基于Android操作系統的移動終端App開發研究

摘要：隨著市場的不斷需求，Android操作系統越來越完善，由于時代的發展需要，App也逐漸成為市場空缺，App終端研究成為主流研究項目。該文對基于Android操作系統的移動終端App開發視角下進行深入細致的剖析，為相關領域從業人員提供一定理論指導和參考，更好地促進了在當前互聯網不斷發展普及背景下Android操作系統的移動終端App的開發工作創新。

關鍵詞：Android操作系統;移動終端App;開發研究

中圖分類號：TP311? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）04-0064-02

在我國市場上運行的操作系統中，Android操作系統起步較早，構建完善，受到了大部分國內廠商的喜愛，并與之展開深層次合作。在不斷提升、完善Android操作系統性能的同時，被開發推出的移動終端App也越來越多，而如何基于Android操作系統更好地進行移動終端App的開發仍然有待研究。

1 Android系統

Android系統是一種移動操作系統，擁有以Linux內核為基礎的開發平臺。系統的架構包含了多層次，而相互獨立的各層又包含了多內容。也是因為這一特點，開發人員可以更好地實現開發需求，提升開發的質量和效率[1]。而想要基于Android操作系統進行移動終端App的開發，需要熟悉Android的一些基本信息。

1.1 架構

1.1.1 Linux內核層

Android基礎層是依靠Linux內核建立的，該層包含了幾乎所有移動設備會用到的驅動程序，并幫助系統與硬件通信，其包含的驅動程序有：DisplayDriver、KeyBoardDriver、FlashMemoryDriver、CameraDriver、AudioDriver、BluetoothDriver、PowerManagement等。除此之外，它還會提供對內存、電源、系統進程、文件系統、USB的管理，合理分配處理系統運行資源、管理進程通信、保存運行狀態。

1.1.2 系統運行庫層

系統運行庫層包含兩部分，一是庫文件，多為Android系統會用到的C或C++庫文件，比如媒體庫、SQLite。二是Android運行環境，也就是虛擬機技術，是運行Android應用程序時需要的核心庫。

1.1.3 應用程序框架層

這是編寫方發布的核心應用時需要使用的API框架，包括十個部分：活動管理器、窗口管理器、內容提供者、視圖系統、通知管理器、包管理器、電話管理器、資源管理器、位置管理器、XMPP服務。開發人員可以使用其中的框架，也就是谷歌直接提供的庫存來進行開發。只要遵循框架的開發原則，就可以簡化進行架構設計的步驟，節省時間。

1.1.4 應用程序層

該層與基于Android操作系統的移動終端App直接相關，也就是Java語言來進行程序開發。

1.2 構件

1.2.1 活動（Activity）

這是開發中使用最頻繁的構件，一個Activity就是一個單獨窗口，并有運行中（Running/Active）、暫停（Paused）、停止（Stoped）、銷毀（Detroyed）四種狀態。彼此之間通過Intent通信，是用戶操作時可視化的界面，基于Android操作系統的移動終端App中，能看見的都要依托于它。而要讓系統識別并執行Activity，應用中每一個Activity都必須在AndroidManifest.xml配置文件中聲明。

1.2.2 服務（Service）

它是移動終端App后臺運行的解決方案，不依賴用戶界面，可以長期保持正常運行，適合執行無須與用戶交互且需長期運行的任務。與Activity十分類似，存在生命周期，也需要在AndroidManifest.xml配置文件中聲明，只是沒有窗口。另外值得注意的是，Service在獨立進程中運行，不會自動開啟線程，而是依賴創建服務時所在的移動終端App進程，其代碼運行于主線程中。Service分啟動（started）、綁定（bound）兩種，啟動方式也有startService、bindService兩種，兩兩之間互相對應。當構件調用start Service方法啟動，Service就處于啟動狀態，當調用bind Service方法綁定到Service，它就處于綁定狀態。

2 App在Android操作系統中的應用、發展

因為固定用戶人群數量多，多方進入了一個良性循環。比如Android手機的App在初期就擁有大批用戶群，開發者即可獲得大量利益，而要想得到利益，手機廠商需要與Android公司長期工作，開發者需要針對手機型號和Android系統開發并不斷完善App。當Android系統在不斷更新時，各種手機和App也在逐漸完善，用戶得到的體驗也越來越好。

在我國，基于Android操作系統的移動終端App在所有全新Android系統中都可以運行，適配所有Android智能設備。安裝時無須付費，只要正規應用市場安裝就沒有各種木馬病毒，而且App在源頭上保障了用戶的使用安全，充分保護了用戶的隱私信息。更難能可貴的是，經過多年發展和不斷淘汰，App的基本原則之一就是要符合國人使用習慣。各大應用市場也為此做出了不少改變和更新，界面簡潔明了，個性化信息及時推送，一鍵下載安裝，還有各種用戶福利[2]。

3 基于Android操作系統的移動終端App開發

3.1 軟件開發

3.1.1 數據存儲

這是開發過程中的重要環節，而Android提供了多種技術方案供開發者使用，主要有五種：共享首選項（Shared? Preferences）、內部存儲（Internal Storage）、外部存儲（External Storage）、SQLite數據庫、網絡存儲。Shared? Preferences使得開發者可以鍵值對的方式，通過該類提供的框架永久保存原始數據。即便是應用終止了，數據也可以跨多用戶對話永久保留。

在使用時，需要先通過get Shared Preferences或是get Preferences方法獲取Shared Preferences的對象。接著通過Shared Preferences對象的edit方法，獲取一個一個Shared Preferences.Editor對象。當對象獲取之后，調用put Boolean等方法添加值，并使用commit提交。最后在需要獲取數據之處，使用Shared Preferences對象的get Boolean等方法讀取值Internal Storage位于內部存儲器分配的Internal Storage分區里，用于保存私有文件。當用戶卸載App之后，該分區里的文件也會被清除。External Storage類似于公共分區，私密性不強，可以共享保存數據，既可以是內部存儲器分配的External Storage分區，比如大家在手機“文件管理”中看到的“音樂”這種目錄，也可以是可移動的外部存儲介質，比如存儲卡和硬盤。

SQLite數據庫的核心思想與一般數據庫相差無幾，只是更輕量一些，是一個嵌入式關系型數據庫。所以使用它的流程也就幾步，先看數據庫有沒有打開，接著確認有無數據表，沒有就進行創建。在創建的時候要記得添加“IF NOT EXISTS”，避免重復操作。當完成之后，就是常規的增刪查改操作了[3]。最后操作完畢時，數據庫進入close狀態。網絡存儲則最為簡單，就是通過網絡實現數據存儲與獲取，只需要解析HTTP協議或者是調用Web Service的數據即可實現。

3.1.2 界面開發

這是開發中的基本內容，工期短、工作量小，但不可圖快，不然即便功能開發得再好，應用也不會得到多好的反響。因為界面決定應用功能模塊的分布，對于設計、開發的影響很大。更重要的是，它直接關系用戶體驗。界面就是第一印象，只有第一印象好了，用戶才會有興趣體驗實際使用效果。所以對于界面的開發，要注意對資源的溝通和操作。

3.1.3 語音識別

這是一種改善人機交互的技術，簡化操作，節省用戶的時間，提升效率。用戶只需要通過語音指令，就可以完成一些信息查詢和Android智能設備操作。它可以說是人機接口中很關鍵的一步，相關市場發展迅速，相關的產業已經極具規模。要想在基于Android操作系統的移動終端App開發中利用技術并實現語音識別，需要借助一些商業解決方法，保證語音識別能力和速度維持在較高水平[4]。

3.1.4 AR、VR、AI

增強現實（AR）、虛擬現實（VR）和人工智能（AI）這三種皆為當下最前沿的技術，要想在開發過程中運用這些技術，需要依靠相應的硬件設備。

3.2 開發重點

由于Android繼承了Linux的安全機制，開發之前就需要獲得相應的權限，可通過添加標簽和Manifest.xml文件進行操作。搭建用戶界面，生產過程有兩種：XML配置和直接使用代碼，生產之后便是界面進行相關的UI設計和布局。最后需要了解各大構件以及通過數據存儲獲取各種資源文件。

4 基于Android操作系統的移動終端App開發安全環境

由于Android存在時間久，市場份額高，基于Android操作系統進行移動終端App的開發可以借鑒很多前輩開發者的經驗。而且Android本身在設計上就考慮得很全面，借助該平臺進行開發可以降低不少難度，工作量也會大大減少。但需要注意的是，Android的特點是開源，也就是提供一個開放的環境，并不會處處注重其他開發者可能對環境造成安全威脅的情況。相較于電腦這種桌面設備來說，移動智能設備受到的安全挑戰更大，面臨的情況更加嚴峻。所以開發者要注意管理和維護自身開發環境的安全，發現漏洞就要及時開展修補工作，開發的全程要保證安全性。

4.1 框架層安全

框架層安全需要借助Android的數字認證，也就是通過數字證書來保證安全。數字證書是SSL通信協議的核心，是安全領域的大招，由Certificate Authority發行，本質是一串數字，不過可以在互聯網中標記各方的身份信息。

4.2 代碼安全

開發者編寫的代碼要安全規范，對于軟件質量和安全性來說都是基礎。Android的開放性很強，終端開發容易遭受惡意攻擊，代碼也會被惡意反編譯，所以對代碼安全進行質量管控非常重要。開發者可以增加保護性的編程，通過混淆的代碼來保護代碼。在編程完畢之后，還要進行細致的安全審計。

4.3 權限管理

安卓在初期設計的時候就考慮到了權限方面的問題，并借鑒當時一些操作系統解決安全問題的經驗，對于權限的設定、授予進行了規范。開發者若想對權限進行管理，可以借助Android manifest.xml等配置文件，或者通過內部的權利管理機制設定。另外，也要避免網絡的隱藏威脅。如果要訪問移動數據，需要加入運行訪問的ACCESS NETWORK STATE條目。為防萬一，在用戶安裝App時也要提醒用戶檢查權限，提前規避可能遇到的風險。

5 結束語

科學技術的不斷發展給我們的生活帶來極大便利，尤其是當今的信息化時代之下，各種智能設備的出現更是提高了我們的生活質量，同時也對發展提出了新的要求。正是在此基礎之上，以Android操作系統為載體，推進移動終端App的開發研究顯得尤為必要，除了提升人類的生產生活水平之外，也讓移動終端App與Android操作系統更好地相適應，并推動著移動終端App的運用和Android操作系統的發展。

參考文獻：

[1] 李登科，王聰華.基于Android操作系統的移動終端APP開發研究[J].電腦編程技巧與維護，2020（9）：69-70.

[2] 唐翔.基于Android平臺的某景點移動端旅游軟件系統設計與實現[D].成都：電子科技大學，2020.

[3] 楊樂.基于權限的Android惡意軟件檢測方法研究[D].天津：天津理工大學，2020.

[4] 吳明瑞，王莉軍.基于Android操作系統的移動終端APP開發研究[J].數字通信世界，2019（2）：113.

收稿日期：2021-05-06

作者簡介：姚雅峰，女，天津人，講師，碩士，主要研究方向為計算機軟件技術、計算機應用技術。