android 文件系统架构 android 文件结构

1 小序

1.0 简介

• Android操作系统是基于Linux内核的多用户系统,每个应用都是一个不同的用户;
• Andorid文件为*.apk(application package,应用包),包中含有Android应用的所有内容;
• 每个Android应用都处于各自的安全沙箱中;
• 默认情况下,系统为每个应用分配一个唯一的Linux用户ID,系统为应用中的所有文件设置权限,使只有分配相应权限的用户ID才可访问授权文件;
• 每个进程拥有自己的虚拟机(VM),应用程序独立于其他应用而运行;
• 默认情况,每个应用都在自己的Linux进程内运行,Android系统会在需要执行任何应用组件时启动该进程,在不需要该进程或系统必须为其他应用恢复内存时,关闭该进程;

1.2 应用特点

(1) Android系统中,任何应用都可启动其他应用的组件,如用户使用设备相机拍照时,另一个应用也可使用该功能,该应用不会自行产生一个Activity来拍摄照片,无需链接到相机的应用代码,秩序启动拍摄照片的相机应用中的Activity即可,完成拍摄时,系统会将照片返回到应用,对于用户而言,相机是该应用的一部分;
(2) 当系统启动某个组件时,会启动该应用的进程,并实例化该组件所需的类,如应用启动相机应用中的拍摄照片的Activity,此时Activity属于相机应用的进程(非开启应用中的进程)中运行,因此,Android应用没有单个入口点(main()函数);
(3) 由于系统在单独的进程中运行每个应用,且应用的文件权限会限制对其他应用的访问,因此应用无法直接启动其他应用中的组件,但是Android系统可以,如果要启动其他应用中的组件,向系统传递一条消息,说明启动特定组件的Intent,系统随后会启动该组件;

2 文件结构解析

2.1 文件结构

• 总文件结构

└── FirstApp
    ├── app
    │   ├── build.gradle
    │   ├── libs
    │   ├── proguard-rules.pro
    │   └── src
    │       ├── androidTest
    │       │   └── java
    │       │       └── com
    │       │           └── example
    │       │               └── myfirstapp
    │       │                   └── ExampleInstrumentedTest.java
    │       ├── main
    │       │   ├── AndroidManifest.xml
    │       │   ├── java
    │       │   │   └── com
    │       │   │       └── example
    │       │   │           └── myfirstapp
    │       │   │               └── MainActivity.java
    │       │   └── res
    │       │       ├── drawable
    │       │       │   └── ic_launcher_background.xml
    │       │       ├── drawable-v24
    │       │       │   └── ic_launcher_foreground.xml
    │       │       ├── layout
    │       │       │   └── activity_main.xml
    │       │       ├── mipmap-anydpi-v26
    │       │       │   ├── ic_launcher_round.xml
    │       │       │   └── ic_launcher.xml
    │       │       ├── mipmap-hdpi
    │       │       │   ├── ic_launcher.png
    │       │       │   └── ic_launcher_round.png
    │       │       ├── mipmap-mdpi
    │       │       │   ├── ic_launcher.png
    │       │       │   └── ic_launcher_round.png
    │       │       ├── mipmap-xhdpi
    │       │       │   ├── ic_launcher.png
    │       │       │   └── ic_launcher_round.png
    │       │       ├── mipmap-xxhdpi
    │       │       │   ├── ic_launcher.png
    │       │       │   └── ic_launcher_round.png
    │       │       ├── mipmap-xxxhdpi
    │       │       │   ├── ic_launcher.png
    │       │       │   └── ic_launcher_round.png
    │       │       └── values
    │       │           ├── colors.xml
    │       │           ├── strings.xml
    │       │           └── styles.xml
    │       └── test
    │           └── java
    │               └── com
    │                   └── example
    │                       └── myfirstapp
    │                           └── ExampleUnitTest.java
    ├── build.gradle
    ├── FirstApp.iml
    ├── gradle
    │   └── wrapper
    │       ├── gradle-wrapper.jar
    │       └── gradle-wrapper.properties
    ├── gradle.properties
    ├── gradlew
    ├── gradlew.bat
    ├── local.properties
    └── settings.gradle

32 directories, 33 files

• Android Studio文件结构

图 Android Studio项目文件结构

2.2 文件解读

序号	文件	描述
1	app>src>main>java>com.example.myfirstapp>MainActivity	程序入口,构建和运行应用时,系统会启动Activity的实例并加载布局
2	app>src>main>res>layout>activity_main.xml	xml文件定义Activity界面布局,包含文本"Hello world!"的TextView元素
3	app>src>main>AndroidManifest.xml	清单文件,描述应用的基本特性并定义每个组件
4	Gradle Scripts>build.gradle	两个build.gradle文件,一个用于项目MyFirstApp,一个用于app模块,每个模块有自己的build.gradle文件

2.2.1 清单文件

• AndoridManifest.xml
  Android系统启动应用组件之前,系统必须通过读取应用的清单文件确认组件存在,应用必须在此文件中声明所有组件,该文件必须位于应用项目目录的根目录中.
• 作用
  (1) 确定应用需要的任何用户权限,如互联网访问权限或对用户联系人的读取权限;
  (2) 根据应用使用的API,声明应用所需的最低API级别;
  (3) 声明应用使用或需要的硬件和软件功能,如相机,蓝牙服务或多点触摸屏幕;
  (4) 声明应用需要链接的API库,如Google地图库;
• 文件内容解析

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    package="com.example.myfirstapp">

    <application
        android:allowBackup="true"
        android:icon="@mipmap/ic_launcher"
        android:label="@string/app_name"
        android:roundIcon="@mipmap/ic_launcher_round"
        android:supportsRtl="true"
        android:theme="@style/AppTheme">
        <activity android:name=".MainActivity">
            <intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.MAIN" />
                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
            </intent-filter>
        </activity>
        <activity android:name=".DisplayMessageActivity"
                    android:parentActivityName=".MainActivity">
            <meta-data
                android:name="android.support.PARENT_ACTIVITY"
                android:value=".MainActivity"/>
        </activity>
    </application>
</manifest>

序号	元素	描述
1	application->android:icon	标识应用的图标对应的资源
2	activity->name	指定Activity子类的完全限定类名
3	activity->label	指定用作Activity的用户可见标签的字符串

• 声明应用需求

Android设备多种多样,并非所有设备都提供相同的特性和功能,避免应用安装在缺少所需硬件设备上,必须通过清单文件中声明设备和软件需求,为该应用支持的设备类型明确定义一个配置文件,其中大多数声明只是为了提供信息,系统不会读取.如应用需要相机功能,使用Android2.1(API7)中引入的API,需在清单文件中声明如下:

<manifest ... >
    <uses-feature android:name="android.hardware.camera.any"
                  android:required="true" />
    <uses-sdk android:minSdkVersion="7" android:targetSdkVersion="19" />
    ...
</manifest>

2.2.2 应用资源

Android应用并非只有代码,还需要与代码分离的资源,如图像,音频文件以及任何与应用的视图呈现有关的内容,如通过XML文件定义Activity界面的动画,菜单,样式,颜色和布局.借助应用资源,无需修改代码即可轻松更新应用的各种特性,通过提供备用资源集,可针对各种设备配置(如不同语言和屏幕尺寸)优化应用.
Android项目中加入的每一项资源,SDK构建工具均会为其分配唯一的整型ID编号,可利用此ID引用资源,这些资源来自于应用代码或xml中定义的其他资源,如应用包含logo.png的图像文件保存在res/drawable目录中,SDK工具会生成名为R.drawable.logo的资源ID,此ID映射到应用特定的整型数,可利用它来引用该图像,并将其插入应用界面.

3 应用组件

四种应用组件:

• Activity
• 服务
• 广播接收器
• 内容提供程序

3.1 Activity

Activity是与用户交互的入口点,表示拥有界面的单个屏幕.如电子邮件应用可能有一个显示新电子邮件列表的Activity,一个用于撰写电子邮件的Activity和一个用于阅读电子邮件的Activity.这些Activity虽然通过协作在电子邮件应用中形成一种紧密结合的用户体验,但是每个Activity都独立与其他Activity而存在,因此,其他应用可以启动其中任何一个Activity(如果电子邮件应用允许),如相机应用可以启动电子邮件应用内用于撰写新邮件的Activity,以分享图片,Activity有助于完成系统和应用程序之间的重要交互:

• 追踪用户当前关心的内容(屏幕上显示的内容),以确保系统继续运行托管Activity的进程;
• 了解之前使用的进程包含用户可能返回的内容(已停止的Activity),从而更优先保留这些进程;
• 帮助应用处理终止其进程的情况,以便用户可以返回已恢复其先前状态的Activity;
• 提供一种途径,让应用彼此之间的用户流,并让系统协调这用户流(共享);

3.2 服务

服务是一个通用入口点,用于因各种原因使用在后台保持运行状态,她是一种在后台运行的组件,用于执行长时间运行的操作或为远程进程执行作业,服务不提供界面,如当用户使用其他应用时,服务可能会在后台播放音乐或通过网络获取数据,但这不会阻断用于与Activity的交互,Activity等其他组件可以启动服务,使该服务运行或绑定到该服务,以便与其进行交互.

3.3 广播接收器

借助广播接收器组件,系统能够在常规用户流之外向应用传递事件,从而允许应用响应系统范围内的广播通知,由于广播接收器是另一个明确定义的应用入口,因此系统甚至可以向当前未运行的应用传递广播,如应用可通过调度来提醒发布通知,以告知用户即将发生的事件,而且,通过将该提醒传递给应用的广播接收器,应用在提醒响起之前无需继续运行,许多广播均由系统发起,如通知屏幕已关闭,电池电量不足或已拍摄照片的广播,应用也可发起广播,如通知其他应用某些数据已经下载到设备,并且可供其使用,尽管广播接收器不会显示界面,但可以创建状态栏通知,在发生广播事件时提醒用户,但广播接收器更常见的用途只作为通知其他组件的通道,仅执行极少量的工作,广播接收器作为BroadcastReceiver的子类实现,并且每条广播都作为Intent对象传递.

3.4 内容提供程序

内容提供程序管理一组共享的应用数据,可以将这些数据存储在文件系统,数据库,网络中或应用可访问的任何其他持久化存储位置,其他应用可通过内容提供程序查询或修改数据,如Android系统可提供管理用户联系人信息的内容提供程序,因此,任何拥有适当权限的应用均可查询内容提供程序,以读取和写入特定人员的相关信息.

3.5 组件对应的文件清单元素

序号	组件	元素
1	Activity	<activity>
2	服务	<service>
3	广播接收器	<receiver>
4	内容提供程序	<provider>

4 组件启动

4.1 描述

Activity,服务和广播接收器通过异步消息Intent启动,Intent会在运行时对各个组件进行相互绑定,Intent是其他组件请求操作的信使.需要使用Intent创建Intent对象,该对象通过定义消息来启动特定组件(显示Intent)或其他特定组件类型(隐式Intent).
(1) Activity和服务,Intent会定义要执行的操作(如查看或发送内容),并且可指定待操作数据的URI,以及正在启动的组件可能要了解的信息,如发送按钮,发送文本消息,另一个Activity获取文本框信息,此时Intent会传达对Activity的请求,执行相应操作.
(2) 广播接收器,Intent只会定义待广播的通知,如指示设备电池电量不足的广播,只包含指示"电池电量不足"的已知操作字符串;
(3) 内容提供程序,不是Intent启动,他会在成为ContentResolver的请求目标时启动,内容解析程序会通过内容提供程序处理所有直接事务,因此通过提供程序执行事务的组件便无需执行事务,而是改为在ContentResolver对象上调用方法,这会在内容提供程序与请求信息的组件间留出一个抽象层(保证安全);

4.2 启动方式

序号	组件	描述
1	Activity	向startActivity()或startActivityForResult()传递Intent或为其安排新任务
2	服务	Android5.0(API21)及更高版本中,使用JobScheduler类调度操作,对于早期版本Android,通过向startService()传递Intent启动服务,可以通过向bindService()传递Intent绑定到该服务
3	广播接收器	通过向sendBroadcast(),sendOrderedBroadcast()或sendStickyBoradcast()等方法传递Intent发起广播
4	内容提供程序	通过在ContentResolver上调用query()对内容提供程序执行查询

更新ing

---