Android的系統及應用的架構

文/吳珊

1 Android的架構分析

Android的架構主要有兩部分構成，即系統架構與應用架構。Android系統架構，是Android系統的底層框架，其中包含了Android系統的基本運行原理，并且系統主要的開發工作也是在此基礎上完成的。Android應用框架，一種是開發默認支持MVC架構，另外一種是目前比較流行的MVP架構。

2 Android系統架構

Android系統架構包括四個部分，如圖1所示，由下而上依次是：LINUX內核層、系統運行庫、應用程序框架層、應用程序層。每個層次之間的關系是：下層為上層提供服務；上層的實現需要調用下層的功能。

2.1 Linux內核層

該層是基礎層，提供技術上的支撐，主要包括系統常用的驅動程序，例如顯示驅動、音頻驅動、電源管理等，能夠完成對基本功能的操作。該層連接硬件與軟件，可以降低軟件開發的復雜度，同時對硬件設備進行抽象。

2.2 系統運行庫

該層包括程序庫和Android運行時環境，其中程序庫主要包括表面管理、多媒體框架，輕量級數據庫SQLite等，普遍使用的開發語言是C/C++，是應用開發必不可少的底層程序組件；Android運行時環境包括核心程序庫和Dalvik虛擬機，它的主要功能是為Android應用的運行提供環境支持。

2.3 應用程序框架層

該層是一個應用程序的核心，提供一些在開發過程中經常使用的應用程序接口，如活動管理（Activity Manager）、通知管理（Notification Manager）、電話管理（Telephony Manager）、資源管理（Resource Manager）以及內容提供器（Content Providers）等，在一個具體的Android應用中通過對這些接口的使用來豐富應用的功能，也可以通過繼承來實現個性化的功能擴展，并且優化應用的性能。

2.4 應用程序層

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

3 Android應用架構

在開發Android應用時首先應該設計應用框架，它的目的是使程序保持模塊化，達到高內聚、低耦合的，這樣有利于大型的Android應用開發，各個模塊可以進行分工合作，提高開發效率。Android應用通常采用MVC框架和MVP架構進行開發，本文主要對MVP架構進行研究。

在MVP架構中，其中M：模型層（Model）主要包括本地緩存訪問組件和網絡數據訪問組件；V：視圖層（View）主要由Activity、Fragment、Adapter這三個組件構成，主要功能是完成應用的頁面布局的設置；P：展示器層（Presenter），該層使用定制化的Presenter展示器作為基礎組件。

上述介紹的三層結構是MVP架構的主要組成部分，另外還包括一個契約層（Contract），契約層連接著視圖層和展示器層，它定義每個模塊中的視圖層和展示器層在使用時應該遵守的規則，使用契約層的組件中兩個接口，分別由視圖層和展示器層進行實現。

3.1 視圖層

在視圖層中，主要使用Fragment來完成各個模塊界面的設計，同時還要遵守契約層中定義的規則，將定義的抽象方法實現，展示器層將調用這些方法來定義視圖層的數據展示方式。

MVP架構與MVC架構主要的區別在于，在MVC架構中，Activity既負責顯示視圖，又對數據進行處理操作，但在MVP架構中，Activity只負責實現Fragment與Presenter的顯示，并且負責將模型層組件顯示到展示器層。在Activity中間的協調下，Fragment與Presenter組件就能夠將視圖顯示，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，Fragment中的方法獲取展示器層返回的列表數據以后，然后添加適配器，將這些數據添加到適配器中，由適配器控制這些數據在Fragment中列表控件中進行顯示在視圖中，同時Adapter可以監聽列表組件中每一個列表項的事件，當用戶點擊任意一個列表項就會觸發單擊事件，在相應的事件處理方法中實現操作。

圖1：Android系統架構圖

3.2 展示器層

展示器層主要負責整個系統的業務邏輯，完成視圖層與模型層數據的交互。展示器層分擔了傳統MVC架構中Activity組件作為控制器層的主要職責，主要是為了防止Activity設計得過于繁瑣。通過封裝向外部提供訪問的接口，有利于單元測試和后期的維護工作。

3.3 模型層

模型層根據領域對象組織數據，每一個領域對象的模型層對應四部分，分別為：數據源規范、數據倉庫組件、本地緩存訪問組件、網絡數據訪問組件。其中數據倉庫組件、本地緩存訪問組件和網絡數據訪問均實現了數據源規范接口。

MVP架構可以使模型層和視圖層相對獨立，功能進行分離，交互行為都是由展示器層來完成的，最大的優點是便于單元測試，主要的功能是通過調用接口來完成的，內部的具體實現細節是不透明的，這樣方便編寫測試用例，有助于提高軟件的可維護性。