【文章內(nèi)容簡介】 游戲的界面、游戲中的邏輯處理以及該游戲今后的改進和優(yōu)化。 第五章 總結(jié)和展望。對整篇論文加以總結(jié)與回顧以及對未來的展望。 第二章 Android 平臺概述 4 第二章 Android 平臺概述 本章將介紹 Android 這個基于 Linux開發(fā)平臺，首先我們會介紹 Android 操作系統(tǒng)，然后講述其特性，接著講述其系統(tǒng)框架，其次我們會重點介紹其應(yīng)用程序的構(gòu)成模塊，最后會介紹其生命周期。 Android 系統(tǒng)簡介 Android 是谷歌公司發(fā)布的手機操作系統(tǒng)，它是基于 Linux 平臺的開源手機操作系統(tǒng)，谷歌公司將要把其打造為基于移動終端的真正開放的移動軟件平臺，不僅擁有移動電話所需要的工作軟件，而且在專利權(quán)方面能夠不侵犯他人權(quán)利去推動移動互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新。 谷歌 公司為了開發(fā) Android， 與開放手機聯(lián)盟進行了合作，手機開放聯(lián)盟由全球 30 多家移動開發(fā)和手機應(yīng)用的領(lǐng)先企業(yè)組成。谷歌公司不僅僅和運營商達成了合作關(guān)系、而且與設(shè)備制造商以及開發(fā)商保持長期合作，目的就在于利用其優(yōu)勢建立移動軟件平臺，其特點是標(biāo)準(zhǔn)化、開放式的。 Android是谷歌公司未來企業(yè)戰(zhàn)略的一部分，其目的是為了在任何時候任何地點能夠提供信息 [4]。 Android 系統(tǒng)特性 Android系統(tǒng)特性如下所示： ： Android系統(tǒng)組件，用于開發(fā)流程，兩個特性：可重用性和可替代性。 虛擬機：在 Android系統(tǒng)中， Dalvik虛擬機是一種 Java 虛擬機，是 Google公司自主開發(fā)，其代號為 Dalvik，占用資源比較小，運行效率比較高。 ：引擎 WebKit，其特性是開源 。 ：強大的自定義二維圖形庫?；?OpenGL ES 標(biāo)準(zhǔn)的 3D 圖形功能，在移動 3D 開發(fā)中有著至關(guān)重要的地位。 數(shù)據(jù)庫： SQLite 提供結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)存儲。它是一款輕型免費的且開源的數(shù)據(jù)庫，設(shè)計目標(biāo)是嵌入式的。它具備占用資源低、需要的內(nèi)存空間少、南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 5 處 理速度較快，并且還支持事務(wù)處理功能等優(yōu)點。 ：支持各種通用的音視頻和靜態(tài)圖像格式 (MPEG MP JPG、PNG、 GIF、 AAC、 、 AMR)。 技術(shù)： (依賴硬件 )Global System for Mobile Communications,全球移動通訊系統(tǒng) ,俗稱全球通 ,是第二代移動通信技術(shù)，其開發(fā)目的是讓全球各地可以共同使用一個移動電話網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，讓用戶使用一部手機就能行遍全球。 ， EDGE， 3G,and WiFi： (依賴硬件 )藍牙和 WiFi 都是一種短距 離的無線連接技術(shù)，在短距離內(nèi)可以實現(xiàn)話音和數(shù)據(jù)的無線傳輸。 EDGE(Enhanced Data Rate for GSM Evolution)，是增強型數(shù)據(jù)速率 GSM 演進技術(shù)。 ， GPS， Compass， and Accelerometer： (依賴硬件 )GPS(Global Positioning System)，即全球定位系統(tǒng)。它是一個由覆蓋全球的 24 顆衛(wèi)星組成的衛(wèi)星系統(tǒng)。 Compass是一個開放源代碼的 Java 搜索引擎框架。 ：包括一個設(shè)備模擬器，調(diào)試工具，內(nèi)存和 性能檢測，以及 Eclipse 的開發(fā)插件。 Eclipse集成開發(fā)環(huán)境。 Android 操作系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu) Android 作為一個開源的移動設(shè)備的平臺，其軟件層次結(jié)構(gòu)自上而下分為四個層次，分別是：應(yīng)用程序 (Application)、應(yīng)用程序框架 (Application Framework)、各種庫 (Libraries)和 Android 運行環(huán)境 (RunTime)、 Linux 內(nèi)核(Linux Kernel)。 第二章 Android 平臺概述 6 圖 Google 手機操作系統(tǒng)平臺 Android 的架構(gòu)模型 應(yīng)用程序 突破傳統(tǒng)思維，提供更好的用戶體驗。 Android 將會移植一系列的核心應(yīng)用，包括 Email 客戶端， SMS 程序，日歷， GPS 地圖，瀏覽器，聯(lián)系人等等。 所有的應(yīng)用程序都是由 Java語言完成的。應(yīng)用程序是無界限的，可以在平等條件下創(chuàng)建，還可以輕松地嵌入 Web，可以并行運行 [5]。 應(yīng)用程序框架 Android 應(yīng)用程序由一個或多個組件組成， Android 的應(yīng)用程序框架為應(yīng)用程序?qū)拥拈_發(fā)者提供 APIs，它實際上是一個應(yīng)用程序的框架。由于上層的應(yīng)用程序是以 Java 構(gòu)建的 ，因此本層次提供的首先包含了 UI 程序中所需要的各種控件： 例如： Views(視圖組件 )包括 lists(列表 )， grids(柵格 )， text boxes(文本框 )， buttons(按鈕 )等。甚至一個嵌入式的 Web 瀏覽器。 一個 Android 的應(yīng)用程序可以利用應(yīng)用程序框架中的以下幾個部分：Activity(活動 )， Broadcast Receiver(廣播接收者 )， Service(服務(wù) )， Content Provider(內(nèi)容提供者 ) 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 7 庫與運行環(huán)境 Android 包含一套 C/C++庫，能被 系統(tǒng)中不同的組件使用。這些功能通過Android應(yīng)用框架展現(xiàn)給開發(fā)人員。下面列出一些核心庫： (1)System C library：從 BSD 繼承來的標(biāo)準(zhǔn) C 系統(tǒng)函數(shù)庫，也是系統(tǒng)中最為底層的庫，是專門為基于嵌入式 Linux 的設(shè)備制定的。 (2)Media Framework：該庫支持多種常用的音頻、視頻格式的回放和錄制，同時支持靜態(tài)圖片文件，包括 MPEG 、 MP AAC、 AMR、 JPG 和 PNG 等。 (3)Surface Manager：用于管理不同應(yīng)用對圖形顯示子系統(tǒng)和 2D 和 3D 圖 形層的訪問。 (4)WebKit：一個時尚的 web 瀏覽器引擎，為 Android 瀏覽器和內(nèi)嵌的 web view 提供實現(xiàn)。 (5)SGL：隱藏的 2D 圖形引擎。 (6)3D libraries：基于 OpenGL ES APIs 實現(xiàn)的庫，該庫可以使用硬件3D 加速，或者高度優(yōu)化的 3D 軟加速。 (7)FreeType：位圖和向量模式的字體繪制。 (8)SQLite：一個強大的，輕量的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫引擎，用于所有的應(yīng)用。 Android 運行時 Android 包含一組核心庫，提供了 Java 語言核心庫 內(nèi)的大部分功能。 Android運行環(huán)境主要指的是虛擬機技術(shù) —— Dalvik。 Dalvik虛擬機依賴 Linux kernel來實現(xiàn)一些潛在功能，例如線程和底層內(nèi)存管理。 Dalvik虛擬機和一般 Java虛擬機 (JavaVM)不同，它執(zhí)行的不是 Java標(biāo)準(zhǔn)的字節(jié)碼而是 Dalvik可執(zhí)行格式 (.dex)中執(zhí)行文件，該格式的文件經(jīng)過優(yōu)化占用很小的內(nèi)存。在執(zhí)行的過程中，每一個應(yīng)用程序即一個進程 (Linux 的一個 Process) 。二者最大的區(qū)別在于 Java VM 是以基于棧的虛擬機 (Stackbased)，而 Dalvik是基于寄存器的虛擬機 (Registerbased)[6]。顯然，后者最大的好處在于可以根據(jù)硬件實現(xiàn)更大的優(yōu)化，這更適合移動設(shè)備的特點。每個 Android應(yīng)用程序都在 Dalvik VM的一個實例中運行，這個實例駐留在一個由 Linux內(nèi)核管理的進程中。 內(nèi)核 Android使用 內(nèi)核來提供系統(tǒng)的核心服務(wù)，例如：安全機制，內(nèi)存第二章 Android 平臺概述 8 管理，進程管理，網(wǎng)絡(luò)堆棧。 Android更多的是需要一些與移動設(shè)備相關(guān)的驅(qū)動程序。其主要的驅(qū)動有：顯示驅(qū)動 (Display Driver)、 Flash內(nèi)存 驅(qū)動 (Flash Memory Driver)、照相機驅(qū)動 (Camera Driver)、音頻驅(qū)動 (Audio Driver)、 WiFi驅(qū)動 (Camera Driver)、鍵盤驅(qū)動 (KeyBoard Driver)、藍牙驅(qū)動 (Bluetooth Driver)、 Binder IPC驅(qū)動 (Android一個特殊的驅(qū)動程序，具有單獨的設(shè)備節(jié)點，提供進程間通訊的功能 )[7]。 Android 應(yīng)用程序構(gòu)成 Android應(yīng)用程序與其他很多計算機平臺的應(yīng)用程序不同，他們沒有唯一的啟動入口，一個 Android應(yīng)用程序是由多個不同組件組合而成，組件間通過 Intent實現(xiàn)通信。 Android系統(tǒng)的基本組件包括 Activity、 Service、 Broadcast Receiver和 Content Provider等，要實現(xiàn)組件間通信，還需要 Intent消息組件。并不是每個 Android應(yīng)用程序都必須具備這四個組件，很多時候只需要這四種中的某幾種就可以了。除此之外，應(yīng)用程序的所有組件還都必須在 聲明 [8]。這是一個 XML配置文件，這個配置文件用于定義應(yīng)用程序的組件、組件的功能及 必要條件等。這個配置文件是任何一個 Android應(yīng)用程序所必需的。 Activity Activity 可以說是開發(fā)人員最常用的組件，同時也屬于 Android 最基本的組成部分之一。 Android 程序中，一般一個 Activity 代表手機屏幕上的一屏。舉例來說，如果將手機比作一個瀏覽器，那么一個 Activity 就相當(dāng)于一個網(wǎng)頁。在 Activity 中，可以添加多個視圖，然后為這些視圖添加一些事件處理。這些視圖可以是按鈕、文本框、列表等?？梢钥吹剑?Activity 的概念和網(wǎng)頁的概念相當(dāng)類似。 一般一個 Android 應(yīng)用是由多個 Activity 組成，同時這些 Activity 相互之間可以進行跳轉(zhuǎn)，例如，按下某個 Activity 中的 Button 按鈕后，可能會跳轉(zhuǎn)到一個其他的 Activity。不過和網(wǎng)頁跳轉(zhuǎn)稍有不同， Activity之間的跳轉(zhuǎn)可以有返回值，例如，在 Activity A 跳轉(zhuǎn)到 Activity B 后，那么當(dāng) Activity B運行結(jié)束時，可能會返回給 Activity A 一個值。在多個 Activity 交流的過程中，南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 9 這種返回機制是相當(dāng)實用的。當(dāng)用戶進入一個新的屏幕時，之前的屏幕 會轉(zhuǎn)入暫停狀態(tài)，并且保存在歷史堆棧中。正是由于歷史堆棧的存在，用戶可以通過返回操作，返回到之前打開過的所有屏幕。 Android默認(rèn)的是將應(yīng)用程序從開始到當(dāng)前的每一個屏幕都保存到堆棧中，不過與此同時， Android還提供了很方便的機制，讓開發(fā)人員自定義某個屏幕是否需要保存到歷史堆棧。 Activity 的跳轉(zhuǎn)實現(xiàn)，必須借助于 Intent 類。因此 Intent 在 Android 應(yīng)用中占據(jù)的地位是極其重要的。簡單來說，一個 Intent 就是對一個將要執(zhí)行的操作請求的抽象描述。 Intent 的描述，主要包含有兩個 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：動作 (action)和動作對應(yīng)的數(shù)據(jù) (data)。動作有很多種，系統(tǒng)中最常見的動作類型有： MAIN(表明該 Activity 是應(yīng)用程序的入口 )、 VIEW、 PICK、 EDIT 等等；而動作對應(yīng)的數(shù)據(jù)一般以 URI 的形式表示，例如：要查看某一個網(wǎng)頁，則需要創(chuàng)建 Intent，它的動作類型為 VIEW，對應(yīng)的數(shù)據(jù)應(yīng)該是該網(wǎng)頁的網(wǎng)址。值得一提的是，有一個類叫 IntentFilter，它是 Intent的相關(guān)類。如果說 Intent是一個有效的操作請求，那么一個 IntentFiler則用于描述一個 Activity(或者 Intent Receiver等 )能夠接收哪些 Intent的請求。比如系統(tǒng)瀏覽器的 Activity用于查看某一個網(wǎng)頁，那么它用于接收 Intent的 IntentFilter，要定義類型為 VIEW的動作并且能夠過濾表示一個網(wǎng)頁網(wǎng)址的 URI。通常 IntentFilter要被注冊在 。 Activity 之間的跳轉(zhuǎn)正是通過解析各種 Intent 來實現(xiàn)的。例如一個 Activity 調(diào)用startActivity(intent)方法，希望跳轉(zhuǎn)到其他的 Activity 時，會 觸發(fā)系統(tǒng)的Intent 解析過程，在所有安裝的應(yīng)用程序中已注冊的 IntentFilter 中查找，并最終挑選出能夠匹配 Intent 的 Activity。然后這個新的 Activity 因為接收到Intent 的請求而開始運行，完成 Activity 的跳轉(zhuǎn)。這種跳轉(zhuǎn)機制提供了兩個關(guān)鍵好處： (1)操作請求被 Intent 封裝起來，方便 Activity 重復(fù)利用。 (2)相互跳轉(zhuǎn)的多個 Activity 之間實現(xiàn)了松耦合。只要 IntentFilier 保持不變，一個 ctivity 可以隨意修改，而不用擔(dān)心其他 Activity 找不到它。 Broadcast Receiver 應(yīng)用程序可以通過 Broadcast Receiver 監(jiān)聽一個外部的事件，并做出響應(yīng)。第二章 Android 平臺概述 10 例如，當(dāng)應(yīng)用程序需要對電話呼入這個外部事件做出反應(yīng)時，可以利用 Broadcast Receiver 進行處理。再如，當(dāng)一個后臺下載任務(wù)成功的事件發(fā)生時，需要提示用戶下載完成，仍然可以利用 Broadcast Receiver 來進行處理。 Broadcast Receiver不能生成 UI，也就是說對于用戶來說是透明的，用戶是看不到的。 Broadcast Receiver只能通過 NotificationManager來通知用戶這些事件發(fā)生了。 Broadcast Receiver既可以在 ，也可以在運行時的代碼中使用 ()進行注冊。注冊完成之后，當(dāng)事件來臨的時候，即使程序沒有啟動，系統(tǒng)依然可以根據(jù)定義，自動啟動程序。各種應(yīng)用也可以通過使用 ()將它們自己的 Intent Broadcast廣播給其他應(yīng)用程序。 Service Service是一種程序，它可以運行很長時間，但是它卻沒有用戶界面，不可交互，而且不能自己運行。它需要通過某一個 Activity或者其他的 Context對象來調(diào)用 [12]。最常見的例子，比如說用戶正在運行一個音樂播放器的程序，此時如果想瀏覽網(wǎng)頁，那么，在用戶導(dǎo)航到 Android的瀏覽器以后，雖然進入了瀏覽器屏幕，但是歌曲的播放并沒有停止，而是在后臺繼續(xù)播放著。其實播放的動作正是由播放音樂的 Service執(zhí)行著。當(dāng)然，如果需要的話， Service也是可以停止。通過 startService(Intent service)可以啟動一個 Service，通過()可以綁定一個 Service。 Content Provider 對于數(shù)據(jù)存儲， Android與其他的操作系統(tǒng)有一點不太一樣，即數(shù)據(jù)在Android程序中都是私有的，這些數(shù)據(jù)包括文件類型和數(shù)據(jù)庫類型以及其他類型的數(shù)據(jù)。這樣系統(tǒng)和應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)就各自獨立起來，以避免受到某些不正常程序或是病毒的影響。不過這并不代表各應(yīng)用程序之間就因此而無法進行數(shù)據(jù)交換了。當(dāng)某個應(yīng)用程序希望與其它的應(yīng)用共享其數(shù)據(jù)時， Android提 供的 Content Provider就可以發(fā)揮作用了。在實現(xiàn) Content Provider的抽象接口以后，程序便可以將自己的數(shù)據(jù)暴露出去，其他程序只要有權(quán)限，就可以通過這一套標(biāo)準(zhǔn)而統(tǒng)南京工業(yè)大學(xué)本科生畢