2.1 Android平台与开发环境
Android平台包含了很多软件工具，这些工具被组织到以下几个层次中：Linux内核层、硬件抽象层（Hardware Abstract Layer，HAL）、Android运行层、C/C++类库层、系统框架层和应用程序层[4]。整个平台的结构如图2.1所示。其中，Linux内核层为平台运行提供操作系统级别的底层功能。硬件抽象层为一个中间过渡层次，该层次为平台上层提供统一的硬件访问接口；同时，该层屏蔽并简化了平台中上层对下层功能的访问。Android运行层为应用程序的运行提供必要的技术环境。C/C++类库层为平台提供必要的C或C++类库支持（如Android运行层和系统框架层中所需要使用的C/C++类库）。系统框架层由多个软件类库或模块组成，这些类库或模块大部分都基于开源软件进行架构；系统框架层为应用程序的开发、应用、管理等提供必要的技术支撑。最后是应用程序层，Android平台上的应用程序都属于这个层次。
Android应用开发一般基于XML（e Xtensible Markup Language）[5]、Kotlin或Java语言。程序编写完成以后，基于Android SDK（Android软件开发工具包）所提供的工具进行编译、打包并部署。每个应用的源程序编译结束以后会被组织成一个APK（Android Package的缩写）文件， APK文件一般包含编译以后的字节码、相关资源和第三方支持库等内容。APK文件可被部署到不同的设备上运行。每个Android应用在运行时具有独立的运行环境（也被称为“沙盒”）。Android平台工作过程中，系统针对应用程序会完成以下管理工作[4]。
● Android的基础是Linux，所以每个应用程序被看成是操作系统的一个用户；
● 默认情况下，操作系统会给每个应用程序分配一个用户标识；系统会给应用程序中的每个文件设置访问权限，这些文件只能通过应用程序的用户标识进行访问；
图2.1 Android平台结构
● 每个应用程序运行独立于其他应用程序；
● 默认情况下，每个应用程序拥有独立的系统进程，系统会根据需求启动进程，并在程序结束以后或不需要的情况下结束进程并回收相关系统资源。
Android应用程序通过应用组件构成，Android应用组件包含[4]Activity（活动，即可显示在设备上的界面，本书后续内容将Acitivity组件或相关实现称为“窗体”）、Service（服务）、Content Provider（内容提供者）和Broadcast Receiver（广播接收者）。一个活动（Activity）是在屏幕上独立显示的可交互组件（或窗体），Android应用中的窗体类都必须从Activity类继承而得。服务（也可称为应用服务）是在系统后台可长期运行的组件，一个服务不具备可交互的用户界面；Android应用中的服务类都必须从Service类继承而得。内容提供者可为其他应用程序提供数据、资源的存储和管理服务，该类组件必须从Content Provider类继承而得。广播接收者是对系统广播进行响应的组件，系统可以广播方式发送多种信息，如屏幕、电池使用状态，硬件工作情况等；这一类型的程序需要以Broadcast Receiver类为基本的实现基础。
Android应用程序的开发环境需要使用两个基础工具，分别为JDK（Java Development Kit）和Android SDK（Android Software Development Kit）；在开发工具方面，Google公司推荐使用Android Studio软件。
1．Android SDK
Android SDK全称为Android软件开发工具包（Android Software Development Kit）。工具包中包含了程序开发所需要的软件、类库、设备模拟器等工具，以及文档、程序等技术资料。其中，特别需要关注的内容如下。
● SDK Platforms（SDK平台），即不同版本的Android开发平台；
● SDK Tools（SDK工具），即与开发相关的软件工具，具体包含调试、测试、程序安装、模拟器等工具；
● Android supports libraries（支持类库），即标准类库以外的其他开发类库；
● Documents（文档），即与开发相关的文档和教程等；
● Sample Apps（示例程序）。
2．Android Studio
Android Studio是Google公司推荐的Android应用程序集成开发环境，该工具基于Intelli J IDEA构建。Android Studio支持个性化定制，基于插件管理工具，开发人员可根据实际需要选择并安装多种工具插件。
使用Android Studio时，可直接通过集成开发环境来安装Android SDK；也可通过环境设置，调用工作环境中已安装的Android SDK。