詳解Android組件的使用

android開發平台是開放的平台，而位於四層框架頂端的應用開發，必然涉及到android組件。本文將為大家詳細介紹android組件。

組件（Component），在談及所謂架構和重用的時候，是一個重要的事情。很多時候都會說基於組件的軟件架構，指的是期望把程序做樂高似的，有一堆接口標准封裝完整的組件放在哪裡，想用的時候取上幾個一搭配，整個程序就構建完成了。

在開篇的時候就在說，Android是一個為組件化而搭建的平台，它引入所謂Mash-Up的概念，這使得你在應用的最上層，想做的不組件化都是很困難的一件事情（底層邏輯，好吧，管不了...）。具體說來，android有四大組件四喜丸子：Activity、Service、Broadcast Receiver、Content Provider。

做一個完整的Android程序，不想用到Activity，真的是比較困難的一件事情，除非是想做綠葉想瘋了。因為Activity是Android程序與用戶交互的窗口，在我看來，從這個層面的視角來看，android的Activity特像網站的頁面。

首先，一個網站，如果一張頁面都沒有，那...，真是一顆奇葩。而一張頁面往往都有個獨立的主題和功能點，比如登錄頁面，注冊頁面，管理頁面，如是。

在每個頁面裡面，會放一些鏈接，已實現功能點的串聯，有的鏈接點了，刷，跑到同一站點的另一個頁面去了；有的鏈接點了，啾，可能跳到其他網站的頁面去；還有的鏈接點了，恩...，這次沒跑，但當前頁面的樣子可能有所變化了。這些模式，和Activity給人的感覺很像，只不過實現策略不同罷了，畢竟android這套架構的核心思想，本身就來自源於Web的Mash-Up概念，視為頁面的客戶端化，也未嘗不可。

Activity，在四大組件中，無疑是最復雜的，這年頭，一樣東西和界面掛上了勾，都簡化不了，想一想，獨立做一個應用有多少時間淪落在了界面上，就能琢磨清楚了。從視覺效果來看，一個Activity占據當前的窗口，響應所有窗口事件，具備有控件，菜單等界面元素。從內部邏輯來看，Activity需要為了保持各個界面狀態，需要做很多持久化的事情，還需要妥善管理生命周期，和一些轉跳邏輯。對於開發者而言，就需要派生一個Activity的子類，然後埋頭苦干上述事情。對於Activity的更多細節，先可以參見：reference/android/app/Activity.Html。後續，會獻上更為詳盡的剖析。

服務，從最直白的視角來看，就是剝離了界面的Activity，它們在很多android的概念方面比較接近，都是封裝有一個完整的功能邏輯實現，只不過Service不拋頭露臉，只是默默無聲的做堅實的後盾。

但其實，換個角度來看，android中的服務，和我們通常說的Windows服務，Web的後台服務又有一些相近，它們通常都是後台長時間運行，接受上層指令，完成相關事務的模塊。用運行模式來看，Activity是跳，從一個跳到一個，呃...，這有點像模態對話框（或者還像web頁面好了...），給一個輸入（抑或沒有...），然後不管不顧的讓它運行，離開時返回輸出（同抑或沒有...）。

而Service不是，它是等，等著上層連接上它，然後產生一段持久而纏綿的通信，這就像一個用了AJax頁面，看著沒啥變化，偷偷摸摸的和Service不知眉來眼去多少回了。

但和一般的Service還是有所不同，Android的Service和所有四大組件一樣，其進程模型都是可以配置的，調用方和發布方都可以有權利來選擇是把這個組件運行在同一個進程下，還是不同的進程下。這句話，可以拿把指甲刀刻進腦海中去，它凸顯了Android的運行特征。如果一個Service，是有期望運行在於調用方不同進程的時候，就需要利用android提供的RPC機制，為其部署一套進程間通信的策略。

android的RPC實現，如上圖所示（好吧，也是從SDK中拿來主義的...），無甚稀奇，基於代理模式的一個實現，在調用端和服務端都去生成一個代理類，做一些序列化和反序列化的事情，使得調用端和服務器端都可以像調用一個本地接口一樣使用RPC接口。

android中用來做數據序列化的類是Parcel，參見：/reference/android/os/Parcel.Html，封裝了序列化的細節，向外提供了足夠對象化的訪問接口，android號稱實現非常高效。

還有就是AIDL (android Interface Definition Language) ，一種接口定義的語言，服務的RPC接口，可以用AIDL來描述，這樣，ADT就可以幫助你自動生成一整套的代理模式需要用到的類，都是想起來很乏力寫起來很苦力的那種。更多內容，可以再看看：guide/developing/tools/aidl.Html，如果有興致，可以找些其他PRC實現的資料lou幾眼。

關於Service的實現，還強推參看API Demos這個Sample裡面的RemoteService實現。它完整的展示了實現一個Service需要做的事情：那就是定義好需要接受的Intent，提供同步或異步的接口，在上層綁定了它後，通過這些接口（很多時候都是RPC的...）進行通信。在RPC接口中使用的數據、回調接口對象，如果不是標准的系統實現（系統可序列化的），則需要自定義aidl，所有一切，在這個Sample裡都有表達，強薦。

Service從實現角度看，最特別的就是這些RPC的實現了，其他內容，都會接近於Activity的一些實現，也許不再會詳述了。

在實際應用中，我們常需要等，等待系統抑或其他應用發出一道指令，為自己的應用擦亮明燈指明方向。而這種等待，在很多的平台上，都會需要付出不小的代價。

比如，在SymBian中，你要等待一個來電消息，顯示歸屬地之類的，必須讓自己的應用忍辱負重偷偷摸摸的開機啟動，消隱圖標隱藏任務項，潛伏在後台，監控著相關事件，等待轉瞬即逝的出手機會。這是一件很發指的事情，不但白白耗費了系統資源，還留了個流氓軟件的罵名，這真是賣力不討好的正面典型。

在android中，充分考慮了廣泛的這類需求，於是就有了Broadcast Receiver這樣的一個組件。每個Broadcast Receiver都可以接收一種或若干種Intent作為觸發事件（有不知道Intent的麼，後面會知道了...），當發生這樣事件的時候，系統會負責喚醒或傳遞消息到該Broadcast Receiver，任其處置。在此之前和這以後，Broadcast Receiver是否在運行都變得不重要了，及其綠色環保。

這個實現機制，顯然是基於一種注冊方式的，Broadcast Receiver將其特征描述並注冊在系統中，根據注冊時機，可以分為兩類，被我冠名為冷熱插拔。所謂冷插拔，就是Broadcast Receiver的相關信息寫在配置文件中（求配置文件詳情？稍安，後續奉上...），系統會負責在相關事件發生的時候及時通知到該Broadcast Receiver，這種模式適合於這樣的場景。某事件方式 -> 通知Broadcast -> 啟動相關處理應用。比如，監聽來電、郵件、短信之類的，都隸屬於這種模式。而熱插拔，顧名思義，插拔這樣的事情，都是由應用自己來處理的，通常是在OnResume事件中通過registerReceiver進行注冊，在OnPause等事件中反注冊，通過這種方式使其能夠在運行期間保持對相關事件的關注。比如，一款優秀的詞典軟件（比如，有道詞典...），可能會有在運行期間關注網絡狀況變化的需求，使其可以在有廉價網絡的時候優先使用網絡查詢詞匯，在其他情況下，首先通過本地詞庫來查詞，從而兼顧腰包和體驗，一舉兩得一石二鳥一箭雙雕（注，真實在有道詞典中有這樣的能力，但不是通過Broadcast Receiver實現的，僅以為例...）。而這樣的監聽，只需要在其工作狀態下保持就好，不運行的時候，管你是天大的網路變化，與我何干。其模式可以歸結為：啟動應用 -> 監聽事件 -> 發生時進行處理。

除了接受消息的一方有多種模式，發送者也有很重要的選擇權。通常，發送這有兩類，一個就是系統本身，我們稱之為系統Broadcast消息，在reference/android/content/Intent.Html的Standard Broadcast Actions，可以求到相關消息的詳情。除了系統，自定義的應用可以放出Broadcast消息，通過的接口可以是Context.sendBroadcast，抑或是Context.sendOrderedBroadcast。前者發出的稱為Normal broadcast，所有關注該消息的Receiver，都有機會獲得並進行處理；後者放出的稱作Ordered broadcasts，顧名思義，接受者需要按資排輩，排在後面的只能吃前面吃剩下的，前面的心情不好私吞了，後面的只能喝西北風了。

當Broadcast Receiver接收到相關的消息，它們通常做一些簡單的處理，然後轉化稱為一條Notification，一次振鈴，一次震動，抑或是啟動一個Activity進行進一步的交互和處理。所以，雖然Broadcast整個邏輯不復雜，卻是足夠有用和好用，它統一了Android的事件廣播模型，讓很多平台都相形見绌了。更多Broadcast Receiver相關內容，參見：/reference/android/content/BroadcastReceiver.Html。

Content Provider，聽著就和數據相關，沒錯，這就是Android提供的第三方應用數據的訪問方案。在android中，對數據的保護是很嚴密的，除了放在SD卡中的數據，一個應用所持有的數據庫、文件、等等內容，都是不允許其他直接訪問的，但有時候，溝通是必要的，不僅對第三方很重要，對應用自己也很重要。

比如，一個聯系人管理的應用。如果不允許第三方的應用對其聯系人數據庫進行增刪該查，整個應用就失去了可擴展力，必將被其他應用拋棄，然後另立門戶，自個玩自個的去了。

Andorid當然不會真的把每個應用都做成一座孤島，它為所有應用都准備了一扇窗，這就是Content Provider。應用想對外提供的數據，可以通過派生ContentProvider類，封裝成一枚Content Provider，每個Content Provider都用一個uri作為獨立的標識，形如：content://com.xxxxx。所有東西看著像REST的樣子，但實際上，它比REST更為靈活。和REST類似，uri也可以有兩種類型，一種是帶id的，另一種是列表的，但實現者不需要按照這個模式來做，給你id的uri你也可以返回列表類型的數據，只要調用者明白，就無妨，不用苛求所謂的REST。

另外，Content Provider不和REST一樣只有uri可用，還可以接受Projection，Selection，OrderBy等參數，這樣，就可以像數據庫那樣進行投影，選擇和排序。查詢到的結果，以Cursor（參見：reference/android/database/Cursor.Html ）的形式進行返回，調用者可以移動Cursor來訪問各列的數據。

Content Provider屏蔽了內部數據的存儲細節，向外提供了上述統一的接口模型，這樣的抽象層次，大大簡化了上層應用的書寫，也對數據的整合提供了更方便的途徑。Content Provider內部，常用數據庫來實現，android提供了強大的Sqlite支持，但很多時候，你也可以封裝文件或其他混合的數據。

在android中，ContentResolver是用來發起Content Provider的定位和訪問的。不過它僅提供了同步訪問的Content Provider的接口。但通常，Content Provider需要訪問的可能是數據庫等大數據源，效率上不足夠快，會導致調用線程的擁塞。因此Android提供了一個AsyncQueryHandler（參見：reference/android/content/AsyncQueryHandler.Html），幫助進行異步訪問Content Provider。

在各大組件中，Service和Content Provider都是那種需要持續訪問的。Service如果是一個耗時的場景，往往會提供異步訪問的接口，而Content Provider不論效率如何，都提供的是約定的同步訪問接口。我想這遵循的就是場景導向設計的原則，因為Content Provider僅是提供數據訪問的，它不能確信具體的使用場景如何，會怎樣使用它的數據；而相比之下，Service包含的邏輯更復雜更完整，可以抉擇大部分時候使用某接口的場景，從而確定最貼切的接口是同步還是異步，簡化了上層調用的邏輯。

四大組件說完了，四大組件幕後的英雄也該出場了，那就是每個應用都會有一份的配置文件，名稱是androidManifest.XML，在工程的根目錄下。在這個配置文件中，不僅會描述一些應用相關的信息，很重要的，會包含一個應用中所有組件的信息。如果你派生Activity或者Service實現了一個相關的類，這只是把它組件化的第一步，你需要把這個類的相關信息寫到配置文件中，它才會作為一個組件被應用到，否則只能默默無聞的黯淡度過余生。

擺了一幅圖出來，這次不是偷來的，是敝帚自珍原創，所以沒有意外的畫的很丑，但基本還是可以體現出一些意思。在In Others的部分，這裡是一般平台應用之間通信和交互的模型，每個應用都有很強烈的應用邊界（往往表現為進程邊界...），App 1的還是App 2的，分得很是清楚。每個應用內部，都有自己的邏輯去切分功能組件，這樣的切分通常沒有什麼標准，率性而為。應用間的交互邏輯也比較零散，App 1與App 2交互，往往需要明確知道對方應用的具體信息，比如進程ID，進程名稱之類的，這樣使得應用和應用之間的聯系，變得很生硬。而上層應用和系統應用的通信，往往有很多特定的模式，這種模式，很可能是無法直接應用在普通應用之間的，換而言之，系統應用是有一定特殊性的。

重點，在圖的下半部，描述的是Android的應用情形。在android中，應用的邊界，在組件這個層面，是極度模糊，什麼進程、什麼應用，都可以不必感知到。舉個例子，App 1，實現了A和B兩個組件，App 2，實現了C這個組件。A和C，都想使用B這個組件，那麼它們的使用方式是完全一致的，都需要通過系統核心的組件識別和通信機制，找到和使用組件B。A，雖說和B是一個娘胎裡蹦出來的，很不好意思，沒有任何特殊的後面和捷徑，還是要跑規矩的途徑才能用到，一片和諧社會的景象油然而生。

在android中，所有組件的識別和消息傳遞邏輯都必須依賴底層核心來進行（通信可以沒有底層核心的參與，比如一旦Service找到了，就可以和它產生持久的通信...），沒有底層核心的牽線搭橋，任何兩個組件都無法產生聯系。比如一個Activity，跳到另一個Activity，必須要向底層核心發起一個Intent，有底層解析並認可後，會找到另一個Activity，把相關消息和數據傳給它。一個Activity想使用Content Provider中的數據，必須通過底層核心解析相關的uri，定位到這個Content Provider，把參數傳遞給它，然後返回Activity需要的Cursor。這樣的設計，保證了底層核心對所有組件的絕對掌控權和認知權，使得搭積木似的開發變成可能。

為了，使得核心系統能夠完整的掌握每個組件的信息，這就需要配置文件了。配置文件，就是將組件插到底層核心上的這個插頭。只有通過這個插頭插在底層核心的插座上（不要亂想，非十八禁...），組件才能夠發光發熱，閃耀光芒。

組件的配置信息在我看來主要包含兩個方面，一部分是描述如何認知。比如，Activity、Service、Broadcast Receiver都會有名字信息，和希望能夠把握的Intent信息（姑且看成消息好了...），Content Provider會有一個描述其身份的uri。當其他組件通過這樣的名字或者Intent，就可以找到它。

另一部分是運行相關的信息。這個組件，期望怎麼來運行，放在單獨的進程，還是和調用者一個進程，還是找相關的其他組件擠在同一個進程裡面，這些內容，都可以在配置的時候來決定（調用者在這個約束范圍內，有進一步的選擇權...）。更多配置項，請參見：guide/topics/manifest/manifest-intro.Html。

通過前續內容，也許可以幫助大家對android組件有個初略的了解。但這些了解都還停留在靜態層面，程序是個動態的概念，關於各個組件具體是怎麼聯系在一起的，如何手拉手運行起來完成一項功能的，這便是後話了。