4.1 Android開發基礎

4.1.1 Android四大組件

Android應用程序包括以下4個核心組件。

①Activity：面向用戶的應用組件或者用戶操作的可視化界面，基于Activity基類，底層由ActivityManager統一管理，也負責處理應用內或應用間發送的Intent消息。

②Broadcast Receiver：接受并過濾廣播消息的組件，應用想顯示的接收廣播消息，需在Manifest清單文件中注冊一個receiver，用Intent filter過濾特定類型的廣播消息，見圖4-1-1。應用內也可以通過registerReceiver在運行時動態注冊。

③Service：通常用于處理后臺耗時邏輯。用戶不直接與Service對應的應用進程交互。與其他Android應用組件一樣，Service也可以通過IPC機制接收和發送Intent。

使用Service必須在Manifest清單文件中注冊，見圖4-1-2。Service可以通過Intent進行啟動、停止和綁定。

④Content Provider：應用程序間數據共享的組件。如ContactsProvider（聯系人提供者）對聯系人信息統一管理，可以被其他應用（申請權限之后）訪問，應用還可以創建自己的Content Provider，并且把自身數據暴露給其他應用。

4.1.2 APK文件結構

APK（Android application Package，Android應用程序包）文件通常包含以下文件和目錄。

1．meta-inf目錄

meta-inf目錄包括如下文件。

? manifest.mf：清單文件。

? cert.rsa：應用簽名文件。

? cert.sf：資源列表及對應的SHA-1簽名。

2．lib目錄

lib目錄包括平臺相關的庫文件，可能包括以下文件。

? armeabi：所有ARM處理器相關文件。

? armeabi-v7a：ARMv7及以上處理器相關文件。

? arm64-v8a：所有ARMv8處理器下的arm64相關文件。

? x86：所有x86處理器相關文件。

? x86_64：所有x86_64處理器相關文件。

? mips：MIPS處理器相關文件。

3．res

res文件是沒有編譯至resources.arsc中的其他資源文件。

4．assets

assets文件是指能通過AssetManager訪問到的資源文件。

5．AndroidManifest.xml

AndroidManifest.xml是Android組件清單文件，包含應用名字、版本、權限等信息，以二進制XML文件格式存儲在APK文件中，能通過apktool、AXMLPrinter2等工具轉換成XML明文格式文件。

6．classes.dex

classes.dex是Android運行時可執行文件。

7．resources.arsc

resources.arsc包含編譯好的部分資源文件。

4.1.3 DEX文件格式

DEX是Dalvik VM executes的簡稱，即Android Dalvik可執行程序。DEX文件中包含該可執行程序的所有Java層代碼。DEX經過壓縮和優化，不僅能減小程序大小，還能加快類及方法的查找效率。DEX文件結構見圖4-1-3。

DEX文件的header部分包含了文件大小、校驗值、各數據類型表的偏移和大小等數據。類型表有以下類型。

? string表：每個表項都指向一個string數據偏移。string數據由兩部分組成，起始位置為uleb128算法編碼的變長string長度，后面緊跟string的具體數據，由'\0'結尾。

? type表：存儲各type在string表中的索引。

? proto表：每項包含3個元素，分別為函數原型簡寫、返回類型索引、參數偏移，參數偏移處第一個元素類型為uint，表示參數個數。

? field表：每個表項用3個元素描述了一個變量，分別為該變量所屬的類、該變量所屬的類型、該變量的名字。

? method表：每個表項用3個元素來描述一個函數，分別為該函數所屬的類、該函數的函數原型、該函數的名字。

? class表：每個表項用8個元素來描述一個類，分別為類名、類屬性access flag、父類偏移、接口偏移、源文件索引、類注釋、類數據偏移、靜態變量偏移。

? maps表：保存上述各表的大小和起始偏移，系統能夠通過該表快速定位到各表。

4.1.4 Android APl

截止2019年5月，Android最新API級別為28，對應版本為Pie，每個大版本API都有較大的變化。在AndroidManifest.xml清單文件中，我們可以看到該應用最低支持的API版本及編譯使用的API版本。Android官方API列表見圖4-1-4。

4.1.5 Android示例代碼

Android編程語言為Java，但是從2017年5月的Google I/O大會開始，Android官方語言改為了Kotlin（基于JVM的編程語言），彌補了Java缺失的現代語言特性，簡化了代碼，使得開發者可以編寫盡量少的代碼。本章仍以原始Java代碼為例，展示Android應用的基本代碼。

Android應用的入口是onCreate函數：

AndoridManifest.xml文件包括該應用的入口、權限、可接受的參數。