知识点名称：Android简介，系统架构
编号： K1-1
前驱知识点编号：无
作者：
讲义内容：
一、Android简介
Android 提供了一个内容丰富的应用框架，支持在 Java 语言环境中为移动设备开发创新应用和游戏。
1.1 Android平台架构
Android 是一种基于 Linux 的开放源代码软件栈，为广泛的设备和机型而创建。下图所示为 Android 平台的主要组件。
Linux 内核
Android 平台的基础是 Linux 内核。例如，Android Runtime (ART) 依靠 Linux 内核来执行底层功能，例如线程和低层内存管理。
使用 Linux 内核可让 Android 利用主要安全功能，并且允许设备制造商为著名的内核开发硬件
硬件抽象层 (HAL)
硬件抽象层 (HAL) 提供标准界面，向更高级别的 Java API 框架显示设备硬件功能。HAL 包含多个库模块，其中每个模块都为特定类型的硬件组件实现一个界面，例如相机或蓝牙模块。当框架 API 要求访问设备硬件时，Android 系统将为该硬件组件加载库模块。
Android Runtime
对于运行 Android 5.0（API 级别 21）或更高版本的设备，每个应用都在其自己的进程中运行，并且有其自己的 Android Runtime (ART) 实例。ART 编写为通过执行 DEX 文件在低内存设备上运行多个虚拟机，DEX 文件是一种专为 Android 设计的字节码格式，经过优化，使用的内存很少。编译工具链（例如 Jack）将 Java 源代码编译为 DEX 字节码，使其可在 Android 平台上运行。
ART 的部分主要功能包括：
- 预先 (AOT) 和即时 (JIT) 编译
- 优化的垃圾回收 (GC)
- 更好的调试支持，包括专用采样分析器、详细的诊断异常和崩溃报告，并且能够设置监视点以监控特定字段
在 Android 版本 5.0（API 级别 21）之前，Dalvik 是 Android Runtime。如果你的应用在 ART 上运行效果很好，那么它应该也可在 Dalvik 上运行，但反过来不一定。
Android 还包含一套核心运行时库，可提供 Java API 框架使用的 Java 编程语言大部分功能，包括一些 Java 8 语言功能。
原生 C/C++ 库
许多核心 Android 系统组件和服务（例如 ART 和 HAL）构建自原生代码，需要以 C 和 C++ 编写的原生库。Android 平台提供 Java 框架 API 以向应用显示其中部分原生库的功能。例如，可以通过 Android 框架的 Java OpenGL API 访问 OpenGL ES，以支持在应用中绘制和操作 2D 和 3D 图形。
如果开发的是需要 C 或 C++ 代码的应用，可以使用 Android NDK 直接从原生代码访问某些原生平台库。
Java API 框架
可通过以 Java 语言编写的 API 使用 Android OS 的整个功能集。这些 API 形成创建 Android 应用所需的构建块，它们可简化核心模块化系统组件和服务的重复使用，包括以下组件和服务：
- 丰富、可扩展的视图系统，可用以构建应用的 UI，包括列表、网格、文本框、按钮甚至可嵌入的网络浏览器
- 资源管理器，用于访问非代码资源，例如本地化的字符串、图形和布局文件
- 通知管理器，可让所有应用在状态栏中显示自定义提醒
- Activity 管理器，用于管理应用的生命周期，提供常见的导航返回栈
- 内容提供程序，可让应用访问其他应用（例如“联系人”应用）中的数据或者共享其自己的数据
开发者可以完全访问 Android 系统应用使用的框架 API。
系统应用
Android 随附一套用于电子邮件、短信、日历、互联网浏览和联系人等的核心应用。平台随附的应用与用户可以选择安装的应用一样，没有特殊状态。因此第三方应用可成为用户的默认网络浏览器、短信 Messenger 甚至默认键盘（有一些例外，例如系统的“设置”应用）。
系统应用可用作用户的应用，以及提供开发者可从其自己的应用访问的主要功能。例如，如果应用要发短信，无需自己构建该功能，可以改为调用已安装的短信应用向指定的接收者发送消息。
二、Java开发环境的搭建
2.1 JDK（Java Development Kit）的下载与安装
JDK（Java Development Kit）顾名思义是java开发工具包，是程序员使用java语言编写java程序所需的开发工具包，是提供给程序员使用的。JDK包含了JRE，同时还包含了编译java源码的编译器javac，还包含了很多java程序调试和分析的工具：jconsole，jvisualvm等工具软件，还包含了java程序编写所需的文档和demo例子程序。
如果你需要运行java程序，只需安装JRE就可以了。如果你需要编写java程序，需要安装JDK。 大家可以在oracle官网上下载JDK安装包。
网址：(http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/jdk8-downloads-2133151.html\ 该网址打开后即为JDK的下载界面，根据自己的系统选择相应的版本，以32位windows7举例（如图2.1.1）：
1、点击“Accept License Agreement”选项，以接受下载许可；
2、点击相应版本下载（本机为windows 32位系统）。
图 2.1.1
3、下载后，双击运行。在等待安装包采集完信息后出现以下界面（如图2.1.2），点击下一步按钮继续。
图 2.1.2
4、在安装路径界面（如图2.1.3），你可以根据你的需要选择路径（一般默认就好），如果非默认路径，你一定要记住，以便以后配置环境变量时候用到。点击“下一步”继续。
图 2.1.3
5、等待几分钟后，JDK已经安装完毕，点击“关闭”按钮来结束安装。
图 2.1.4
6、为了验证JDK是否安装成功，我们可以打开DOS窗口，输入“java -version”。若出现以下界面（如图2.1.5），即为安装成功。
图 2.1.5
2.2 配置环境变量
JDK安装完毕后我们需要配置环境变量。
1、右键点击【计算机】，选择【属性】，出现属性界面，点击【高级系统设置】（如图 2.2.1）。
图 2.2.1
2、弹出“高级系统设置”界面后，点击【环境变量】。（如图 2.2.2）
图2.2.2
3、出现环境变量界面后我们需要配置系统变量中的三个变量，它们是“JAVA_HOME环境变量”、“PATH环境变量”、“CLASSPATH环境变量”。
（一）JAVA_HOME环境变量
首先，配置 “JAVA_HOME”。从这个变量的名字就知道，它是java的 “家”。那么，java的 “家”在哪里呢？其实，它就是一个路径，这个路径就是我们刚刚安装的JDK的安装路径。因为JDK里面包含了所有java编译、运行的程序包。所以，我们把这个路径下的文件夹称为java的家。Android Studio/Eclipse/NetBeans/Tomcat等软件就是通过搜索JAVA_HOME变量来找到并使用安装好的JDK。这么一来，JAVA_HOME变量是不是有点门牌号的意思呢？
既然是JDK的安装目录，我们就找到JDK的安装目录。右击地址栏上的地址，选择【复制地址】。如图（2.2.3）
图 2.2.3
复制地址后，我们返回到环境变量配置界面，系统变量下面的【新建】。弹出新建窗口，变量名填入“JAVA_HOME”，变量值填入你刚刚复制的JDK的地址。
(如图2.2.4)
图 2.2.4
（二）PATH环境变量
接下来，我们来配置“PATH环境变量”。PATH环境变量作用是指定命令搜索路径，在shell下面执行命令时，它会到PATH变量所指定的路径中查找看是否能找到相应的命令程序。我们需要把 jdk安装目录下的bin目录增加到现有的PATH变量中，bin目录中包含经常要用到的可执行文件如javac/java/javadoc等待，设置好 PATH变量后，就可以在任何目录下执行javac/java等工具了。
在“系统变量”选项区域中查看PATH变量，如果不存在，则新建变量 PATH，否则选中该变量，单击“编辑”按钮，在“变量值”文本框的起始位置添加“%JAVA_HOME%\bin;%JAVA_HOME%\jre\bin;”或者是直接“%JAVA_HOME%\bin;”(不要落下分号，分号是用来与其他变量值隔开来的)单击确定按钮。（如图 2.2.5）
图 2.2.5
图 2.2.5
（三）CLASSPATH环境变量
CLASSPATH环境变量作用是指定类搜索路径，如果我们要使用已经编写好的类，首先我们需要找到它们，JVM就是通过CLASSPTH来寻找类的。我们 需要把jdk安装目录下的lib子目录中的dt.jar和tools.jar设置到CLASSPATH中。当然，当前目录“.”也必须加入到该变量中。
在“系统变量”选项区域中查看CLASSPATH 变量，如果不存在，则新建变量CLASSPATH，否则选中该变量，单击“编辑”按钮，在“变量值”文本框的起始位置添加“.;%JAVA_HOME%\lib\dt.jar;%JAVA_HOME%\lib\tools.jar;”。（不要落下前面的“ . ”，）（如图2.2.6）
图 2.2.6
(四) 验证环境变量是否配置成功
打开DOS窗口，输入“javac/java”等java代码编辑程序。若出现其用法，说明已经配置成功。如图（2.2.7）
图 2.2.7
至此，Java开发环境搭建完毕。