Android学习之（一）：从零开始学Android

Android--个人认为是Google的神举之一。打从诞生之初，就以爆炸的形似蔓延全球。直至今日，仍是手机终端系统、移动设备的主导者。而且还不断的发展......

其人性化的操作方式，清晰的体系结构让无论是使用者还是开发者都觉得很容易入手。目前各类app不断被开发，功能不断丰富，有大举赶上甚至超越PC应用的趋势。还是来看看Android长什么样。（附上经典图）



Android操作系统总体框架如图所示，主要包括：

（1）应用程序层（Application）——各种APK和组件

（2）应用程序框架层（Application Framework）——Java编写，实现Android的系统框架和GUI，应用开发的平台，主要包括：

–Activity Manager：Activity是Android应用程序中最小执行单元。Activity Manager管理每个Activity的生命期及相关行为。

–Window Manager：Android的应用程序包含有很多Windows，Window Manager用于管理Windows。

–Content Provider：支持各应用之间共享数据

（3）Libraries与Android Runtim层——采用C/C++语言编写，主要为上层GUI和系统服务（Application Framework ）提供一些底层实现。Runtime是Android运行时环境。提供了核心链接库（Core
Libraries）和Dalvik VM虚拟系统。采用Java开发的应用编译成apk后交给Android操作系统来执行。开发者用Java编写app时，先是生成了源代码（.Java）,编译—>(.class)，再编译—>Dalvik VM执行的文件（.dex），包装—>Android可执行的文件（.apk）。

（4）Linux内核层——Linux内核提供系统核心服务，如进程、内存、电源管理，网络连接，驱动与安全等。也是硬件和其他软件程序代码之间的抽象层。

Java和C/C++能调用衔接很关键的一种技术就是JNI。

Android上层的Application和Application Framework都是使用Java编写，底层包括系统和使用众多的Libraries都是C/C++编写的。所以上层Java要调用底层的C/C++函数库必须通过Java的JNI来实现。

从Java1.1开始，Java Native Interface(JNI)标准成为java平台的一部分，它允许Java代码和其他语言写的代码进行交互。

使用JNI的核心是JNINaiveMethod结构体，这个结构是jni.h中定义如下：

Typedef struct {

Const char* name; // JNI函数的名称

Const char* signature; // 描述JNI函数的参数和返回值

Void* fnptr; //JNI函数对应的C语言的函数指针

} JNINATIVEMETHOD;

JNINaiveMethod第一个参数是字符串，JNI函数的名称，对应于JAVA中使用的方法名称；第二个参数也是字符串，表示参数和返回值的类型；第三个参数是JNI函数对应的C语言的函数指针。

Java通过java JNI调用本地方法，而本地方法是以共享库（*.so）文件的形式存放的，通过调用本地库文件的内部方法，使java可以实现和本地机器的紧密联系，调用系统级的各接口方法。在java语言中，用native关键字声明的方法就是java调用的本地方法，例如：public native void hello() ; //java调用本地方法hello

Jni对于应用本身来说，可以看做一个代理模式。对于开发者来说，需要使用c/c++来实现一个代理程序（jni程序）来实际操作目标原生函数，java程序中则是jvm通过加载并调用此jni程序来间接地调用目标原生函数。



Jni调用过程示意图

需要注意的是，利用C/C++等完成的底层代码的安全性较弱，无法防止开发者利用无效的指针来改写内存，这样会导致虚拟机安全性削弱。使用java与本地已编译的代码交互，通常会丧失平台可移植性。但是，有些情况下这样做是可以接受的，甚至是必须的。例如，使用一些旧的库，与硬件、操作系统进行交互，或者为了提高程序的性能。JNI标准至少保证本地代码能工作在任何Java 虚拟机下实现。