Android的系統(tǒng)及應(yīng)用的架構(gòu)

文/吳珊

1 Android的架構(gòu)分析

Android的架構(gòu)主要有兩部分構(gòu)成，即系統(tǒng)架構(gòu)與應(yīng)用架構(gòu)。Android系統(tǒng)架構(gòu)，是Android系統(tǒng)的底層框架，其中包含了Android系統(tǒng)的基本運(yùn)行原理，并且系統(tǒng)主要的開發(fā)工作也是在此基礎(chǔ)上完成的。Android應(yīng)用框架，一種是開發(fā)默認(rèn)支持MVC架構(gòu)，另外一種是目前比較流行的MVP架構(gòu)。

2 Android系統(tǒng)架構(gòu)

Android系統(tǒng)架構(gòu)包括四個(gè)部分，如圖1所示，由下而上依次是：LINUX內(nèi)核層、系統(tǒng)運(yùn)行庫(kù)、應(yīng)用程序框架層、應(yīng)用程序?qū)?。每個(gè)層次之間的關(guān)系是：下層為上層提供服務(wù)；上層的實(shí)現(xiàn)需要調(diào)用下層的功能。

2.1 Linux內(nèi)核層

該層是基礎(chǔ)層，提供技術(shù)上的支撐，主要包括系統(tǒng)常用的驅(qū)動(dòng)程序，例如顯示驅(qū)動(dòng)、音頻驅(qū)動(dòng)、電源管理等，能夠完成對(duì)基本功能的操作。該層連接硬件與軟件，可以降低軟件開發(fā)的復(fù)雜度，同時(shí)對(duì)硬件設(shè)備進(jìn)行抽象。

2.2 系統(tǒng)運(yùn)行庫(kù)

該層包括程序庫(kù)和Android運(yùn)行時(shí)環(huán)境，其中程序庫(kù)主要包括表面管理、多媒體框架，輕量級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)SQLite等，普遍使用的開發(fā)語(yǔ)言是C/C++，是應(yīng)用開發(fā)必不可少的底層程序組件；Android運(yùn)行時(shí)環(huán)境包括核心程序庫(kù)和Dalvik虛擬機(jī)，它的主要功能是為Android應(yīng)用的運(yùn)行提供環(huán)境支持。

2.3 應(yīng)用程序框架層

該層是一個(gè)應(yīng)用程序的核心，提供一些在開發(fā)過程中經(jīng)常使用的應(yīng)用程序接口，如活動(dòng)管理（Activity Manager）、通知管理（Notification Manager）、電話管理（Telephony Manager）、資源管理（Resource Manager）以及內(nèi)容提供器（Content Providers）等，在一個(gè)具體的Android應(yīng)用中通過對(duì)這些接口的使用來豐富應(yīng)用的功能，也可以通過繼承來實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的功能擴(kuò)展，并且優(yōu)化應(yīng)用的性能。

2.4 應(yīng)用程序?qū)?/h3>

該層包括眾多的核心應(yīng)用，例如聯(lián)系人應(yīng)用、電話應(yīng)用以及天氣應(yīng)用等，通常使用JAVA語(yǔ)言編寫的程序，并且開發(fā)人員可以通過應(yīng)用程序框架層的接口來開發(fā)新的應(yīng)用。

3 Android應(yīng)用架構(gòu)

在開發(fā)Android應(yīng)用時(shí)首先應(yīng)該設(shè)計(jì)應(yīng)用框架，它的目的是使程序保持模塊化，達(dá)到高內(nèi)聚、低耦合的，這樣有利于大型的Android應(yīng)用開發(fā)，各個(gè)模塊可以進(jìn)行分工合作，提高開發(fā)效率。Android應(yīng)用通常采用MVC框架和MVP架構(gòu)進(jìn)行開發(fā)，本文主要對(duì)MVP架構(gòu)進(jìn)行研究。

在MVP架構(gòu)中，其中M：模型層（Model）主要包括本地緩存訪問組件和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)訪問組件；V：視圖層（View）主要由Activity、Fragment、Adapter這三個(gè)組件構(gòu)成，主要功能是完成應(yīng)用的頁(yè)面布局的設(shè)置；P：展示器層（Presenter），該層使用定制化的Presenter展示器作為基礎(chǔ)組件。

上述介紹的三層結(jié)構(gòu)是MVP架構(gòu)的主要組成部分，另外還包括一個(gè)契約層（Contract），契約層連接著視圖層和展示器層，它定義每個(gè)模塊中的視圖層和展示器層在使用時(shí)應(yīng)該遵守的規(guī)則，使用契約層的組件中兩個(gè)接口，分別由視圖層和展示器層進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

3.1 視圖層

在視圖層中，主要使用Fragment來完成各個(gè)模塊界面的設(shè)計(jì)，同時(shí)還要遵守契約層中定義的規(guī)則，將定義的抽象方法實(shí)現(xiàn)，展示器層將調(diào)用這些方法來定義視圖層的數(shù)據(jù)展示方式。

MVP架構(gòu)與MVC架構(gòu)主要的區(qū)別在于，在MVC架構(gòu)中，Activity既負(fù)責(zé)顯示視圖，又對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理操作，但在MVP架構(gòu)中，Activity只負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)Fragment與Presenter的顯示，并且負(fù)責(zé)將模型層組件顯示到展示器層。在Activity中間的協(xié)調(diào)下，F(xiàn)ragment與Presenter組件就能夠?qū)⒁晥D顯示，并能完成視圖層和模型層的交互。

Adapter，即適配器，主要使用在具有列表界面的模塊中，例如下列列表、列表視圖等等，F(xiàn)ragment中的方法獲取展示器層返回的列表數(shù)據(jù)以后，然后添加適配器，將這些數(shù)據(jù)添加到適配器中，由適配器控制這些數(shù)據(jù)在Fragment中列表控件中進(jìn)行顯示在視圖中，同時(shí)Adapter可以監(jiān)聽列表組件中每一個(gè)列表項(xiàng)的事件，當(dāng)用戶點(diǎn)擊任意一個(gè)列表項(xiàng)就會(huì)觸發(fā)單擊事件，在相應(yīng)的事件處理方法中實(shí)現(xiàn)操作。

圖1：Android系統(tǒng)架構(gòu)圖

3.2 展示器層

展示器層主要負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯，完成視圖層與模型層數(shù)據(jù)的交互。展示器層分擔(dān)了傳統(tǒng)MVC架構(gòu)中Activity組件作為控制器層的主要職責(zé)，主要是為了防止Activity設(shè)計(jì)得過于繁瑣。通過封裝向外部提供訪問的接口，有利于單元測(cè)試和后期的維護(hù)工作。

3.3 模型層

模型層根據(jù)領(lǐng)域?qū)ο蠼M織數(shù)據(jù)，每一個(gè)領(lǐng)域?qū)ο蟮哪Ｐ蛯訉?duì)應(yīng)四部分，分別為：數(shù)據(jù)源規(guī)范、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)組件、本地緩存訪問組件、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)訪問組件。其中數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)組件、本地緩存訪問組件和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)訪問均實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)源規(guī)范接口。

MVP架構(gòu)可以使模型層和視圖層相對(duì)獨(dú)立，功能進(jìn)行分離，交互行為都是由展示器層來完成的，最大的優(yōu)點(diǎn)是便于單元測(cè)試，主要的功能是通過調(diào)用接口來完成的，內(nèi)部的具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)是不透明的，這樣方便編寫測(cè)試用例，有助于提高軟件的可維護(hù)性。