第1篇 基礎知識篇

第1章 Android技術概述

Android是一種移動智能設備（手機、平板電腦等）操作系統，是建立在Linux開源系統基礎之上的，能夠為企業和開發人員迅速建立移動智能設備軟件的解決方案。雖然Android外形比較簡單，但是其功能十分強大，已經成為當前軟件開發的一股新興力量。從2011年開始到現在，Android一直占據全球智能手機操作系統市場占有率第一的寶座。本章將簡單介紹Android的發展歷程和背景，并介紹搭建Android應用開發環境的基本知識，為讀者步入本書后面知識的學習打下基礎。

1.1 智能手機系統介紹

在Android系統誕生之前，智能手機這個新鮮事物大大豐富了人們的生活，得到了廣大手機用戶的青睞。各大手機廠商在利益的驅動之下，紛紛建立了各種智能手機操作系統用以占領市場。Android系統就是在這個風起云涌的歷史背景下誕生的。

1.1.1 何謂智能手機

智能手機是指具有像個人計算機（俗稱個人電腦）那樣強大的功能，擁有獨立的操作系統，用戶可以自行安裝應用軟件、游戲等第三方服務商提供的程序，并且可以通過移動通信網絡接入到無線網絡中。在Android系統誕生之前已經有很多優秀的智能手機產品，例如家喻戶曉的Symbian系列和微軟的Windows Mobile系列等。

一般來說，智能手機必須具備如下所示的功能：

（1）操作系統必須支持新應用的安裝；

（2）芯片擁有高速度處理的能力；

（3）可以播放各種音頻和視頻文件；

（4）具有大存儲芯片和存儲擴展能力；

（5）支持GPS導航。

根據上述標準，手機聯盟公布了智能手機的主要特點，具體說明如下所示：

（1）具備普通手機的所有功能，例如撥打、接聽電話和收發短信等；

（2）是一個開放性的操作系統，在系統上可以安裝第三方應用程序，從而實現功能的無限擴充；

（3）具備上網功能，如可以瀏覽網頁；

（4）具備PDA的功能，例如能夠實現個人信息管理、日程記事、任務安排、多媒體應用、瀏覽網頁等功能；

（5）擴展性能強，可以根據個人需要擴展機器的功能。

1.1.2 Android 5.0的突出變化

2014年10月15日，谷歌發布Android 5.0版本，并在26日提供給開發者下載開發包，如圖1-1所示。

和以往版本相比，Android 5.0版本的最突出特性如下所示。

（1）“Material”主題

Android工程負責人Dave Burke表示，開發者在開發新應用時可選擇一個被稱為“Material”的主題，該主題支持新的動畫效果、實時3D陰影顯示以及其他多項新功能；在Demo中，他使用了撥號界面做介紹，所有的操作都十分流暢；隨后Dave Burke介紹了新的強化的通知中心，通過下滑操作，可以看到所有的通知；然后，其開始利用游戲介紹新的消息系統Heads Up，玩游戲時，如果有電話撥打進來，屏幕頂端會出現一個通知框，如果向左右滑動手指，則可以忽略來電，這樣的設計能盡量保證不打斷用戶的當前操作。

（2）新Android Wear發布

Android工程部總監David Singleton介紹了穿戴設備相關開發。Singleton通過LG G Watch智能手表展示Android Wear系統，智能手表通過振動提醒穿戴者有消息、來電。用戶可上下滑動屏幕來翻頁通知內容。

完整的Android Wear SDK將會發布，其API與標準版Android API基本一致，開發人員移植應用不存在難度。Android Wear SDK會自動同步通知到Android，開發者可以開發語音回復和頁面回復的應用程序。

（3）Android TV發布

Android TV是一套可用于電視機頂盒的系統，有相應的SDK。Android TV需要一個D Pad來進行語音控制，其支持HDMI和接收器等視頻信號輸入。系統本身是覆蓋在視頻之上的，如搜索菜單、控制菜單等。Android TV的核心優勢是搜索（基于Google Now）。用戶可以用Android Wear智能手表設備來控制Android TV。Android TV支持谷歌Cast技術，也就是說用戶可以通過這個系統把電視當作Chromecast電視棒使用。谷歌Play也專門開辟了Android TV應用類別。

（4）Android Auto系統發布

谷歌發布Android Auto系統，面向未來汽車市場。Android Auto的核心將是導航、通信和音樂。當Android智能手機與Android Auto系統連接時，手機屏幕能投射到車載屏幕上。Android Auto可以進行環境感知和語音控制，它的主界面與谷歌Now并無二致。雖然Android Auto可以被看作是基于Android系統的車載GPS，但考慮到谷歌Now自然語言搜索的強大性能，“人車對話”則達到了一個新的高度。

（5）全新設計的通知系統

Android 5.0帶來了全新的通知系統。除了界面有較大改變之外，谷歌還調整了通知中心的信息展示規則——最重要的信息將被顯示出來，而次要信息則是會被隱藏。當然，如果需要查看全部信息，則繼續向下滑動即可——有些類似展示一疊撲克牌的手法，也就是用戶首先看到的是表面上的一張牌，然后滑動，這樣一來隱藏在下方的撲克牌就會展示出來。

1.2 搭建Android應用開發環境

“工欲善其事，必先利其器”出自《論語》，意思是要想高效地完成一件事，需要有一個合適的工具。對于安卓開發人員來說，開發工具同樣至關重要。作為一項新興技術，在進行開發前首先要搭建一個對應的開發環境。而在搭建開發環境前，需要了解安裝開發工具所需要的硬件和軟件配置環境。

1.2.1 安裝Android SDK的系統要求

在搭建開發環境之前，一定要先確定基于Android應用軟件開發所需要的環境，具體如表1-1所示。

Android工具是由多個開發包組成的，具體說明如下所示。

· JDK：可以到網站http://java.sun.com/javase/downloads/index.jsp上下載。

· Eclipse（Europa）：可以到網站http://www.eclipse.org/downloads/上下載Eclipse IDE for Java Developers。

· Android SDK：可以到網站http://developer.android.com上下載。

1.2.2 安裝JDK

JDK（Java Development Kit）是整個Java的核心，包括了Java運行環境、Java工具和Java基礎的類庫。JDK是學好Java的第一步，是開發和運行Java環境的基礎，當用戶要對Java程序進行編譯時，必須先獲得對應操作系統的JDK，否則將無法編譯Java程序。在安裝JDK之前需要先獲得JDK，獲得JDK的操作流程如下所示。

（1）登錄Oracle官方網站，網址為http://developers.sun.com/downloads/，如圖1-2所示。

（2）在圖1-2中可以看到有很多版本，如選擇Java 7版本，下載頁面如圖1-3所示。

（3）在圖1-3中單擊JDK下方的【Download】按鈕，在彈出的新界面中選擇將要下載的JDK，作者在此選擇的是Windows X86版本，如圖1-4所示。

（4）下載完成后雙擊下載的“.exe”文件開始進行安裝，將彈出“安裝向導”對話框，在此單擊【下一步】按鈕，如圖1-5所示。

（5）彈出“自定義安裝”對話框，在此選擇文件的安裝路徑，如圖1-6所示。

（6）在此設置安裝路徑是“C:\Program Files\Java\jdk1.7.0_01\”，然后單擊【下一步】按鈕開始在安裝路徑下解壓縮下載的文件，如圖1-7所示。

（7）完成后彈出“目標文件夾”對話框，在此選擇要安裝的位置，如圖1-8所示。

（8）單擊【下一步】按鈕后開始正式安裝，如圖1-9所示。

（9）完成后彈出“完成”對話框，單擊【完成】按鈕后完成整個安裝過程，如圖1-10所示。

完成安裝后可以檢測是否安裝成功，檢測方法是依次單擊【開始】|【運行】，在運行框中輸入“cmd”并按下回車鍵，在打開的CMD窗口中輸入“java -version”，如果顯示圖1-11所示的提示信息，則說明安裝成功。

如果檢測沒有安裝成功，需要將其目錄的絕對路徑添加到系統的PATH中。具體做法如下所示。

（1）右鍵依次單擊【我的電腦】|【屬性】|【高級】，單擊下面的【環境變量】按鈕，在下面的“系統變量”處選擇【新建】按鈕，在變量名處輸入“JAVA_HOME”，變量值中輸入剛才的目錄，如設置為“C:\Program Files\Java\jdk1.7.0_01”，如圖1-13所示。

（2）再次新建一個變量名為classpath，其變量值如下所示。

   .; %JAVA_HOME%/lib/rt.jar; %JAVA_HOME%/lib/tools.jar

單擊【確定】按鈕找到PATH的變量，雙擊或單擊【編輯】按鈕，在變量值最前面添加如下值。

   %JAVA_HOME%/bin;

具體如圖1-14所示。

（3）再依次單擊【開始】|【運行】，在運行框中輸入“cmd”并按下回車鍵，在打開的CMD窗口中輸入“java -version”，如果顯示圖1-15所示的提示信息，則說明安裝成功。

1.2.3 獲取并安裝Eclipse和Android SDK

在安裝好JDK后，接下來需要安裝Eclipse和Android SDK。Eclipse是進行Android應用開發的一個集成工具，而Android SDK是開發Android應用程序必須具備的框架。在Android官方公布的最新版本中，已經將Eclipse和Android SDK這兩個工具進行了集成，一次下載即可同時獲得這兩個工具。獲取并安裝Eclipse和Android SDK的具體步驟如下所示。

（1）登錄Android的官方網站http://developer.android.com/index.html，如圖1-16所示。

（2）單擊圖1-16左上方“Developers”右邊的符號，在彈出的界面中單擊“Tools”鏈接，如圖1-17所示。

（3）在彈出的新頁面中單擊【Download the SDK】按鈕，如圖1-18所示。

（4）在彈出的“Get the Android SDK”界面中勾選“I have read and agree with the above terms and conditions”前面的復選框，然后在下面的單選按鈕中選擇系統的位數，如作者的機器是32位的，所以選擇“32-bit”前面的單選按鈕，如圖1-19所示。

（5）單擊圖1-19中的按鈕后開始下載，下載的目標文件是一個壓縮包，如圖1-20所示。

（6）將下載得到的壓縮包進行解壓，解壓后的目錄結構如圖1-21所示。

由此可見，Android官方已經將Eclipse和Android SDK實現了集成。雙擊“eclipse”目錄中的“eclipse.exe”可以打開Eclipse，界面效果如圖1-22所示。

（7）打開Android SDK的方法有兩種，第一種是雙擊下載目錄中的“SDK Manager.exe”文件，第二種在是Eclipse工具欄中單擊圖標。打開后的效果如圖1-23所示，此時會發現當前Android SDK的最新版本是Android 5.0（API 21）。

1.2.4 安裝ADT

Android為Eclipse定制了一個專用插件Android Development Tools（ADT），此插件為用戶提供了一個強大的開發Android應用程序的綜合環境。ADT擴展了Eclipse的功能，可以讓用戶快速地建立Android項目，創建應用程序界面。要安裝Android Development Tools plug-in，需要先打開Eclipse IDE，然后進行以下操作。

（1）打開Eclipse后，依次單擊菜單欄中的【Help】|【Install New Software...】選項，如圖1-24所示。

（2）在彈出的對話框中單擊【Add】按鈕，如圖1-25所示。

（3）在彈出的“Add Site”對話框中分別輸入名字和地址，名字可以自己命名，如“123”，但是，在Location中必須輸入插件的網絡地址http://dl-ssl.google.com/Android/eclipse/，如圖1-26所示。

（4）單擊【OK】按鈕，此時在“Install”界面將會顯示系統中可用的插件，如圖1-27所示。

（5）勾選“Android DDMS”和“Android Development Tools”，然后單擊【Next】按鈕來到安裝詳情界面，如圖1-28所示。

（6）單擊【Finish】按鈕，開始進行安裝，安裝進度對話框如圖1-29所示。

1.2.5 設定Android SDK Home

當完成上述插件安裝工作后，此時還不能使用Eclipse創建Android項目，還需要在Eclipse中設置Android SDK的主目錄。

（1）打開Eclipse，在菜單中依次單擊【Windows】|【Preferences】項，如圖1-30所示。

（2）在彈出的界面左側可以看到“Android”項，選中Android后，在右側設定Android SDK所在目錄為SDK Location，單擊【OK】按鈕完成設置，如圖1-31所示。

1.2.6 驗證開發環境

經過前面的步驟，一個基本的Android開發環境算是搭建完成了。都說實踐是檢驗真理的唯一標準，下面通過新創建一個項目來驗證當前的環境是否可以正常工作。

（1）打開Eclipse，在菜單中依次選擇【File】|【New】|【Project】項，在彈出的對話框中可以看到Android類型的選項，如圖1-32所示。

（2）在圖1-32中選擇“Android”，單擊【Next】按鈕后打開“New Android Project”對話框，在對應的文本框中輸入必要的信息，如圖1-33所示。

（3）單擊【Finish】按鈕后Eclipse會自動完成項目的創建工作，最后會看到如圖1-34所示的項目結構。

1.2.7 創建Android虛擬設備（AVD）

我們都知道程序開發需要調試，只有經過調試之后才能知道程序是否正確運行。作為一款手機操作系統，我們怎樣能在電腦平臺上調試Android程序呢？谷歌為我們提供了模擬器來解決這個問題。所謂模擬器，是指在電腦上模擬Android系統，可以用這個模擬器來調試并運行開發的Android程序。開發人員不需要一部真實的Android手機，只通過電腦可模擬運行一部手機，即可開發出在手機上面應用的程序。

AVD的中文名稱為Android虛擬設備（Android Virtual Device），每個AVD模擬了一套虛擬設備來運行Android平臺，這個平臺至少要有自己的內核、系統圖像和數據分區，還可以有自己的SD卡和用戶數據以及外觀顯示等。創建AVD的基本步驟如下所示。

（1）單擊Eclipse菜單中的圖標，如圖1-35所示。

（2）在彈出的“Android Virtual Device（AVD）Manager”界面的左側導航中選擇“Android Virtual Devices”選項，如圖1-36所示。

在“Android Virtual Devices”列表中列出了當前已經安裝的AVD版本，我們可以通過右側的按鈕來創建、刪除或修改AVD。主要按鈕的具體說明如下所示。

· ：創建新的AVD，單擊此按鈕在彈出的界面中可以創建一個新AVD，如圖1-37所示。

·：修改已經存在的AVD。

·：刪除已經存在的AVD。

·：啟動一個AVD模擬器。

· AVD Name：在此設置將要創建AVD的名字，可以用英文字符命名。

· Target Name：在此設置將要創建AVD的API版本，例如Android 2.3、Android 2.3、Android 4.0、Android 5.0等。

· Device：在此設置將要創建AVD的屏幕分辨率大小。

· CPU/ABI：用于設置當前機器的CPU。在開發低Android SDK版本應用程序時，使用的Android模擬器模擬的是ARM的體系結構（ARM-EABI），這個模擬器并不是運行在X86上，而是模擬的ARM，所以在調試程序時經常感覺到非常慢。針對這個問題，Intel推出了支持X86的Android模擬器，這將大大提高啟動速度和程序的運行速度，這將允許Android模擬器能夠以原始速度（真機運行速度）運行在使用Intel X86處理器的電腦中。所以，對于使用Intel X86電腦開發Android應用程序的開發者來說，建議在“CPU/ABI”中選擇有“Intel”標識符的選項。

1.2.8 啟動AVD模擬器

對于Android程序的開發者來說，模擬器的推出給開發者在開發和測試上帶來了很大的便利。無論在Windows下還是Linux下，Android模擬器都可以順利運行。并且官方提供了Eclipse插件，可以將模擬器集成到Eclipse的IDE環境。Android SDK中包含的模擬器的功能非常齊全，電話本、通話等功能都可正常使用（當然你沒辦法真地從這里打電話）。甚至其內置的瀏覽器和Maps都可以聯網。用戶可以使用鍵盤輸入，鼠標單擊模擬器按鍵輸入，甚至還可以使用鼠標單擊、拖動屏幕進行操縱。模擬器在電腦上模擬運行的效果如圖1-39所示。

在調試的時候我們需要啟動AVD模擬器，啟動AVD模擬器的基本流程如下所示。

（1）選擇圖1-36列表中名為“first”的AVD，單擊按鈕后彈出“Launch Options”界面，如圖1-40所示。

（2）單擊【Launch】按鈕后將會運行名為“first”的模擬器，運行界面效果如圖1-41所示。

技巧——快速安裝SDK的方法

通過Android SDK Manager在線安裝的速度非常慢，而且有時容易掉線。其實我們可以先從網絡中尋找到SDK資源，用迅雷等下載工具下載后，將其放到指定目錄完成安裝。具體方法是先下載android-sdk-windows，然后在android-sdk-windows下雙擊setup.exe，在更新的過程中會發現安裝Android SDK的速度是1Kbit/s，此時打開迅雷，分別輸入下面的地址：

   https://dl-ssl.google.com/android/repository/platform-tools_r05-windows.zip
   https://dl-ssl.google.com/android/repository/docs-3.1_r01-linux.zip
   https://dl-ssl.google.com/android/repository/android-2.2_r02-windows.zip
   https://dl-ssl.google.com/android/repository/android-2.3.3_r01-linux.zip
   https://dl-ssl.google.com/android/repository/android-2.1_r02-windows.zip
   https://dl-ssl.google.com/android/repository/samples-2.3.3_r01-linux.zip
   https://dl-ssl.google.com/android/repository/samples-2.2_r01-linux.zip
   https://dl-ssl.google.com/android/repository/samples-2.1_r01-linux.zip
   https://dl-ssl.google.com/android/repository/compatibility_r02.zip
   https://dl-ssl.google.com/android/repository/tools_r11-windows.zip
   https://dl-ssl.google.com/android/repository/google_apis-10_r02.zip
   https://dl-ssl.google.com/android/repository/android-2.3.1_r02-linux.zip
   https://dl-ssl.google.com/android/repository/usb_driver_r04-windows.zip
   https://dl-ssl.google.com/android/repository/googleadmobadssdkandroid-4.1.0.zip
   https://dl-ssl.google.com/android/repository/market_licensing-r01.zip
   https://dl-ssl.google.com/android/repository/market_billing_r01.zip
   https://dl-ssl.google.com/android/repository/google_apis-8_r02.zip
   https://dl-ssl.google.com/android/repository/google_apis-7_r01.zip
   https://dl-ssl.google.com/android/repository/google_apis-9_r02.zip
   ……
   可以繼續根據開發要求選擇不同版本的API

下載完后將它們復制到“android-sdk-windows/Temp”目錄下，然后再運行setup.exe，勾選需要的API選項，會發現立刻就安裝好了。記得把原始文件保留好，因為放在temp目錄下的文件裝好后立刻就沒有了。

1.2.9 解決搭建環境過程中的常見問題

搭建完成開發環境后，下面將總結在搭建Android SDK環境時出現過的問題，希望對廣大讀者有用。

1．不能在線更新

在安裝Android后，需要更新為最新的資源和配置，但是，在啟動Android后，經常會不能更新，彈出如圖1-42所示的錯誤提示。

Android默認的在線更新地址是 https://dl-ssl.google.com/android/eclipse/，但是經常會出現錯誤。如果此地址不能更新，可以自行設置更新地址，修改為 http://dl-ssl.google.com/android/repository/repository.xml。具體操作方法如下：

（1）單擊Android左側的“Available Packages”選項，然后單擊下面的【Add Site…】按鈕，如圖1-43所示。

（2）在彈出的“Add Site URL”對話框中輸入下面修改后的地址，如圖1-44所示。

   http://dl-ssl.google.com/android/repository/repository.xml

（3）單擊【OK】按鈕后完成設置工作，此時就可以使用更新功能了，如圖1-45所示。

2．顯示“Project name must be specified”提示

很多初學者在Eclipse中新創建Android工程時，經常會遇到顯示“Project name must be specified”提示的問題，如圖1-46所示。

造成上述問題的原因是Android沒有更新完成，需要進行完全更新，具體方法如下所示。

（1）打開Android，選擇左側的“Installed Packages”選項，如圖1-47所示。

（2）右側列表中選擇“Android SDK Tools, revision 4”，在彈出窗口中選擇“Accept”，最后單擊【Install Accepted】按鈕開始安裝更新，如圖1-48所示。

3．Target列表中沒有Target選項

通常來說，當Android開發環境搭建完畢后，在Eclipse工具欄中依次單擊【Window】|【Preference】，單擊左側的“Android”項后會在“Preference”中顯示存在的SDK Targets，如圖1-49所示。

但是往往因為各種原因，會不顯示SDK Targets列表，并且在圖1-49界面中也不顯示，并輸出“Failed to find an AVD compatible with target”錯誤提示。

造成上述問題的原因是沒有創建AVD成功，此時需要手工安裝來解決這個問題，當然前提是Android更新完畢，具體解決方法如下所示。

（1）在運行框中鍵入“cmd”，打開CMD窗口，如圖1-50所示。

（2）使用如下Android命令創建一個AVD。

    android create avd --name <your_avd_name> --target <targetID>

其中“your_avd_name”是需要創建的AVD的名字，CMD窗口界面如圖1-51所示。

圖1-51的窗口中創建了一個名為aa, targetID為3的AVD，然后在CMD界面中輸入“n”，即完成操作，如圖1-52所示。