詳解Android組件的使用
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組件（Component），在談及所謂架構(gòu)和重用的時(shí)候，是一個(gè)重要的事情。很多時(shí)候都會(huì)說(shuō)基于組件的軟件架構(gòu)，指的是期望把程序做樂(lè)高似的，有一堆接口標(biāo)準(zhǔn)封裝完整的組件放在哪里，想用的時(shí)候取上幾個(gè)一搭配，整個(gè)程序就構(gòu)建完成了。
在開篇的時(shí)候就在說(shuō)，Android是一個(gè)為組件化而搭建的平臺(tái)，它引入所謂Mash-Up的概念，這使得你在應(yīng)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(shuō)來(lái)，Android有四大組件四喜丸子：Activity、Service、Broadcast Receiver、Content Provider。
Activity
做一個(gè)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?yàn)锳ctivity是Android程序與用戶交互的窗口，在我看來(lái)，從這個(gè)層面的視角來(lái)看，Android的Activity特像網(wǎng)站的頁(yè)面。
首先，一個(gè)網(wǎng)站，如果一張頁(yè)面都沒(méi)有，那...，真是一顆奇葩。而一張頁(yè)面往往都有個(gè)獨(dú)立的主題和功能點(diǎn)，比如登錄頁(yè)面，注冊(cè)頁(yè)面，管理頁(yè)面，如是。
在每個(gè)頁(yè)面里面，會(huì)放一些鏈接，已實(shí)現(xiàn)功能點(diǎn)的串聯(lián)，有的鏈接點(diǎn)了，刷，跑到同一站點(diǎn)的另一個(gè)頁(yè)面去了；有的鏈接點(diǎn)了，啾，可能跳到其他網(wǎng)站的頁(yè)面去；還有的鏈接點(diǎn)了，恩...，這次沒(méi)跑，但當(dāng)前頁(yè)面的樣子可能有所變化了。這些模式，和Activity給人的感覺(jué)很像，只不過(guò)實(shí)現(xiàn)策略不同罷了，畢竟Android這套架構(gòu)的核心思想，本身就來(lái)自源于Web的Mash-Up概念，視為頁(yè)面的客戶端化，也未嘗不可。
Activity，在四大組件中，無(wú)疑是最復(fù)雜的，這年頭，一樣?xùn)|西和界面掛上了勾，都簡(jiǎn)化不了，想一想，獨(dú)立做一個(gè)應(yīng)用有多少時(shí)間淪落在了界面上，就能琢磨清楚了。從視覺(jué)效果來(lái)看，一個(gè)Activity占據(jù)當(dāng)前的窗口，響應(yīng)所有窗口事件，具備有控件，菜單等界面元素。從內(nèi)部邏輯來(lái)看，Activity需要為了保持各個(gè)界面狀態(tài)，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(zhuǎn)跳邏輯。對(duì)于開發(fā)者而言，就需要派生一個(gè)Activity的子類，然后埋頭苦干上述事情。對(duì)于Activity的更多細(xì)節(jié)，先可以參見：reference/android/app/Activity.html。后續(xù)，會(huì)獻(xiàn)上更為詳盡的剖析。
Service
服務(wù)，從最直白的視角來(lái)看，就是剝離了界面的Activity，它們?cè)诤芏郃ndroid的概念方面比較接近，都是封裝有一個(gè)完整的功能邏輯實(shí)現(xiàn)，只不過(guò)Service不拋頭露臉，只是默默無(wú)聲的做堅(jiān)實(shí)的后盾。
但其實(shí)，換個(gè)角度來(lái)看，Android中的服務(wù)，和我們通常說(shuō)的Windows服務(wù)，Web的后臺(tái)服務(wù)又有一些相近，它們通常都是后臺(tái)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，接受上層指令，完成相關(guān)事務(wù)的模塊。用運(yùn)行模式來(lái)看，Activity是跳，從一個(gè)跳到一個(gè)，呃...，這有點(diǎn)像模態(tài)對(duì)話框（或者還像web頁(yè)面好了...），給一個(gè)輸入（抑或沒(méi)有...），然后不管不顧的讓它運(yùn)行，離開時(shí)返回輸出（同抑或沒(méi)有...）。
而Service不是，它是等，等著上層連接上它，然后產(chǎn)生一段持久而纏綿的通信，這就像一個(gè)用了Ajax頁(yè)面，看著沒(méi)啥變化，偷偷摸摸的和Service不知眉來(lái)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(jìn)程模型都是可以配置的，調(diào)用方和發(fā)布方都可以有權(quán)利來(lái)選擇是把這個(gè)組件運(yùn)行在同一個(gè)進(jìn)程下，還是不同的進(jìn)程下。這句話，可以拿把指甲刀刻進(jìn)腦海中去，它凸顯了Android的運(yùn)行特征。如果一個(gè)Service，是有期望運(yùn)行在于調(diào)用方不同進(jìn)程的時(shí)候，就需要利用Android提供的RPC機(jī)制，為其部署一套進(jìn)程間通信的策略。
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Android中用來(lái)做數(shù)據(jù)序列化的類是Parcel，參見：/reference/android/os/Parcel.html，封裝了序列化的細(xì)節(jié)，向外提供了足夠?qū)ο蠡脑L問(wèn)接口，Android號(hào)稱實(shí)現(xiàn)非常高效。
還有就是AIDL (Android Interface Definition Language) ，一種接口定義的語(yǔ)言，服務(wù)的RPC接口，可以用AIDL來(lái)描述，這樣，ADT就可以幫助你自動(dòng)生成一整套的代理模式需要用到的類，都是想起來(lái)很乏力寫起來(lái)很苦力的那種。更多內(nèi)容，可以再看看：guide/developing/tools/aidl.html，如果有興致，可以找些其他PRC實(shí)現(xiàn)的資料lou幾眼。
關(guān)于Service的實(shí)現(xiàn)，還強(qiáng)推參看API Demos這個(gè)Sample里面的RemoteService實(shí)現(xiàn)。它完整的展示了實(shí)現(xiàn)一個(gè)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，在上層綁定了它后，通過(guò)這些接口（很多時(shí)候都是RPC的...）進(jìn)行通信。在RPC接口中使用的數(shù)據(jù)、回調(diào)接口對(duì)象，如果不是標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)（系統(tǒng)可序列化的），則需要自定義aidl，所有一切，在這個(gè)Sample里都有表達(dá)，強(qiáng)薦。
Service從實(shí)現(xiàn)角度看，最特別的就是這些RPC的實(shí)現(xiàn)了，其他內(nèi)容，都會(huì)接近于Activity的一些實(shí)現(xiàn)，也許不再會(huì)詳述了。
Broadcast Receiver
在實(shí)際應(yīng)用中，我們常需要等，等待系統(tǒng)抑或其他應(yīng)用發(fā)出一道指令，為自己的應(yīng)用擦亮明燈指明方向。而這種等待，在很多的平臺(tái)上，都會(huì)需要付出不小的代價(jià)。
比如，在Symbian中，你要等待一個(gè)來(lái)電消息，顯示歸屬地之類的，必須讓自己的應(yīng)用忍辱負(fù)重偷偷摸摸的開機(jī)啟動(dòng)，消隱圖標(biāo)隱藏任務(wù)項(xiàng)，潛伏在后臺(tái)，監(jiān)控著相關(guān)事件，等待轉(zhuǎn)瞬即逝的出手機(jī)會(huì)。這是一件很發(fā)指的事情，不但白白耗費(fèi)了系統(tǒng)資源，還留了個(gè)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，于是就有了Broadcast Receiver這樣的一個(gè)組件。每個(gè)Broadcast Receiver都可以接收一種或若干種Intent作為觸發(fā)事件（有不知道Intent的么，后面會(huì)知道了...），當(dāng)發(fā)生這樣事件的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)負(fù)責(zé)喚醒或傳遞消息到該Broadcast Receiver，任其處置。在此之前和這以后，Broadcast Receiver是否在運(yùn)行都變得不重要了，及其綠色環(huán)保。
這個(gè)實(shí)現(xiàn)機(jī)制，顯然是基于一種注冊(cè)方式的，Broadcast Receiver將其特征描述并注冊(cè)在系統(tǒng)中，根據(jù)注冊(cè)時(shí)機(jī)，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(guān)信息寫在配置文件中（求配置文件詳情？稍安，后續(xù)奉上...），系統(tǒng)會(huì)負(fù)責(zé)在相關(guān)事件發(fā)生的時(shí)候及時(shí)通知到該Broadcast Receiver，這種模式適合于這樣的場(chǎng)景。某事件方式 -> 通知Broadcast -> 啟動(dòng)相關(guān)處理應(yīng)用。比如，監(jiān)聽來(lái)電、郵件、短信之類的，都隸屬于這種模式。而熱插拔，顧名思義，插拔這樣的事情，都是由應(yīng)用自己來(lái)處理的，通常是在OnResume事件中通過(guò)registerReceiver進(jìn)行注冊(cè)，在OnPause等事件中反注冊(cè)，通過(guò)這種方式使其能夠在運(yùn)行期間保持對(duì)相關(guān)事件的關(guān)注。比如，一款優(yōu)秀的詞典軟件（比如，有道詞典...），可能會(huì)有在運(yùn)行期間關(guān)注網(wǎng)絡(luò)狀況變化的需求，使其可以在有廉價(jià)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候優(yōu)先使用網(wǎng)絡(luò)查詢?cè)~匯，在其他情況下，首先通過(guò)本地詞庫(kù)來(lái)查詞，從而兼顧腰包和體驗(yàn)，一舉兩得一石二鳥一箭雙雕（注，真實(shí)在有道詞典中有這樣的能力，但不是通過(guò)Broadcast Receiver實(shí)現(xiàn)的，僅以為例...）。而這樣的監(jiān)聽，只需要在其工作狀態(tài)下保持就好，不運(yùn)行的時(shí)候，管你是天大的網(wǎng)路變化，與我何干。其模式可以歸結(jié)為：?jiǎn)?dòng)應(yīng)用 -> 監(jiān)聽事件 -> 發(fā)生時(shí)進(jìn)行處理。
除了接受消息的一方有多種模式，發(fā)送者也有很重要的選擇權(quán)。通常，發(fā)送這有兩類，一個(gè)就是系統(tǒng)本身，我們稱之為系統(tǒng)Broadcast消息，在reference/android/content/Intent.html的Standard Broadcast Actions，可以求到相關(guān)消息的詳情。除了系統(tǒng)，自定義的應(yīng)用可以放出Broadcast消息，通過(guò)的接口可以是Context.sendBroadcast，抑或是Context.sendOrderedBroadcast。前者發(fā)出的稱為Normal broadcast，所有關(guān)注該消息的Receiver，都有機(jī)會(huì)獲得并進(jìn)行處理；后者放出的稱作Ordered broadcasts，顧名思義，接受者需要按資排輩，排在后面的只能吃前面吃剩下的，前面的心情不好私吞了，后面的只能喝西北風(fēng)了。
當(dāng)Broadcast Receiver接收到相關(guān)的消息，它們通常做一些簡(jiǎn)單的處理，然后轉(zhuǎn)化稱為一條Notification，一次振鈴，一次震動(dòng)，抑或是啟動(dòng)一個(gè)Activity進(jìn)行進(jìn)一步的交互和處理。所以，雖然Broadcast整個(gè)邏輯不復(fù)雜，卻是足夠有用和好用，它統(tǒng)一了Android的事件廣播模型，讓很多平臺(tái)都相形見絀了。更多Broadcast Receiver相關(guān)內(nèi)容，參見：/reference/android/content/BroadcastReceiver.html。
Content Provider
Content Provider，聽著就和數(shù)據(jù)相關(guān)，沒(méi)錯(cuò)，這就是Android提供的第三方應(yīng)用數(shù)據(jù)的訪問(wèn)方案。在Android中，對(duì)數(shù)據(jù)的保護(hù)是很嚴(yán)密的，除了放在SD卡中的數(shù)據(jù)，一個(gè)應(yīng)用所持有的數(shù)據(jù)庫(kù)、文件、等等內(nèi)容，都是不允許其他直接訪問(wèn)的，但有時(shí)候，溝通是必要的，不僅對(duì)第三方很重要，對(duì)應(yīng)用自己也很重要。
比如，一個(gè)聯(lián)系人管理的應(yīng)用。如果不允許第三方的應(yīng)用對(duì)其聯(lián)系人數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行增刪該查，整個(gè)應(yīng)用就失去了可擴(kuò)展力，必將被其他應(yīng)用拋棄，然后另立門戶，自個(gè)玩自個(gè)的去了。
Andorid當(dāng)然不會(huì)真的把每個(gè)應(yīng)用都做成一座孤島，它為所有應(yīng)用都準(zhǔn)備了一扇窗，這就是Content Provider。應(yīng)用想對(duì)外提供的數(shù)據(jù)，可以通過(guò)派生ContentProvider類，封裝成一枚Content Provider，每個(gè)Content Provider都用一個(gè)uri作為獨(dú)立的標(biāo)識(shí)，形如：content://com.xxxxx。所有東西看著像REST的樣子，但實(shí)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(shí)現(xiàn)者不需要按照這個(gè)模式來(lái)做，給你id的uri你也可以返回列表類型的數(shù)據(jù)，只要調(diào)用者明白，就無(wú)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(shù)，這樣，就可以像數(shù)據(jù)庫(kù)那樣進(jìn)行投影，選擇和排序。查詢到的結(jié)果，以Cursor（參見：reference/android/database/Cursor.html ）的形式進(jìn)行返回，調(diào)用者可以移動(dòng)Cursor來(lái)訪問(wèn)各列的數(shù)據(jù)。
Content Provider屏蔽了內(nèi)部數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)細(xì)節(jié)，向外提供了上述統(tǒng)一的接口模型，這樣的抽象層次，大大簡(jiǎn)化了上層應(yīng)用的書寫，也對(duì)數(shù)據(jù)的整合提供了更方便的途徑。Content Provider內(nèi)部，常用數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，Android提供了強(qiáng)大的Sqlite支持，但很多時(shí)候，你也可以封裝文件或其他混合的數(shù)據(jù)。
在Android中，ContentResolver是用來(lái)發(fā)起Content Provider的定位和訪問(wèn)的。不過(guò)它僅提供了同步訪問(wèn)的Content Provider的接口。但通常，Content Provider需要訪問(wèn)的可能是數(shù)據(jù)庫(kù)等大數(shù)據(jù)源，效率上不足夠快，會(huì)導(dǎo)致調(diào)用線程的擁塞。因此Android提供了一個(gè)AsyncQueryHandler（參見：reference/android/content/AsyncQueryHandler.html），幫助進(jìn)行異步訪問(wèn)Content Provider。
在各大組件中，Service和Content Provider都是那種需要持續(xù)訪問(wèn)的。Service如果是一個(gè)耗時(shí)的場(chǎng)景，往往會(huì)提供異步訪問(wèn)的接口，而Content Provider不論效率如何，都提供的是約定的同步訪問(wèn)接口。我想這遵循的就是場(chǎng)景導(dǎo)向設(shè)計(jì)的原則，因?yàn)镃ontent Provider僅是提供數(shù)據(jù)訪問(wèn)的，它不能確信具體的使用場(chǎng)景如何，會(huì)怎樣使用它的數(shù)據(jù)；而相比之下，Service包含的邏輯更復(fù)雜更完整，可以抉擇大部分時(shí)候使用某接口的場(chǎng)景，從而確定最貼切的接口是同步還是異步，簡(jiǎn)化了上層調(diào)用的邏輯。
配置
四大組件說(shuō)完了，四大組件幕后的英雄也該出場(chǎng)了，那就是每個(gè)應(yīng)用都會(huì)有一份的配置文件，名稱是AndroidManifest.xml，在工程的根目錄下。在這個(gè)配置文件中，不僅會(huì)描述一些應(yīng)用相關(guān)的信息，很重要的，會(huì)包含一個(gè)應(yīng)用中所有組件的信息。如果你派生Activity或者Service實(shí)現(xiàn)了一個(gè)相關(guān)的類，這只是把它組件化的第一步，你需要把這個(gè)類的相關(guān)信息寫到配置文件中，它才會(huì)作為一個(gè)組件被應(yīng)用到，否則只能默默無(wú)聞的黯淡度過(guò)余生。
擺了一幅圖出來(lái)，這次不是偷來(lái)的，是敝帚自珍原創(chuàng)，所以沒(méi)有意外的畫的很丑，但基本還是可以體現(xiàn)出一些意思。在In Others的部分，這里是一般平臺(tái)應(yīng)用之間通信和交互的模型，每個(gè)應(yīng)用都有很強(qiáng)烈的應(yīng)用邊界（往往表現(xiàn)為進(jìn)程邊界...），App 1的還是App 2的，分得很是清楚。每個(gè)應(yīng)用內(nèi)部，都有自己的邏輯去切分功能組件，這樣的切分通常沒(méi)有什么標(biāo)準(zhǔn)，率性而為。應(yīng)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(duì)方應(yīng)用的具體信息，比如進(jìn)程ID，進(jìn)程名稱之類的，這樣使得應(yīng)用和應(yīng)用之間的聯(lián)系，變得很生硬。而上層應(yīng)用和系統(tǒng)應(yīng)用的通信，往往有很多特定的模式，這種模式，很可能是無(wú)法直接應(yīng)用在普通應(yīng)用之間的，換而言之，系統(tǒng)應(yīng)用是有一定特殊性的。
重點(diǎn)，在圖的下半部，描述的是Android的應(yīng)用情形。在Android中，應(yīng)用的邊界，在組件這個(gè)層面，是極度模糊，什么進(jìn)程、什么應(yīng)用，都可以不必感知到。舉個(gè)例子，App 1，實(shí)現(xiàn)了A和B兩個(gè)組件，App 2，實(shí)現(xiàn)了C這個(gè)組件。A和C，都想使用B這個(gè)組件，那么它們的使用方式是完全一致的，都需要通過(guò)系統(tǒng)核心的組件識(shí)別和通信機(jī)制，找到和使用組件B。A，雖說(shuō)和B是一個(gè)娘胎里蹦出來(lái)的，很不好意思，沒(méi)有任何特殊的后面和捷徑，還是要跑規(guī)矩的途徑才能用到，一片和諧社會(huì)的景象油然而生。
在Android中，所有組件的識(shí)別和消息傳遞邏輯都必須依賴底層核心來(lái)進(jìn)行（通信可以沒(méi)有底層核心的參與，比如一旦Service找到了，就可以和它產(chǎn)生持久的通信...），沒(méi)有底層核心的牽線搭橋，任何兩個(gè)組件都無(wú)法產(chǎn)生聯(lián)系。比如一個(gè)Activity，跳到另一個(gè)Activity，必須要向底層核心發(fā)起一個(gè)Intent，有底層解析并認(rèn)可后，會(huì)找到另一個(gè)Activity，把相關(guān)消息和數(shù)據(jù)傳給它。一個(gè)Activity想使用Content Provider中的數(shù)據(jù)，必須通過(guò)底層核心解析相關(guān)的uri，定位到這個(gè)Content Provider，把參數(shù)傳遞給它，然后返回Activity需要的Cursor。這樣的設(shè)計(jì)，保證了底層核心對(duì)所有組件的絕對(duì)掌控權(quán)和認(rèn)知權(quán)，使得搭積木似的開發(fā)變成可能。
為了，使得核心系統(tǒng)能夠完整的掌握每個(gè)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(gè)插頭。只有通過(guò)這個(gè)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(fā)光發(fā)熱，閃耀光芒。
組件的配置信息在我看來(lái)主要包含兩個(gè)方面，一部分是描述如何認(rèn)知。比如，Activity、Service、Broadcast Receiver都會(huì)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(huì)有一個(gè)描述其身份的uri。當(dāng)其他組件通過(guò)這樣的名字或者Intent，就可以找到它。
另一部分是運(yùn)行相關(guān)的信息。這個(gè)組件，期望怎么來(lái)運(yùn)行，放在單獨(dú)的進(jìn)程，還是和調(diào)用者一個(gè)進(jìn)程，還是找相關(guān)的其他組件擠在同一個(gè)進(jìn)程里面，這些內(nèi)容，都可以在配置的時(shí)候來(lái)決定（調(diào)用者在這個(gè)約束范圍內(nèi)，有進(jìn)一步的選擇權(quán)...）。更多配置項(xiàng)，請(qǐng)參見：guide/topics/manifest/manifest-intro.html。
通過(guò)前續(xù)內(nèi)容，也許可以幫助大家對(duì)Android組件有個(gè)初略的了解。但這些了解都還停留在靜態(tài)層面，程序是個(gè)動(dòng)態(tài)的概念，關(guān)于各個(gè)組件具體是怎么聯(lián)系在一起的，如何手拉手運(yùn)行起來(lái)完成一項(xiàng)功能的，這便是后話了。
發(fā)布者：博子
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