第二章 Android 应用程序

1. 第二章 Android应用程序

2. 本章学习目标： • 了解Android基本组件 • 了解Android生命周期 • 掌握Android程序调试

3. 2.1 基本组件介绍 • Android应用程序由组件组成，组件是可以被调用的基本功能模块。Android系统利用组件实现程序内部或程序间的模块调用，以解决代码复用的问题，这是Android系统非常重要的特性。在程序设计时，在AndroidManifest.xml中声明可共享的组件，声明后其他应用程序可以直接调用这些共享组件。Android系统有4个重要的组件，分别是Activity、Service、BroadcaseReceiver和ContentProvider。

4. 2.1 基本组件介绍 • Activity是Android中最常用的组件，是应用程序的表示层，Activity一般通过View来实现应用程序的用户界面，相当与一个屏幕，用户与程序的交互是通过该类实现的。Android应用程序可以包含一个或多个Activity，一般在程序启动后会呈现一个Activity，用于提示用户程序已经正常启动。Activity在界面上的表现形式一般是全体窗体，也可以是非全屏悬浮窗体或对话框。 • Service一般用于没有用户界面，但需要长时间在后台运行的应用。实际上，Service是一个具有较长的生命周期但是并没有用户界面的程序。例如在播放MP3音乐时，使用Service播放MP3音乐，可以在关闭播放器界面的情况下长时间播放MP3音乐，并通过对外公开Service的通信接口，控制MP3音乐播放的启动、暂停和停止。

5. 2.1 基本组件介绍 • Service一般由Activity启动，但是并不依赖于Activity，即当Activity的生命周期结束时，Service仍然会继续运行，直到自己的生命周期结束为止。Service的启动方式有两种。startService方式启动是当Activity调用startService方法启动Service时，会依次调用onCreate和onStart方法来启动Service，而当调用stopService方法结束Service时，又会调用onDestroy方法结束Service。Service同样可以在自身调用stopSelf或stopService方法来结束Service。bindService 方式启动是Activity调用bindService方法启动Service，此时会依次调用onCreate和onBind方法启动Service。而当通过unbindService方法结束Service时，则会依次调用onUnbind和onDestroy方法。

6. 2.1 基本组件介绍 • BroadcastReceiver为用户接收广播通知的组件，当系统或某个应用程序发送广播时，可以使用BroadcastReceiver组件来接收广播信息并做相应处理。在信息发送时，需要将信息封装后添加到一个Intent对象中，然后通过调用Content.sendBroadcast()、sendOrderedBroadcast()或sendStickyBroadcast()方法将Intent对象广播出去，然后接收者会检查注册的IntentFilter是否与收到的Intent相同，当相同时便会调用onReceive()方法来接收信息。三个发送方法的不同之处是使用sendBroadcast()或者sendStickyBroadcast()方法发送广播时，所有满足条件的接收者会随时地执行，而使用sendOrderedBroadcast()方法发送的广播接受者会根据IntentFilter中设置的优先级顺序来执行。

7. 2.1 基本组件介绍 • BroadcastReceiver的使用过程如下： 1、将需要广播的消息封装到Intent中。 2、然后通过三种发送方法中的一种将Intent广播出去。 3、通过IntentFilter对象来过滤所发送的实体Intent。 4、实现一个重写了onReceive方法的BroadcastReceiver。 • 需要注意的是，注册BroadcastReceiver对象的方式有两种，一种是在AndroidManifest.xml中声明，另一种是在Java代码中设置。在AndroidManifest.xml中声明时，将注册的信息包裹在<receiver></receiver>标签中，并通过<intent-filter>标签来设置过滤条件；在Java代码中设置时，需要先创建IntentFilter对象，并为IntentFilter对象设置Intent的过滤条件，并通过Content.registerReceiver方法来注册监听，然后通过Content.unregisterReceiver方法来取消监听

8. 2.1 基本组件介绍 • ContentProvider是用来实现应用程序之间数据共享的类。当需要进行数据共享时，一般利用ContentProvider为需要共享的数据定义一个URI，然后其他应用程序通过Content获得ContentResolver并将数据的URI传入即可。Android系统已经为一些常用的数据创建了ContentProvider，这些ContentProvider都位于android.provider下，只要有相应的权限，自己开发的应用程序便可以轻松地访问这些数据。 • 对于ContentProvider最重要的就是数据模型(data model)和URI，接下来分别对其进行介绍。数据模型就是ContentProvider为所有需要共享的数据创建一个数据表，在表中，每一行表示一条记录，而每一列代表某个数据，并且其中每一条数据记录都包含一个名为“_ID”的字段类标识每条数据。URI就是每个ContentProvider都会对外提供一个公开的URI来标识自己的数据集，当管理多个数据集时，将会为每个数据集分配一个独立的URI，所有的URI都以“content://”开头。需要注意的是，使用ContentProvider访问共享资源时，需要为应用程序添加适当的权限才可以。权限为“<uses-permission.android:name=”android.permission.READ_CONTACTS”/>”。

9. 2.2 Activity生命周期 • Activity生命周期指Activity从启动到销毁的过程，在这个过程中，Activity一般表现为4种状态，分别是活动状态、暂停状态、停止状态和非活动状态。活动状态是指当Activity在用户界面中处于最上层，用户完全看得到，能够与用户进行交互，则这时Activity处于活动状态；暂停状态是指当Activity在界面上被部分遮挡，该Activity不再处于用户界面的最上层，且不能够与用户进行交互，则这个Activity处于暂停状态；停止状态是指Activity在界面上完全不能被用户看到，也就是说这个Activity被其他Activity全部遮挡，则这个Activity处于停止状态；非活动状态是指Activity所处的不在以上三种状态中的另一种状态。

10. 2.2 Activity生命周期 • Activity启动后处于活动状态，此时的Activity处于最上层，是与用户正在进行交互的组件，因此Android系统会努力保证处于活动状态Activity的资源需求，资源紧张时可终止其他状态的Activity；如果用户启动了新的Activity，部分遮挡了当前的Activity，或新的Activity是半透明的，则当前的Activity转换为暂停状态，Android系统仅在为处于活动状态的Activity释放资源时才终止处于暂停状态的Activity；如果用户启动新的Activity完全遮挡了当前的Activity，则当前的Activity转变为停止状态，停止状态的Activity将优先被终止；活动状态的Activity被用户关闭后，或暂停状态或停止状态的Activity被系统终止后，Activity便进入了非活动状态。

11. 2.2 Activity生命周期 • 图2-1 Activity状态变换图

12. 2.2 Activity生命周期 • 为能够更好地理解Activity的生命周期，还需要对Activity栈做一个简要的介绍。Activity栈保存了已经启动且没有终止的所有Activity，并遵循“后进先出”的原则。如图2-2所示，栈顶的Activity处于活动状态，除栈顶以外的其他Activity处于暂停状态或停止状态，而被终止的Activity或已经出栈的Activity的则不在栈内。 • Activity的状态与其在Activity栈的位置有着密切的关系，不仅如此，Android系统在资源不足时，也是通过Activity栈来选择哪些Activity是可以被终止的。一般来讲，Android系统会优先选终止处于停止状态，且位置靠近栈底的Activity，因为这些Activity启动顺序最靠前，而且在界面上用户是看不到的。

13. 2.2 Activity生命周期 • 图2-2 Activity栈图

14. 2.2 Activity生命周期 • 随着用户在界面的操作和Android系统对资源的管理，Android不断变化在Activity栈的位置，其状态也不断在四种状态中转变。为了能够让Android程序了解自身状态的变化，Android系统提供了多个事件回调函数，在事件回调函数中添加相关代码，就可以在Activity状态变化时完成适当的工作。下面的代码给出了Activity的主要事件回调函数。 • public class MyActivity extends Activity { • protected void onCreate(Bundle savedInstanceState); • protected void onStart(); • protected void onRestart(); • protected void onResume(); • protected void onPause(); • protected void onStop(); • protected void onDestroy(); }

15. 2.2 Activity生命周期 • 表2-1 Activity生命周期的事件回调函数表

16. 2.2 Activity生命周期 • 除了Activity生命周期的事件回调函数以外，还有onRestoreInstanceState()和onSaveInstanceState()两个函数经常会被使用，用于保存和恢复Activity的状态信息，例如用户在界面中选择的内容或输入的数据等。这两个函数不是生命周期的事件回调函数，不会因为Activity的状态变化而被调用，但在下述情况下会被调用：Android系统因为资源紧张需要终止某个Activity，但这个Activity在未来的某一时刻还会显示在屏幕上。 • 表2-2 Activity状态保存/恢复的事件回调函数说明表

17. 2.2 Activity生命周期 • 图2-3 Activity事件回调函数的调用顺序图

18. 2.2 Activity生命周期 • 全生命周期是从Activity建立到销毁的全部过程，始于onCreante()，结束于onDestroy()。一般情况下，使用者在onCreate()中初始化Activity所能使用的全局资源和状态，并在onDestroy()中释放这些资源。例如，Activity中使用后台线程下载网络数据，则在onCreate()中创建线程，在onDestroy()中停止并销毁线程。在一些极端的情况下，Android系统会不调用onDestroy()函数，而直接终止进程。 • 可视化生命周期是Activity在界面上从可见到不可见的过程，开始于onStart()，结束于onStop()。onStart()一般用来初始化或启动与更新界面相关的资源。onStop()一般用来暂停或停止一切与更新用户界面相关的线程、计时器和服务，因为在调用onStop()后，Activity对用户不再可见，更新用户界面也就没有任何实际意义。onRestart()函数在onStart()前被调用，用来在Activity从不可见变为可见的过程中，进行一些特定的处理过程。因为Activity不断从可见变为不可见，再从不可见变为可见，所以onStart()和onStop()会被多次调用。另外，onStart()和onStop()也经常被用来注册和注销BroadcastReceive，例如使用者可以在onStart()注册一个BroadcastReceive，用来监视某些重要的广播信息，并使用这些消息更新用户界面中的相关内容，并可以在onStop()中注销BroadcastReceive。

19. 2.2 Activity生命周期 • 活动生命周期是Activity在屏幕的最上层，并能够与用户交互的阶段，开始于onResume()，结束于onPause()。例如，在手机进入休眠状态时，处于活动生命周期的Activity会调用onPause()，当手机从休眠状态被唤醒后，则会调用onResume()。因为在Activity的状态变换过程中onResume()和onPause()经常被调用，因此这两个函数中应使用更为简单、高效的代码。 • 函数调用顺序为：onCreate() → onStart()→ onResume() → onPause()→ onStop()→ onDestroy()。在Activity启动时，系统首先调用调用onCreate()函数分配资源，然后调用onStart()将Activity显示在屏幕上，之后调用onResume()获取屏幕焦点，使Activity能接受用户的输入，这时用户能够正常使用这个Android程序了。用户单击“回退键”或Activity调用finish()函数时，会导致Activity关闭，系统会相继调用onPause()、onStop()和onDestroy()，释放资源并销毁进程。因为Activity关闭后，除非用户重新启动应用程序，否则这个Activity不会出现在屏幕上，因此系统直接调用onDestroy()销毁了进程，且没有调用onSaveInstanceState()函数来保存Activity状态。

20. 2.2 Activity生命周期 • 从可视化生命周期的函数调用顺序为：onSaveInstanceState ()→ onPause()→ onStop() → onRestart()→ onStart()→ onResume()。Activity启动后，当内置的拨号程序被启动时，原有的Activity被完全覆盖，系统首先调用onSaveInstanceState()函数保存Activity状态，因为界面上不可见的Activity可能被系统终止；系统然后调用onPause()和onStop()，停止对不可见Activity的更新。在用户关闭拨号程序后，系统调用onRestart()恢复需要界面上需要更新的信息，然后调用onStart()和onResume()重新显示Activity，并接受用户交互。系统调用了onSaveInstanceState ()保存Activity的状态，因为进程没有被终止，所以没有调用onRestoreInstanceState()恢复保存的Activity状态。

21. 2.2 Activity生命周期 • 为了分析活动生命周期中的函数调用顺序，首先启动ActivityLifeCycle，然后通过“挂断键”使模拟器进入休眠状态，然后再通过“挂断键”唤醒模拟器。 • 活动生命周期中的函数调用顺序如下：onSaveInstanceState() → onPause() → onResume()。Activity进入休眠状态前，系统首先调用onSaveInstanceState ()保存Activity的状态，然后调用onPause()停止与用户交互；在系统被唤醒后，系统调用onResume()恢复与用户的交互。

22. 2.3 Android程序调试 • LogCat是用来获取系统日志信息的工具，并可以显示在Eclipse集成开发环境中。LogCat能够捕获的信息包括Dalvik虚拟机产生的信息、进程信息、ActivityManager信息、PackagerManager信息、Homeloader 信息、WindowsManager信息、Android运行时信息和应用程序信息等等。在Eclipse的默认开发模式下没有LogCat的显示页，用户可以使用Window → Show View → Other打开Show View的选择菜单，然后在Andoird → LogCat中选择LogCat。这样，LogCat便会在Eclipse的下方区域显示出来。

23. 2.3 Android程序调试 • LogCat的右上方的5个字母[V]、[D]、[I]、[W]、[E]，表示五种不同的日志信息，分别是详细（Verbose）信息、调试（Debug）信息、通告（Info）信息、警告（Warn）信息、错误（Error）信息。不同类型日志信息的级别是不相同的，级别最高的是错误信息，其次是警告信息，然后是通知信息和调试信息，最后是详细信息。 在LogCat中，用户可以通过五个字母图标选择显示的信息类型，级别高于所选类型的信息也会在LogCat中显示，但级别低于所选类型的信息则不会被显示。 • 即使用户指定了所显日志信息的级别，仍然会产生很多日志信息，很容易让用户不知所措。LogCat还提供了“过滤”功能，在右上角的“+”号和“-”号，分别是添加和删除过滤器。用户可以根据日志信息的标签（Tag）、产生日志的进程编号（Pid）或信息等级（Level），对显示的日志内容进行过滤。

24. 2.3 Android程序调试 • 在Android程序调试过程中，首先需要引入android.util.Log包，然后使用Log.v()、 Log.d()、 Log.i() 、Log.w() 和 Log.e()五个函数在程序中设置“日志点”。每当程序运行到“日志点”时，应用程序的日志信息便被发送到LogCat中，使用者可以根据“日志点”信息是否与预期的内容一致，判断程序是否存在错误。之所以使用5个不同的函数产生日志，主要是为了区分日志信息的类型，其中，Log.v()用来记录详细信息，Log.d()用来记录调试信息，Log.i()用来记录通告信息， Log.w()用来记录警告信息，Log.e()用来记录通错误信息。

25. 2.3 Android程序调试 • 如果能够使用LogCat的过滤器，则可以使显示的结果更加清晰。下面使用在LogCat右上角的“+”号，添加一个名为LogcatFilter的过滤器，并设置过滤条件为“标签=LOGCAT”。 • 过滤器设置好后，LogcatFilter过滤后的日志信息如图2-11所示。在这之后，无论什么类型的日志信息，属于哪一个进程，只要标签为LOGCAT，都将显示在LogcatFilter区域内。

26. 谢谢！