【正文】 有了 Google Android 這些很強(qiáng)勁的優(yōu)勢(shì)，我想，在不久的將來(lái)伴隨著 3G的普及， Android 必定能改變現(xiàn)在只能手機(jī)市場(chǎng)的格局，開(kāi)辟出一個(gè)新的世界 。還有， Android 上層采用了 Java 語(yǔ)言作為開(kāi)發(fā)，讓開(kāi)發(fā)更為簡(jiǎn)單，可以使 Java SE 陣營(yíng)的開(kāi)發(fā)者不需要花太多的時(shí)間便能轉(zhuǎn)投 Android 陣營(yíng)，這樣自然的為 Android 開(kāi)發(fā)提供大量的人力資源。 游戲：此游戲是一款簡(jiǎn)單的坦克大戰(zhàn)游戲通過(guò)方向鍵控制己方坦克的移動(dòng)方向，確認(rèn)鍵發(fā)射子彈，并記錄消滅敵人的數(shù)量。 簡(jiǎn)單的幾步就將 Android 的開(kāi)發(fā)平臺(tái)搭建好了，雖然我使用的是Windows7 操作系統(tǒng)，但是方法同樣適用于 Windows xp 等其他 Windows 平臺(tái)。 當(dāng)平臺(tái)搭建好以后需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè) Android Virtual Device，這一步是很關(guān)鍵的一步，如果不創(chuàng)建這個(gè) AVD 的話，在 Eclipse中編譯運(yùn)行 Android 應(yīng)用程序時(shí)就會(huì)提示找不到 AVD，從而無(wú)法編譯。有了 Eclipse 還不夠，因?yàn)槭褂?Java 語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)，應(yīng)該有由SUN 公司提供的 Java SDK（其中包含了 JRE： Java Runtime Environment）。 應(yīng)用程序?qū)印Ｍ瑫r(shí)Android Runtime 中的 Android Libraries 也存放在這個(gè)文件夾下，與其相對(duì)應(yīng)的文件為 \system\lib\。 Linux內(nèi)核層。 ⑦ \system\media：存放鈴聲的文件夾 ⑧ \system\sounds：用于 存放音樂(lè)文件。 ③ \system\etc：與 Linux 系統(tǒng)下的 \system\etc 文件夾沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別，都用于保存系統(tǒng)的配置文件。同時(shí)可以看到，該文件夾下的文件都是 APK 格式的文件。 對(duì)于 配置中還有“ receiver”，“ service”和“ provider”標(biāo)簽，分別對(duì)應(yīng)了剩下的 Intent Receiver、 Service 和 Content Provider 三個(gè)應(yīng)用的組成部分。 剩下的 8~11 行是一對(duì)定義了 Activity 性質(zhì)的“ intentfilter”標(biāo)簽以及“ intentfilter”包含的另外兩個(gè)標(biāo)簽“ action”和“ category”標(biāo)簽之所以這幾個(gè)標(biāo)簽一同說(shuō)是因?yàn)椤?intentfilter”標(biāo)簽的性質(zhì)是由“ action”和“ category”標(biāo)簽來(lái)說(shuō)明的。在上面給出的例子中，僅僅有一組“ activity”標(biāo)簽，這也說(shuō)明了給出的例子的應(yīng)用程序只有一個(gè) Activity。 第 6 行和第 13 行是一對(duì)“ application”標(biāo)簽，該標(biāo)簽中定義了所有應(yīng)用程序所使用的 Activity、 Intent Receiver、 Service 等。 第 1 行是一般 xml 文件都有的頭部信息說(shuō)明，其中包括 xml 的版本和文件編碼方式。但是在 Android 應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)中，該文件是不可缺少的。 Content Provider Content Provider 提供給你的應(yīng)用程序與其他應(yīng)用程序共享數(shù)據(jù)的一個(gè)功能。但是當(dāng)播放器被切換到后臺(tái)以后，所有的 Activity 都放到歷史堆棧中了，而這時(shí)播放器任然繼續(xù)進(jìn)行播放，而當(dāng)一首歌曲播放完了以后，還會(huì)根據(jù)播放列表中的信息播放下一首歌曲。當(dāng)一個(gè)你所關(guān)注的時(shí)間發(fā)生時(shí)，我們的應(yīng)用不需要主動(dòng)去調(diào)用 intent receiver，系統(tǒng)會(huì)在一個(gè)合適的時(shí)候去調(diào)用我們的程序的。當(dāng)你希望你的應(yīng)用能夠捕獲一個(gè)外部事件并作出響應(yīng)時(shí)，比如手機(jī)快沒(méi)電了，收到一條新的短信息等。對(duì)于這些，每一個(gè)屏都是一個(gè) Activity。因此當(dāng)我們使用到任何一個(gè)組件時(shí)都需要在這個(gè)配置文件中進(jìn)行登記，否則就算是你在代碼中使用了這個(gè)組件，但是Android 系統(tǒng)也是找不到該組件的。對(duì)于一個(gè)應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)，不一定這四個(gè)部分都需要。通過(guò)這些應(yīng)用程序框架層提供的服務(wù)程序員能夠方便的開(kāi)發(fā)一個(gè)界面優(yōu)秀功能強(qiáng)大易于共享的的應(yīng)用程序。②內(nèi)容提供器（ content providers），有了內(nèi)容提供器，一個(gè)應(yīng)用程序可以共享它自己的數(shù)據(jù)或者訪問(wèn)另外一個(gè)應(yīng)用程序中共享的數(shù)據(jù)。同時(shí)該框架中的任何一個(gè)功能模塊都是等價(jià)的，任何一個(gè)應(yīng)用程序都可以發(fā)布其功能模塊，該功能模塊可以替代當(dāng)前的任意一個(gè)功能模塊，但前提是必須遵循框架的安全限制 ［ 4］ ，另外，其他的任意應(yīng)用程序能夠使用這個(gè)發(fā)布的功能模塊。對(duì)于以上說(shuō)的六種進(jìn)程應(yīng)該分別有一系統(tǒng)給其賦予的值，其大小順序應(yīng)該是空進(jìn)程大于內(nèi)容供應(yīng)節(jié)點(diǎn)大于后臺(tái)進(jìn)程大于次要服務(wù)大于可見(jiàn)進(jìn)程大于前臺(tái)進(jìn)程，而這個(gè)系統(tǒng)賦予的值則是基值。當(dāng)進(jìn)程進(jìn)入后臺(tái)以后，系統(tǒng)將會(huì)分配一個(gè)更高的值給該進(jìn)程。⑷后臺(tái)進(jìn)程，可以這么說(shuō)后臺(tái)進(jìn)程就是一個(gè)前臺(tái)進(jìn)程被另一個(gè)前臺(tái)進(jìn)程替換后，進(jìn)程沒(méi)有結(jié)束，但是已經(jīng)不再 是前臺(tái)進(jìn)程的一個(gè)狀態(tài)。 在 Android 中進(jìn)程被分成了前臺(tái)進(jìn)程（ foreground）、可見(jiàn)進(jìn)程（ visible）、次要服務(wù)（ secondary server）、后臺(tái)進(jìn)程（ hidden）、內(nèi)容供應(yīng)節(jié)點(diǎn)（ content provider）、空進(jìn)程 （ empty）六種。另外，對(duì)于一些只讀庫(kù)所有虛擬機(jī)實(shí)例都和 Zygote 進(jìn)程共享一塊內(nèi)存區(qū)，這樣大大減少了對(duì)內(nèi)存的開(kāi)銷(xiāo)。 Zygote 進(jìn)程的功能有點(diǎn)類(lèi)似于 Linux 中的 1 號(hào)進(jìn)程，在 Linux 當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)即產(chǎn)生 1號(hào)進(jìn)程，而其他的進(jìn)程都由 1 號(hào)進(jìn)程創(chuàng)建。但 Dalvik虛擬機(jī)要實(shí)現(xiàn)如線程機(jī)制，內(nèi)存的分配和管理等操作的話，仍然需要底層操作系統(tǒng)的支持。它就是本著能夠并發(fā)執(zhí)行多個(gè)虛擬機(jī)的設(shè)計(jì)思路來(lái)編寫(xiě)的。雖然移植性降低了，但是使用二地址和三地址的指令，使得代碼執(zhí)行效率大大提高。 雖然基于棧結(jié)構(gòu)的虛擬機(jī)有上述的一些優(yōu)點(diǎn)，但是為什么 Google 不采用基于棧的設(shè)計(jì)而采用基于寄存器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) Dalvik 虛擬機(jī)呢。另外基于棧設(shè)計(jì)的虛擬機(jī)移植性比基于寄存器設(shè)計(jì)的虛擬機(jī)要高很多，從組成原理和嵌入式操作系統(tǒng)課程中我們知道，一般的 32 位 x86處理器的通用寄存器和 32位的 ARM 的通用寄存器數(shù)目是不同的。我們把一個(gè)開(kāi)發(fā)好的應(yīng)用的 Java代碼經(jīng)過(guò)編譯以后生成 .class的字節(jié)碼文件，通過(guò) Android 的 DX工具轉(zhuǎn)換成 .DEX格式的文件，最后使用 Android 的appt 打包工具把 DEX 文件，源文件以及 文件組合成一個(gè) APK 應(yīng)用程序包，然后就能發(fā)布到移動(dòng)終端設(shè)備上了。另外 DEX 使用等長(zhǎng)的指令，這樣的話能夠使得 DEX 文件盡量的簡(jiǎn)潔，從而提高了解析速度。 Google 棄用字節(jié)碼文件而采用特有的 DEX 文件格式，這表明在Android實(shí)際運(yùn)行中 DEX文件格式相對(duì)于字節(jié)碼文件格式應(yīng)該有一些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。 首先，眾所周知在 Java 中，所有的程序代碼會(huì)被編譯器編譯成字節(jié)碼（ .class）文件，然后再打包成 JAR 文件，在執(zhí)行時(shí) Java 虛擬機(jī)就從 JAR文件中提取出相應(yīng)的字節(jié)碼文件來(lái)執(zhí)行。 Dalvik 虛擬機(jī) Dalvik 虛擬機(jī)是 Android Runtime 的一個(gè)組成部分，之所以要把他拿出來(lái)單獨(dú)進(jìn)行研究是因?yàn)椋?Dalvik 虛擬機(jī)作為一個(gè) Java虛擬機(jī)，但它和普通的 Java 虛擬機(jī)有著一些不同。其實(shí)就是這樣 Android Runtime 與 Libraries 在同一層的設(shè)計(jì)并同時(shí)讓 Android Runtime 中的Android Libraries 引用 libraries 中的函數(shù)，而通過(guò) Dalvik虛擬機(jī)編譯以后再調(diào)用這些函數(shù)做到上面所述的功能。有關(guān) Dalvik 虛擬機(jī)的內(nèi)容將在下一個(gè)部分詳細(xì)說(shuō)明。之前說(shuō)過(guò) Android 采用 Java 作為開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，在進(jìn)程執(zhí)行時(shí)應(yīng)該會(huì)有一個(gè) Java虛擬機(jī)來(lái)為進(jìn)程提供服務(wù)。 Android函數(shù)庫(kù)中里包含了大部分 Java程序語(yǔ)言所需要調(diào)用的函數(shù)庫(kù)，如 data structure, work, utilities, file system 等，其中很多代碼是源于 2021 年的 Apache Harmony 項(xiàng)目。 ⑦ FreeType 位圖 (bitmap)和矢量 (vector)字體顯示。 ④ LibWebCore 一個(gè)支持 Android 瀏覽器和一個(gè)可嵌入的 web視圖的最新的 web 瀏覽器引擎。以下列舉了一些庫(kù)函數(shù) [2]： ①系統(tǒng) C 庫(kù) 一個(gè)專(zhuān)門(mén)為 Embedded Linux 設(shè)備定制的從 BSD（ Berkeley Software Distribution 伯克利軟件套件）繼承來(lái)的標(biāo)準(zhǔn) C 系統(tǒng)函數(shù)庫(kù)。 ⑶增加了 Android 相關(guān)的驅(qū)動(dòng)。 內(nèi)核層 Google Android 作為一個(gè)開(kāi)源的操作系統(tǒng)其內(nèi)核采用了同樣開(kāi)源的被業(yè)界認(rèn)為是相當(dāng)穩(wěn)定的 Linux 作為其內(nèi)核，其中 Linux 內(nèi)核包括以下功能模塊：安全 (Security)、存儲(chǔ)器管理 (Memory Management)、進(jìn)程管理(Process Management)、網(wǎng)絡(luò)堆棧 (Network Stack)、驅(qū)動(dòng)程序模型 (Driver Model)等，另外也在給 其上層的軟件和下層硬件間建立起一個(gè)抽象層(Abstraction Layer)。 Google 采用這樣的模式可能是因?yàn)橄鄬?duì)于 C 或者 C++， Java 的開(kāi)發(fā)周期更短的緣故，這樣的話就能在短時(shí)間內(nèi)為 Android 提供大量的應(yīng)用軟件。 2 Android 的系統(tǒng)研究 Android 構(gòu)架 Android 的構(gòu)架綜述 Android 是一個(gè)包括操作系統(tǒng)，中間件以及一些重要應(yīng)用程序的專(zhuān)門(mén)針對(duì)移動(dòng)設(shè)備的層次結(jié)構(gòu)的軟件集 [1]。雖然 Android 的應(yīng)用程序是用 Java語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的，但是 Android 給應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)者提供了一系列的 C/C++ 程序庫(kù)，通過(guò) Android 的一些特殊的設(shè)計(jì)，我們開(kāi)發(fā)者可以使用這些庫(kù)，這在后面的敘述中將看到。其整個(gè)系統(tǒng)由應(yīng)用程序（ Application），應(yīng)用程序框架（ Application Framework），應(yīng)用程序庫(kù)（ Libraries）， Android運(yùn)行庫(kù)（ Android Runtime）， Linux 內(nèi)核（ Linu