一个Java 归档文件，其中包含构建应用程序所需的所有的Android SDK 库（如Views、Controls）和APIs。通过android.jar将自己的应用程序绑定到Android SDK和Android Emulator，这允许你使用所有Android的库和包，且使你的应用程序在适当的环境中调试。例如上面的HelloWorld.java源文件中的：
import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;这里两行代码就是从android.jar导入包。
1.4、assets
包含应用系统需要使用到的诸如mp3、视频类的文件。
1.5、res文件夹
资源目录，包含你项目中的资源文件并将编译进应用程序。向此目录添加资源时，会被R.java自动记录。新建一个项目，res目录下会有三个子目录：drawabel、layout、values。
- drawabel-?dpi：包含一些你的应用程序可以用的图标文件(*.png、*.jpg)
- layout：界面布局文件(main.xml)与WEB应用中的HTML类同，没修改过的main.xml文件如下（HelloWorld的就没有修改过）：
main.xml
- values：软件上所需要显示的各种文字。可以存放多个*.xml文件，还可以存放不同类型的数据。比如arrays.xml、colors.xml、dimens.xml、styles.xml
1.6、AndroidManifest.xml
项目的总配置文件，记录应用中所使用的各种组件。这个文件列出了应用程序所提供的功能，在这个文件中，你可以指定应用程序使用到的服务(如电话服务、互联网服务、短信服务、GPS服务等等)。另外当你新添加一个Activity的时候，也需要在这个文件中进行相应配置，只有配置好后，才能调用此Activity。AndroidManifest.xml将包含如下设置：application permissions、Activities、intent filters等。
如果你跟我一样是ASP.NET出生或者学过，你会发现AndroidManifest.xml跟web.config文件很像，可以把它类同于web.config文件理解。
如果你不是，你可以这样理解——众所周知xml是一种数据交换格式，AndroidManifest.xml就是用来存储一些数据的，只不过这些数据时关于android项目的配置数据。
HelloWorld项目的AndroidManifest.xml如下所示：
AndroidManifest.xml
关于AndroidManifest.xml现在就讲这么多，此系列后面的文章将单独详细介绍。
1.7、default.properties
记录项目中所需要的环境信息，比如Android的版本等。 HelloWorld的default.properties文件代码如下所示，代码中的注释已经把default.properties解释得很清楚了：
default.properties
我们对android有了个大致的了解，知道如何搭建android的环境及简单地写一个HelloWorld程序，而且知道一个android项目包括哪些文件夹和文件及相应的作用。本篇将站在顶级的高度——架构，来看android。我开篇就说了，这个系列适合0基础的人且我也是从0开始按照这个步骤来学的，谈架构是不是有点螳臂挡车，自不量力呢？我觉得其实不然，如果一开始就对整个android的架构了然于胸，就不会误入歧途，能够很好地把握全局。本文的主题如下：
- 1、架构图直观
- 2、架构详解
- 2.1、Linux Kernel
- 2.1、Android Runtime
- 2.3、Libraries
- 2.4、Application Framework
- 2.5、Applications
- 3、总结
1、架构图直观
下面这张图展示了Android系统的主要组成部分：
图1、Android系统架构（来源于：android sdk）
可以很明显看出，Android系统架构由5部分组成，分别是：Linux Kernel、Android Runtime、Libraries、Application Framework、Applications。第二部分将详细介绍这5个部分。
2、架构详解
现在我们拿起手术刀来剖析各个部分。其实这部分SDK文档已经帮我们做得很好了，我们要做的就是拿来主义，然后再加上自己理解。下面自底向上分析各层。
2.1、Linux Kernel
Android基于Linux 2.6提供核心系统服务，例如：安全、内存管理、进程管理、网络堆栈、驱动模型。Linux Kernel也作为硬件和软件之间的抽象层，它隐藏具体硬件细节而为上层提供统一的服务。
如果你学过计算机网络知道OSI/RM，就会知道分层的好处就是使用下层提供的服务而为上层提供统一的服务，屏蔽本层及以下层的差异，当本层及以下层发生了变化不会影响到上层。也就是说各层各司其职，各层提供固定的SAP（Service Access Point），专业点可以说是高内聚、低耦合。
如果你只是做应用开发，就不需要深入了解Linux Kernel层。
2.2、Android Runtime
Android包含一个核心库的集合，提供大部分在Java编程语言核心类库中可用的功能。每一个Android应用程序是Dalvik虚拟机中的实例，运行在他们自己的进程中。Dalvik虚拟机设计成，在一个设备可以高效地运行多个虚拟机。Dalvik虚拟机可执行文件格式是.dex，dex格式是专为Dalvik设计的一种压缩格式，适合内存和处理器速度有限的系统。
大多数虚拟机包括JVM都是基于栈的，而Dalvik虚拟机则是基于寄存器的。两种架构各有优劣，一般而言，基于栈的机器需要更多指令，而基于寄存器的机器指令更大。dx 是一套工具，可以將 Java .class 转换成 .dex 格式。一个dex文件通常会有多个.class。由于dex有時必须进行最佳化，会使文件大小增加1-4倍，以ODEX结尾。
Dalvik虚拟机依赖于Linux 内核提供基本功能，如线程和底层内存管理。
2.3、Libraries
Android包含一个C/C++库的集合，供Android系统的各个组件使用。这些功能通过Android的应用程序框架（application framework）暴露给开发者。下面列出一些核心库：
- 系统C库——标准C系统库（libc）的BSD衍生，调整为基于嵌入式Linux设备
- 媒体库——基于PacketVideo的OpenCORE。这些库支持播放和录制许多流行的音频和视频格式，以及静态图像文件，包括MPEG4、 H.264、 MP3、 AAC、 AMR、JPG、 PNG
- 界面管理——管理访问显示子系统和无缝组合多个应用程序的二维和三维图形层
- LibWebCore——新式的Web浏览器引擎,驱动Android 浏览器和内嵌的web视图
- SGL——基本的2D图形引擎
- 3D库——基于OpenGL ES 1.0 APIs的实现。库使用硬件3D加速或包含高度优化的3D软件光栅
- FreeType ——位图和矢量字体渲染
- SQLite ——所有应用程序都可以使用的强大而轻量级的关系数据库引擎
2.4、Application Framework
通过提供开放的开发平台，Android使开发者能够编制极其丰富和新颖的应用程序。开发者可以自由地利用设备硬件优势、访问位置信息、运行后台服务、设置闹钟、向状态栏添加通知等等，很多很多。
开发者可以完全使用核心应用程序所使用的框架APIs。应用程序的体系结构旨在简化组件的重用，任何应用程序都能发布他的功能且任何其他应用程序可以使用这些功能（需要服从框架执行的安全限制）。这一机制允许用户替换组件。
所有的应用程序其实是一组服务和系统，包括：
- 视图（View）——丰富的、可扩展的视图集合，可用于构建一个应用程序。包括包括列表、网格、文本框、按钮，甚至是内嵌的网页浏览器
- 内容提供者（Content Providers）——使应用程序能访问其他应用程序（如通讯录）的数据，或共享自己的数据
- 资源管理器（Resource Manager）——提供访问非代码资源，如本地化字符串、图形和布局文件
- 通知管理器（
Notification Manager）——使所有的应用程序能够在状态栏显示自定义警告 - 活动管理器（
Activity Manager）——管理应用程序生命周期,提供通用的导航回退功能
2.5、Applications
Android装配一个核心应用程序集合，包括电子邮件客户端、SMS程序、日历、地图、浏览器、联系人和其他设置。所有应用程序都是用Java编程语言写的。更加丰富的应用程序有待我们去开发！
3、总结
从上面我们知道Android的架构是分层的，非常清晰，分工很明确。Android本身是一套软件堆叠(Software Stack)，或称为「软件叠层架构」，叠层主要分成三层：操作系统、中间件、应用程序。从上面我们也看到了开源的力量，一个个熟悉的开源软件在这里贡献了自己的一份力量。
现在我们对android的系统架构有了一个整体上的了解，我将用一个例子来深入体会一下，但是考虑到此系列希望0基础的人也能看懂，在介绍例子之前将介绍一下Android应用程序的原理及一些术语，可能需要几篇来介绍。敬请关注！
从上图中可以看出，Android系统架构为四层结构，从上层到下层分别是应用程序层、应用程序框架层、系统运行库层以及Linux内核层，分别介绍如下：
1）应用程序层
Android平台不仅仅是操作系统，也包含了许多应用程序，诸如SMS短信客户端程序、电话拨号程序、图片浏览器、Web浏览器等应用程序。这些应用程序都是 用Java语言编写的，并且这些应用程序都是可以被开发人员开发的其他应用程序所替换，这点不同于其他手机操作系统固化在系统内部的系统软件，更加灵活和个 性化。
2）应用程序框架层
应用程序框架层是我们从事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。
a） Activity Manager（活动管理器）
管理各个应用程序生命周期以及通常的导航回退功能
b） Window Manager（窗口管理器）
管理所有的窗口程序
c） Content Provider（内容提供器）
使得不同应用程序之间存取或者分享数据
d） View System（视图系统）
构建应用程序的基本组件
e） 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
f） Package Manager（包管理器）
Android系统内的程序管理
g）Telephony Manager(电话管理器)
管理所有的移动设备功能
h）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
i）Location Manager(位置管理器)
提供位置服务
j）XMPP Service（XMPP服务）
提供Google Talk服务
3）系统运行库层
从图中可以看出，系统运行库层可以分成两部分，分别是系统库和Android运行时，分别介绍如下：
a）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。其主要分为如下几个：
Ø Surface Manager：
执行多个应用程序时候，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。
Ø 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。
Ø SQLite:
小型的关系型数据库引擎
Ø OpenGL|ES：
根据OpenGL ES 1.0API标准实现的3D绘图函数库
Ø FreeType：
提供点阵字与向量字的描绘与显示
Ø WebKit：
一套网页浏览器的软件引擎
Ø SGL：
底层的2D图形渲染引擎
Ø SSL：
在Andorid上通信过程中实现握手
Ø 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
b）Android运行时
Android应用程序时采用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。
Ø 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等等。
Ø Dalvik虚拟机
Android程序不同于J2me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J2me,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dx将Java字节码转成dex格 式的中间码。
4）Linux内核层
Android是基于Linux2.6内核，其核心系统服务如安全性、内存管理、进程管理、网路协议以及驱动模型都依赖于Linux内核。
Android的系统架构采用了分层架构的思想，如图1所示。从上层到底层共包括四层，分别是应用程序程序层、应用框架层、系统库和Android运行时和Linux内核。
图1：Android系统架构图
每层功能简要介绍如下：
一 应用程序层
该层提供一些核心应用程序包，例如电子邮件、短信、日历、地图、浏览器和联系人管理等。同时，开发者可以利用Java语言设计和编写属于自己的应用程序，而这些程序与那些核心应用程序彼此平等、友好共处。
二 应用程序框架层
该层是Android应用开发的基础，开发人员大部分情况是在和她打交道。应用程序框架层包括活动管理器、窗口管理器、内容提供者、视图系统、包管理器、电话管理器、资源管理器、位置管理器、通知管理器和XMPP服务十个部分。在Android平台上，开发人员可以完全访问核心应用程序所使用的API框架。并且，任何一个应用程序都可以发布自身的功能模块，而其他应用程序则可以使用这些已发布的功能模块。基于这样的重用机制，用户就可以方便地替换平台本身的各种应用程序组件。
三 系统库和Android运行时
系统库包括九个子系统，分别是图层管理、媒体库、SQLite、OpenGLEState、FreeType、WebKit、SGL、SSL和libc。Android运行时包括核心库和Dalvik虚拟机，前者既兼容了大多数Java语言所需要调用的功能函数，又包括了Android的核心库，比如android.os、android.net、android.media等等。后者是一种基于寄存器的java虚拟机，Dalvik虚拟机主要是完成对生命周期的管理、堆栈的管理、线程的管理、安全和异常的管理以及垃圾回收等重要功能。
四 Linux内核
Android核心系统服务依赖于Linux2.6内核，如安全性、内存管理、进程管理、网络协议栈和驱动模型。Linux内核也是作为硬件与软件栈的抽象层。驱动：显示驱动、摄像头驱动、键盘驱动、WiFi驱动、Audio驱动、flash内存驱动、Binder（IPC）驱动、电源管理等。
总结：
1 Android的系统架构采用分层架构的思想，架构清晰，层次分明，协同工作。
2 Android的系统架构不仅从宏观上认识了Android系统，同时，也给我们的学习与实践指明了方向。若是从事Android应用开发，那应该研究Android的应用框架层和应用程序层；若是从事Android系统开发，那应该研究Android的系统库和Android运行时；若是从事Android驱动开发，那应该研究Android的Linux内核。总之，找准切入点，实践出真知。
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