Android开发合集

概述

Android是基于Linux开发的一款优秀的操作系统，尤其适用于在手机端使用，目前也是用户数量最多的操作系统。本文从实用角度出发，给出一些使用的项目代码记录。

Android Studio安装

最简单粗暴的办法，在HTTP Proxy设置中，直接使用Auto-detect proxy settings，然后用本机的任何上网代理即可。这也是最稳定的办法。
- 但一定要在第一次安装运行前就准备好代理，否则可能出现包安装不完整导致的一系列非常奇怪的问题。
- android studio的代理（SDK）和gradle代理（各类第三方库）并不是同一回事，在settings.gradle中还可以选择所使用的代码仓库的URL
或者你也可以选择配置镜像：由于Android SDK存在版权问题，这里要搜索下可以使用的镜像源（清华TUNA在撰写本文时并不能使用）。可以使用中科院开源协会，填写如下图。
由于Android Studio更新较快，新版本可能出现问题，建议在出现难以解决的问题的时候，可以使用低版本重试

编译篇

SDK

SDK Build Tool

Gradle配置

概述
1. 全局配置是gradle.properties，位于用户目录的.gradle/下
2. 项目配置是gradle-wrapper.properties，位于项目下

代理：注意http和https都必须写上

#代理服务器IP/域名
systemProp.http.proxyHost=127.0.0.1
#代理服务器端口
systemProp.http.proxyPort=10809
#代理服务器IP/域名
systemProp.https.proxyHost=127.0.0.1
#代理服务器端口
systemProp.https.proxyPort=10809

build.gradle示例

plugins {
    id 'com.android.application'
}

android {
    compileSdk 32

    defaultConfig {
        applicationId "com.afclab.pr_tpuservice"
        minSdk 23
        targetSdk 32
        versionCode 1
        versionName "1.0"

        testInstrumentationRunner "androidx.test.runner.AndroidJUnitRunner"

        // 自定义字段，将会最终写入到BuildConfig.java中
        buildConfigField("String","BUILD_TIME","\""+getBuildDate()+"\"")
    }


    // apk签名配置
    signingConfigs {
        release {
            storeFile file('../yourKey.jks')
            storePassword 'yourPassword'
            keyAlias 'yourKeyAlias'
            keyPassword 'yourKeyPassword'
        }
    }

    // 不同构建类型的配置
    buildTypes {
        debug {
            signingConfig signingConfigs.release
        }

        release {
            minifyEnabled false
            proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android-optimize.txt'), 'proguard-rules.pro'
            signingConfig signingConfigs.release
        }
    }
    compileOptions {
        sourceCompatibility JavaVersion.VERSION_1_8
        targetCompatibility JavaVersion.VERSION_1_8
    }
}

dependencies {

    implementation 'androidx.appcompat:appcompat:1.4.2'
    implementation 'com.google.android.material:material:1.6.1'
    implementation 'androidx.constraintlayout:constraintlayout:2.1.4'
    testImplementation 'junit:junit:4.13.2'
    androidTestImplementation 'androidx.test.ext:junit:1.1.3'
    androidTestImplementation 'androidx.test.espresso:espresso-core:3.4.0'
    // 在线下载的依赖
    implementation 'com.github.licheedev:Android-SerialPort-API:2.0.0'
    // 本地下载好的依赖
    implementation fileTree(dir: '..\\3rdParty', include: ['*.aar', '*.jar'], exclude: [])
    implementation 'com.google.code.gson:gson:2.9.1'
    implementation 'com.squareup.okhttp:okhttp:2.7.5'
    // 对本地其他项目的依赖
    implementation project(path: ':pr-common')
}

// 自定义函数要写在做外侧
String getBuildDate() {
    TimeZone.setDefault(TimeZone.getDefault().getTimeZone("GMT+8"));
    Date date =new Date();
    return date.toString();
}

调用外部C++库

关键词：
- JNI：Java Native Interface，作为Java代码和Native代码的桥梁，提供数据转换，接口映射等功能。注意虽然Native效率很高，但是JNI效率很低，因此要尽量避免频繁调用JNI层
- NDK（Native Develop Kit）：提供本地代码开发的各种工具（主要就是一个C/C++编译器和标准库）
主要方式
- 低难度：提供Java接口、so库。这意味着JNI代码已经写好了，使用者只需将so放到指定位置，调用Java接口即可
- 高难度：C/C++接口、so库。需要用户编写编译规则和JNI代码，难点主要在于接口名称映射。当然这一点如果使用Android Studio，选择新建NativeLibrary进行开发，自动化程度也已经非常高了
坑：
- 外部库的名字可以变动,调用加载时指定正确的名称即可，但是路径必须是固定的，而且要和so对应的CPU架构一致，如armeabi、armeabi-v7a、x86。
- 虽然一些基础的数据类型如jint、jbyte是可以直接使用的，但是数组、对象等类型，都需要使用jenv进行一定的转换，否则会发生无法预期的错误。比如未pin住对象内存，导致被GC回收，从而段错误退出。
参考

原理

四大组件：活动（Activity）、服务（Service）、广播接收者（BroadCast Receiver）、内容提供者（Content Provider）

代码应用

数据存储

五种主要方式
- SharePreferences：本质是xml文件
- SQLite
- Content Provider：唯一可以用于共享的办法，用一个uri标记资源，如content://路径/id
- File：一般用于大文件
- 网络存储

ListView

ListView容易出现卡顿问题，一定要做其中的View优化
最好准备完整的数据之后再进行setAdapter，减少触发数据变动
- 而且在回调中的数据变动，不一定会立刻影响到界面绘制
参考：
- Android最常用的控件ListView

权限获取

开机自启动

流程：配置监听权限、设置监听类、监听系统广播并启动
参考：设置程序开机自启动

Activity Manager Service

参考:
- Android7.1 AMS概述

跨线程通信

关键词：
- Handler：核心方法如sendMessage、handleMessage，用于发送、处理一个消息
- Looper：执行Handler的handleMessage所在的事件循环线程
- Message、Bundle：发送消息的数据结构
基本流程
- [可选]自定义Handler，尤其是handleMessage函数
- 创建Handler、创建Looper，启动Looper
- 将Handler发给不同的线程
- 各线程内自己组Message并发送

Camera2和TextureView

关键词
- 补充一张Camera2的类图
基本流程
- 为TextureView添加SurfaceViewListener
- 由于TextureView的SurfaceView在Listener的onAvailable阶段才可用，所以初始化需要放到该位置
- 根据需要调用capture拍照、或者setRepeatingRequest预览
难点
- 记得控制画面长宽
- 相机权限获取
- 保证使用到的各种所有变量都是类成员变量，尤其是Surface，不能作为函数局部变量，可能导致被GC回收从而引发异常
参考
- CAMERA2 API 采集视频并SURFACEVIEW、TEXTUREVIEW 预览
- Camera2 Camera1
- 预览同时ImageReader获取图片
- 基于Camera2实现边录制视频边实时分析图片
- Android Camera2 全屏预览+实时获取预览帧进行图像处理：这一篇讲了一些坑和处理方法
- ImageReader 丢帧卡顿
- ImageReader Surface 垃圾回收问题

无界面Service及通信

基本流程

根据需要继承Service、IntentService，实现必要的函数，并提供Binder、AIDL（Android Interface Define Language）

// Service主体
public class TPUService extends Service {
    private String TAG = "TPUService";

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        Log.i(TAG, "onCreate");
    }

    @Nullable
    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        Log.i(TAG, "onBind");
        // 在此处提供接口的具体实现
        return new TPUServiceInterface.Stub() {
            @Override
            public String ping() throws RemoteException {
                return "pong";
            }

            @Override
            public boolean reset() throws RemoteException {
                return false;
            }

            @Override
            public boolean init() throws RemoteException {
                return false;
            }

            @Override
            public String readCard() throws RemoteException {
                return null;
            }
        };
    }
}

// 接口主题（.aidl文件），该文件会被Android Studio自动转为java文件
interface TPUServiceInterface {
    String ping();
    boolean reset();
    boolean init();
    String readCard();
}

由于无界面，启动上一般需要设置开机启动、或者允许由其他程序启动，则其AndroidManifest.xml一般形如

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    package="com.afclab.pr_tpuservice">
    <!-- 自启动权限 -->
    <uses-permission android:name="android.permission.RECEIVE_BOOT_COMPLETED" />
    <application
        android:allowBackup="true"
        android:icon="@mipmap/ic_launcher"
        android:label="@string/app_name"
        android:roundIcon="@mipmap/ic_launcher_round"
        android:supportsRtl="true"
        android:theme="@style/Theme.PRTPUService">
        <!-- 接收启动完成广播信号 -->
        <receiver
            android:name="com.afclab.pr_tpuservice.OnBootBroadCast"
            android:enabled="true"
            android:exported="true">
            <intent-filter android:priority="1000">
                <action android:name="android.intent.action.BOOT_COMPLETED"></action>
            </intent-filter>
        </receiver>
        <!-- exported设置为true，允许其他应用启动 -->
        <service android:name=".TPUService" android:exported="true"/>
    </application>

</manifest>

自定义广播信号处理类，接收广播，并运行自定义Service，代码形如

public class OnBootBroadCast extends BroadcastReceiver {
    @Override
    public void onReceive(Context arg0, Intent arg1) {
        Intent mBootIntent = new Intent(arg0, TPUService.class);
        arg0.startService(mBootIntent);
    }
}

受安卓系统限制（Android3.1+），初次安装后如果不启动一次，则并不会真正监听启动信号。如果不由外部应用启动，则需要通过adb，手动启动一次，此后监听将会正式生效。

客户端使用

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    private String TAG = "MainActivity";
    private TPUServiceInterface mService = null;
    // 连接
    private ServiceConnection mConnection = new ServiceConnection() {
        @Override
        public void onServiceConnected(ComponentName componentName, IBinder iBinder) { //绑定Service成功后执行
            mService = TPUServiceInterface.Stub.asInterface(iBinder);//获取远程服务的代理对象，一个IBinder对象
            try {
                Log.i(TAG, mService.ping()); //调用远程服务的接口。
            } catch (RemoteException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        @Override
        public void onServiceDisconnected(ComponentName componentName) {
            mService = null;
        }
    };

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        Button connectButton = findViewById(R.id.service_connect);
        connectButton.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                // 必须要正确提供包名、服务名，并传递给Intent
                ComponentName componentName = new ComponentName("com.afclab.pr_tpuservice", "com.afclab.pr_tpuservice.TPUService");
                Intent intent = new Intent();
                intent.setComponent(componentName);
                boolean result = bindService(intent, mConnection, BIND_AUTO_CREATE);
                Log.i(TAG, "bind result: " + result);
            }
        });
    }
}

参考
- Android进程间通信
- Android Service的跨进程通信实战&Service/AIDL远程调用过程解析（Android Q）

ADB

概述：Android Debug Bridge，即ADB，安卓调试桥，可以通过ADB完成各种安装、调试、调用系统shell等能力。由于Android Studio有良好的调试工具，个人建议只把adb作为辅助手段，但是对于批量安装应用等场景，adb还是更有优势

一些指令

# 主机侧
adb root # 进入root
adb shell # 进入shell
adb connect x.x.x.x # 连接置顶ip的安卓设备
adb tcpip 5555 # 尝试打开对端5555端口连接
adb install -r xxx.apk # 覆盖安装
adb shell am start com.你的包路径/com.你的Activity # 启动普通程序
adb shell am startservice com.你的包路径/com.你的Service # 启动服务
adb shell screenrecord /存储/路径.mp4 # 录制屏幕
adb shell input ... # 模拟各类输入事件（键鼠等）
adb shell logcat >> xxx.txt # 将日志追加输出到指定文件
adb -s (ip):5555 shell # 指定连接

# 安卓shell侧
setprop service.adb.tcp.port 5555
pm list packages # 查看已安装的包
pm install 你的包路径 # 安装
pm uninstall 包名 # 卸载
am force-stop 包名 # 杀程序

# adb shell命令也都可以用在这里
# .. 可以使用其他部分linux指令

设置永久网络调试接口：adb实际上默认就是开启的，网络端口也是，可以直接尝试连接（首次连接也会需要安卓端确认）
- 参考：adb网络连接调试，重启之后失效

实用第三方库

repositories一般会添加：maven(jitpack.io),jcenter，方便查找正确的包

串口通信：com.github.licheedev:Android-SerialPort-API

坑

新建项目提示类似于：plugin com.android.application not found in any repositories
- 尚不清楚原理，但是大概率和gradle有关，建议删除默认gradle目录(C:/Users/你的名字/.gradle/)，完全重新下载。
- 其他的可能性包括：仓库中确实没有该版本、gradle和插件版本不兼容、gradle和gradle所用java版本不兼容（Gradle7.0+要求java11）、网路代理错误等
- 参考
设置整个Layout的背景是图片动画，会造成绘制掉帧
- 不应将图片直接放到drawable下面，而应当放到mipmap下
- 当然实际上也不推荐直接用图片做背景
安卓设备连接上USB设备时，必须使用弹出式的权限获取窗口来获取权限，不能自动授权。该权限是动态获取的，在AndroidManifest中无法进行静态获取。
Gson和Fastjson在对于byte[]的序列化方面，并不兼容，尽量使用同一种序列化方式。

参考资料

2022最新Android基础视频教程
Google官方文档
- Android Studio已经将文档融合进Android SDK源代码中，只需要安装项目所使用版本的SDK时同时安装其源代码即可

写在前面

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C/C++：内存对象模型

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函数式编程：合集