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 【思考Android技术】

 請參考：Android从程序员到架构师之路课程(在线视频学习)

 请进入：ADT架构师学苑 

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Why，应用框架? 它"框住"什麼?

 

前言：在Application Market潮流下，Android平台里的各种产品都必须提供Open API给广大的第三方开发者。API设计的幕后就是框架设计。 所谓「应用」，意味着它涵有应用情境里的领域知识(Domain Knowledge)。应用框架可以是通用性的、跨硬件平台的；它也能呈现硬件平台的特殊性、差异性的。由于应用框架的核心组成元素是「应用基类(Superclass)」，它必须与其应用子类合并才能进行编译、连结出可执性的应用程序。所以应用框架有三项重要的特性：

 

  • 必须提供原始码(Source Code)
  • 必须与应用子类相同语言
  • 常常是免费赠送给AP开发者

 

 

1. 应用框架的角色 

    传统上，API介于应用软件(Application)与系统软件(平台)之间，如下图：

 

 图1、传统的API 

    为了加速应用软件的开发，逐渐将应用软件切分为两部分：

  • 应用框架(Application Framework)
  • 应用子类(简称AP或App) 

于是，API的位置改变了，它位于上述两者之间，如下图： 

 

  图2、新潮的API   

    所谓「应用」，意味着它涵有应用情境里的领域知识(Domain Knowledge)。应用框架可以是通用性的、跨硬件平台的；它也能呈现硬件平台的特殊性、差异性的。由于应用框架的核心组成元素是「应用基类(Superclass)」，它必须与其应用子类合并才能进行编译、连结出可执性的应用程序。所以应用框架有三项重要的特性：

  • 必须提供原始码(Source Code)
  • 必须与应用子类相同语言
  • 常常是免费赠送给AP开发者 

    如果应用框架是跨硬件平台的、通用性的，常常是由第三方开发者来提供。如果应用框架是含有硬件差异化的，常常是由硬件厂商来提供，如下图：

 

 图3、新潮的系统平台   

    由于应用框架内含大量而精致的领域专业知识，可以让AP子类来继承之，可以减轻AP开发者的负担，加速应用软件的开发；因而让应用商城(Application Market)能快速成长；也扩大相关硬设备的市场和掌握商机。当应用框架与AP分离之后，它便能与系统软件结合，形成了新潮的系统平台，如下图的Android平台：

 

图4、Android的系统平台架构  

    这个新潮系统平台，往上提供API来支撑应用子类，而应用子类则提供UI来与用户(User)互动。往下则衔接到硬件服务，还能连接到远程云端服务。如下图： 

 

  图5、系统平台衔接三种服务  

    由于在对象导向(Object-Oriented)概念里，基类与子类之间是继承(Inheritance)关系，一般而言，在绘制UML图形时，基类大多位于上方，而子类则位于下方。所以，上图也常常绘制如下： 

   

   图6、凸显基类与子类之间的继承关系 

     例如，3D绘图基类与子类之间的继承关系： 

 

 图7、3D绘图框架之例 

     再如，3D绘图与语音辨识整合框架之例，如下： 

 

图8、3D绘图与语音辨识整合框架之例 

 

2. 应用框架：用来框住应用程序的架构

      就像中国古代的万里长城一样，用来框住塞外游牧民族的行为。兹回顾过去的历史，没有框架的保护，Orbix系统被应用软件绑住了，如下图： 

 

图9、回顾：1990年代初的CORBA 

    上图就像没有万里长程来保护关内的居民一般。再如，微软公司为了保护它的Windows操作系统，于1995年推出COM/DCOM应用框架，用来保护Windows的变动自由度，如下图： 

 

  图10、1995年的COM/DCOM 

    在COM/DCOM框架里，只提供接口(Interface)而没有提供基类，比较无法吸引AP开发者。于是，在2000年将其改为.NET框架，就提供了基类和接口了，如下图： 

 

图11、2000年的 .NET框架

 

<<框架观点：控制中心在框架>>

       -- Hollywood(好莱坞)大明星的名言：“Don’t call me, I’ll call you back.” 

 

图12、Don’t call me 

  

 图13、I’ll call you back 

 

4.  Android应用框架里的基类 

4.1  四个嫡系的基类

   Android母框架里提供了4个一等公民(或称为嫡系)的基类，包括：

  • Activity: 处理UI互动的事情
  • Service:幕后服务(如硬件及Driver的服务)
  • BroadcastReceiver: 接收讯息及事件处理
  • ContentProvider: 储存共享数据，如下图所示： 

 

图14、 Android母框架里的4个嫡系基类 

    基于这些基类，地头蛇就可以撰写AP子类，如下图： 

 

 图15、 强龙与地头蛇双方智慧结合了

 

4.2  Intent-based Programming 技术--- 嫡系应用子类之间如何互相沟通呢？    

       Android的4种嫡系应用子类之间如何互相沟通呢？其实很简单，就像你打手机去车行叫出租车，而不是直接到街道上叫车。你送给行一个短信或一通电话，表明你的「意图」(Intent)，当车行服务员接到此意图，就依据你的意图的内含条件而去挑选最合适的车，然后派遣它去接你。于是，Android框架里所提供的Intent就扮演它们之间的沟通媒介。这4种嫡系对象都是由框架去配对及启动的，并不是组件之间透过直接呼叫而启动的。「意图」(Intent)本身是定义为一个类(Class)，一个Intent对象表达一个期望(Expectation)，叙述其所期望的服务或动作。

      框架则根据此Intent对象之叙述，负责配对，找出相配的组件，然后将Intent对象传递给所找到的对象，于是框架的媒婆任务就完成了。因此，Intent对象扮演着媒体中介的角色。例如，提供「Activity组件àAndroid框架 à ContentProvider组件」之间互相沟通的相关信息。这种Intent沟通方式让不同人开发的套件(Package)内之类别可以轻易达成沟通。例如，有两个套件：A与B。假设它们是由不同的开发者所撰写的，当这两个套件都被下载到同一支手里执行时，就能立即互相沟通了，这是Android框架的一项重要实践技术。例如下图 ： 

 

 图16、 Intent对象扮演中介角色

     兹以Java代码实践如下：  

// BeginReceiver.java  

import android.content.BroadcastReceiver;

import android.content.Context;

import android.content.Intent;

 

public class BeginReceiver extends BroadcastReceiver {

 @Override 

 public void onReceive(Context context, Intent intent)  {

     Intent intent = new Intent(context, myActivity.class);

     intent.addFlags( Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK );

     context.startActivity( intent );

   }

} 

      其中的Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK就是配对条件。而代码：context.startActivity( intent ); 就将Intent对象发送给母框架里的Context，要求配对到Activity的应用子类。 

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