2023 Android开发者路线-第一部分

Android 生态系统处于不断发展的状态：每天都会引入新的库和资料，旨在加快开发速度并让我们作为开发人员的生活更轻松。

在这个由多个部分组成的系列中，您将按照我们的2023 年 Android 开发者路线图了解有关 Android 开发生态系统的所有信息，让您更全面地了解 Android 社区以及作为开发者如何取得进步。

2023 Android 开发者路线图旨在让您全面了解当前的 Android 生态系统，并提供建议的学习路径以帮助您掌握概念。综合的了解当前的 Android 生态系统，并提供建议的学习路径以帮助您掌握概念。

在这个由 5 部分组成的系列的第一部分中，我们将从介绍 Android 路线图的前四个部分开始：

Languages
Android OS
The Android Platform
App Manifest

Android编程语言

Android Language
所有 Android 应用程序都必须使用 Kotlin、Java 和/或 C/C++ 编写。Kotlin 和 Java 是开发人员用来构建 Android 应用程序的主要语言，而 C++ 用于编写面向性能或基于硬件的功能，这些功能使用 Java 本机接口 (JNI )调用本机函数。
在本节中，我们将讨论 Kotlin 和 Java。

Java

java Logo
十多年前，当谷歌发布他们的第一个 Android 操作系统版本时，他们采用 Java 作为 Android 应用程序开发的主要语言。

但为什么是 Java？作为最古老的面向对象语言之一，Java 易于学习，并且在受Java 虚拟机(JVM) 启发的Dalvik虚拟机(DVM) 上运行良好，使其可移植到几乎任何设备和操作系统。所以，当谷歌开始构建Android系统时，Java是最合适的语言之一。

Kotlin

kotlin logo
Kotlin诞生于 JetBrains。它最初是为JVM环境设计的，结合了函数式编程和面向对象编程。自发布以来，Kotlin 已成为 Android 开发等领域的后起之秀。

以下是 Kotlin 与 Android 完美搭配的几个原因：

互操作性：Kotlin 与 Java 100% 互操作，并支持与 JVM 环境的良好互操作性。
安全性：根据Android 文档，包含 Kotlin 代码的 Android 应用程序崩溃的可能性降低 20% 。
异步：Kotlin 对协程的使用使其能够提供异步（非阻塞）编程支持。

除了上述几点外，谷歌还在 2019 年谷歌 I/O 大会上宣布了他们以 Kotlin 为先的 Android 开发方法。自宣布以来，使用 Kotlin 构建的应用程序数量呈指数级增长。

所以如果你现在开始学习Android开发，Kotlin会是一个不错的选择。

https://kotlinlang.org/

Android 操作系统

Android操作系统
Android 平台的基础是Linux 内核，它允许 Android 利用某些安全功能。自 1991 年创建以来，Linux 内核已在数百万个安全敏感系统中使用，因此长期以来一直被成千上万的开发人员研究、测试和改进。

根据Android 文档，Android 使用了几个关键的 Linux 安全功能，包括：

基于用户的权限模型
进程隔离
一种用于安全进程间通信 (IPC) 的可扩展机制
删除内核中不必要和/或不安全部分的能力

https://source.android.cn/security/overview/kernel-security.html

Linux 的另一个关键特性是它的多用户操作系统，它允许多个用户访问独立的系统资源，例如内存、CPU 资源、RAM 和应用程序。通过将用户资源彼此隔离，它们可以相互保护。

Android 平台利用 Linux 多用户系统及其自身的应用程序沙箱，将应用程序资源相互隔离，保护应用程序和系统免受恶意应用程序的侵害。有关更多详细信息，请查看应用程序沙箱。

应用沙箱：https://source.android.cn/security/app-sandbox

Android平台架构

Android Arch
Android 平台架构由构建在 Linux 内核之上的六层组成。（注：实际架构按上图倒序堆叠。）
让我们讨论每一层：

Linux内核

Linux Kernel是Android平台架构的核心。它通过其Low Memory Killer Daemon管理低级内存和所有可用的硬件驱动程序——例如 WiFi 驱动程序、相机驱动程序、音频驱动程序、蓝牙驱动程序、显示驱动程序和所有外围设备驱动程序。

Linux Kernel： https://source.android.com/devices/tech/perf/lmkd

硬件抽象层 (HAL)

硬件抽象层(HAL) 通过定义标准接口将硬件功能桥接到更高级别的 Java API 框架，允许您在不修改更高级别系统的情况下实现低级别功能。

HAL 实现被打包成模块，这些模块存储为共享库（.so文件），并在适当的时候由 Android 系统加载。

Android Hal： https://source.android.com/devices/architecture/hal

安卓Runtime

Android Runtime (ART) 是Android 操作系统使用的应用程序运行时系统，是 Android 生态系统中的核心功能之一。ART 的发明是为了取代运行 Android 5.0 (Lollipop) 或更高版本设备的Dalvik 虚拟机。

ART 的主要作用是通过将 DEX 字节码翻译成您的系统可以理解的机器码来执行Dalvik 可执行格式(DEX)。

ART 架构被编写为在低内存设备上运行多个虚拟机。一些关键特性直接关系到运行 Android 应用程序的速度。ART 的主要特点包括：

提前 (AOT) 和即时 (JIT) 编译
增强型垃圾收集 (GC)
将应用程序包的 DEX 文件转换为压缩机器代码（在 Android 9（API 级别 28+）上）
更好的调试支持，包括详细的诊断和崩溃报告、设置多个观察点的能力等等
有关更多详细信息，请查看Android 运行时 (ART) 和 Dalvik。

Android dalvik：https://source.android.com/devices/tech/dalvik/dex-format
Android runtime： https://source.android.com/devices/tech/dalvik/index.html

本机 C/C++ 库

Android 平台包括一对Native API ，它们在Native Development Kit (NDK)之上工作。

本机 API 让您可以管理本机活动并访问物理设备组件，例如相机、传感器、图形和音频。它们还暴露给更高层，因此您可以在 Java API 框架上控制物理设备的组件。

Android NDK：https://developer.android.com/ndk/guides

Java API Framework（应用程序框架）

Java API 框架是用 Java 和 Kotlin 编写的 Android 库的集合，提供了 Android 操作系统的整个功能集。Android API 包括可扩展的视图系统、可重用的组件和系统管理器，它们用于通过简化接口的重用来构建您的 Android 应用程序。

Java API 框架中比较强大的 API 之一是Android Jetpack，由 Google 推出。Jetpack 通过减少样板代码来加快开发速度，使开发人员可以专注于他们关心的代码。

Android Jetpack：https://developer.android.com/jetpack

此外，它还提供生命周期、UI 工具包、导航、安全、缓存、调度程序、依赖注入等解决方案。您将在以后的帖子中对此进行深入介绍。

系统应用

系统应用程序是预装的应用程序，例如电子邮件、SNS 消息、日历、互联网浏览、联系人等，它们位于 ROM 的系统分区中。系统应用程序的配置可能因手机制造商而异。有关更多详细信息，您可以查看系统应用程序。

Android系统应用：https://developer.android.com/guide/platform#system-apps

在本节中，您介绍了 Android 平台的整体架构。有关详细信息，请查看Android 平台架构。

Android平台架构：https://developer.android.com/guide/platform

Android Manifest

Android Manifest
每个 Android 项目都必须有一个 AndroidManifest.xml 文件，该文件描述有关应用程序的基本信息，例如包名称、入口点、组件、权限和元数据。

程序包名称和应用程序 ID

每个 Android 项目都必须有一个 package 属性，它代表您的应用程序在 AndroidManifest.xml 文件中的通用唯一应用程序 ID。清单文件必须位于您的 /src/main 文件夹中。

<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    package="io.getstream.chat.android.ui">
    …

package 属性是在 Android 系统（物理设备）和 Google Play 上唯一确认应用的方法。Android 构建工具使用 package 属性来实现以下功能：

将应用程序包名称应用为应用程序资源的命名空间。
解析在清单文件中声明的隐式类名。例如，在上述清单中，声明为 <activity android:name=".MainActivity"> 的活动将被解析为 io.getstream.chat.android.ui.MainActivity。因此，这些类也必须在同一包文件夹中。
如需更多信息，可以查看应用清单概述。

应用清单：https://developer.android.com/guide/topics/manifest/manifest-intro

结论

本节介绍了有关 Android 体系结构的重要细节，因此现在您可以更好地了解 Android 应用程序的工作原理。
同样，不要被本路线图上的信息量吓倒。查看对您了解 Android 开发最有帮助的部分。
此外，您不必了解有关 Android 操作系统的所有知识。但是，了解 Android 平台的整体架构肯定会帮助您构建更好的 Android 应用程序。