Android

https://developer.android.google.cn/

核心特性

系统架构

Android 系统架构分为五个层次，从底层到顶层依次为：

┌─────────────────────────────────────────────────┐
│        应用层 (Applications)                    │
│   联系人、浏览器、相机、设置等系统应用          │
├─────────────────────────────────────────────────┤
│    应用框架层 (Application Framework)           │
│   Activity Manager、Content Providers、        │
│   View System、Package Manager 等              │
├─────────────────────────────────────────────────┤
│    Android 运行时层 (Android Runtime)           │
│   Core Libraries + Dalvik/ART 虚拟机            │
├─────────────────────────────────────────────────┤
│    原生库层 (Native Libraries)                 │
│   OpenGL ES、SQLite、WebKit、libc 等           │
├─────────────────────────────────────────────────┤
│    硬件抽象层 (HAL)                             │
│   Camera、Bluetooth、Sensors 等硬件接口         │
├─────────────────────────────────────────────────┤
│      Linux 内核层 (Linux Kernel)               │
│   内存管理、进程管理、驱动程序、安全机制        │
└─────────────────────────────────────────────────┘

主要特性

开放性：开源移动操作系统，支持自由定制和分发
应用生态：Google Play 商店拥有数百万款应用
多任务处理：支持后台应用运行和快速切换
通知系统：统一的通知管理机制
Google 服务集成：Google Play Services、GCM/FCM 推送
设备多样性：手机、平板、手表、电视、汽车等多种设备类型

版本演进

版本	代号	API 级别	发布时间	主要特性
Android 15	Vanilla Ice Cream	35	2024	私密空间、预测返回、健康连接
Android 14	Upside Down Cake	34	2023	分区存储改进、PhotoPicker
Android 13	Tiramisu	33	2022	通知权限、照片选择器
Android 12	Snow Cone	31	2021	Material You 设计语言
Android 11	Red Velvet Cake	30	2020	气泡对话、屏幕录制
Android 10	Quince Tart	29	2019	暗黑模式、隐私增强

系统配置与管理

系统设置

bash

# 通过 adb 查看系统属性
adb shell getprop ro.build.version.sdk        # 获取 SDK 版本
adb shell getprop ro.product.model            # 获取设备型号
adb shell getprop ro.build.version.release    # 获取 Android 版本
adb shell getprop ro.build.fingerprint        # 获取系统指纹

# 通过 adb 设置属性（需要 root）
adb shell setprop debug.myapp.enabled 1

开发者选项

bash

# 启用开发者选项
adb shell settings put global development_settings_enabled 1

# 开启 USB 调试
adb shell settings put global usb_debugging_enabled 1

# 开启动画缩放
adb shell settings put global window_animation_scale 0.75
adb shell settings put global transition_animation_scale 0.75
adb shell settings put global animator_duration_scale 0.75

# 显示触摸操作
adb shell settings put system show_touches 1
adb shell settings put system pointer_location 1

# 开启 GPU 渲染分析
adb shell settings put global hw_ui_layer_mode 1

应用管理

bash

# 列出所有已安装应用
adb shell pm list packages                          # 所有应用
adb shell pm list packages -s                       # 系统应用
adb shell pm list packages -3                       # 第三方应用
adb shell pm list packages -i                       # 包含安装信息

# 安装/卸载应用
adb install -r app.apk          # 覆盖安装
adb install --bundle AAB        # 通过 App Bundle 安装
adb install -g app.apk          # 授予所有权限
adb uninstall com.example.app   # 卸载应用
adb uninstall -k com.example.app # 卸载但保留数据

# 清除应用数据
adb shell pm clear com.example.app

# 查看应用信息
adb shell dumpsys package com.example.app
adb shell dumpsys package com.example.app | grep version

权限管理

bash

# 查看应用权限
adb shell dumpsys package com.example.app | grep permission

# 授予权限
adb shell pm grant com.example.app android.permission.CAMERA
adb shell pm grant com.example.app android.permission.READ_CONTACTS

# 撤销权限
adb shell pm revoke com.example.app android.permission.CAMERA

# 查看运行时权限状态
adb shell dumpsys package com.example.app | grep -A 5 "runtime permissions"

命令行工具

ADB 常用命令

bash

# 设备连接
adb devices                          # 列出设备
adb devices -l                       # 详细列表
adb connect 192.168.1.100:5555       # 通过 WiFi 连接
adb usb                              # USB 模式

# 文件传输
adb push local/path /sdcard/         # 推送文件到设备
adb pull /sdcard/file local/         # 从设备拉取文件

# 应用安装
adb install app.apk
adb install-multiple base.apk split_config.xx.apk  # 分包安装

# 端口转发
adb forward tcp:8080 tcp:8080        # 本地端口转发
adb reverse tcp:8080 tcp:8080        # 设备端口转发

# 日志管理
adb logcat                          # 查看日志
adb logcat -d                       # 打印当前日志并退出
adb logcat -c                       # 清除日志缓存
adb logcat -s MainActivity          # 过滤标签
adb logcat *:E                       # 只显示 Error 级别
adb logcat -f /sdcard/log.txt       # 输出到文件

# 截图和录屏
adb shell screencap /sdcard/screen.png
adb pull /sdcard/screen.png
adb shell screenrecord /sdcard/video.mp4
adb shell screenrecord --time-limit 30 --size 720x1280

# 模拟按键
adb shell input keyevent 26         # 电源键
adb shell input keyevent 4          # 返回键
adb shell input keyevent 3          # Home 键
adb shell input text "Hello World"  # 输入文本

# 模拟触摸
adb shell input tap 500 500         # 点击坐标
adb shell input swipe 100 500 400 500  # 滑动

Fastboot 命令

bash

# 进入 fastboot 模式
adb reboot bootloader

# 设备管理
fastboot devices                    # 列出设备
fastboot oem unlock                 # 解锁 bootloader
fastboot oem lock                   # 锁定 bootloader

# 刷机操作
fastboot flash boot boot.img        # 刷入 boot 分区
fastboot flash system system.img    # 刷入 system 分区
fastboot flash userdata userdata.img # 刷入 userdata 分区
fastboot flash recovery recovery.img # 刷入 recovery 分区
fastboot update update.zip          # 通过 OTA 包更新

# 擦除分区
fastboot erase cache
fastboot erase userdata

# 重启
fastboot reboot
fastboot reboot recovery
fastboot reboot bootloader

Shell 交互

bash

# 进入设备 shell
adb shell

# 常用 Linux 命令
adb shell ls -la /sdcard/
adb shell cd /data/data && ls
adb shell cat /proc/meminfo
adb shell top -m 5                 # 查看进程
adb shell ps -A | grep com.example
adb shell kill -9 <pid>            # 杀死进程

# 文件操作
adb shell mkdir -p /sdcard/newdir
adb shell cp /sdcard/source /sdcard/dest
adb shell mv /sdcard/source /sdcard/dest
adb shell rm -rf /sdcard/temp
adb shell chmod 755 /data/local/tmp/script.sh

# 系统服务
adb shell service list              # 列出所有服务
adb shell service call phone 1 s16 "12345678901"  # 拨打电话
adb shell service call alarm 2 i32 300  # 设置闹钟

# dumpsys 系统诊断
adb shell dumpsys                  # 所有系统服务信息
adb shell dumpsys activity         # Activity 管理器
adb shell dumpsys meminfo          # 内存信息
adb shell dumpsys battery          # 电池状态
adb shell dumpsys wifi             # WiFi 状态
adb shell dumpsys input            # 输入系统
adb shell dumpsys power            # 电源管理

开发环境配置

Java 环境

bash

# 查看 Java 版本
java -version
javac -version

# 设置 JAVA_HOME（Windows）
[Environment]::SetEnvironmentVariable("JAVA_HOME", "C:\Program Files\Java\jdk-17", "Machine")
$env:PATH = "$env:JAVA_HOME\bin;$env:PATH"

# Android Studio 使用特定 JDK
# File -> Project Structure -> JDK Location
# 推荐使用 JDK 17 (LTS)

Android SDK 管理

bash

# 查看 SDK 管理器
sdkmanager --list                   # 列出可用包
sdkmanager --list_installed         # 已安装包
sdkmanager --list_updates           # 可更新包

# 安装组件
sdkmanager "platforms;android-34"
sdkmanager "build-tools;34.0.0"
sdkmanager "platform-tools"

# 安装命令行工具
sdkmanager "cmdline-tools;latest"

# 接受许可证
sdkmanager --licenses
yes | sdkmanager --licenses

# 更新 SDK
sdkmanager --update

Gradle 配置

groovy

// build.gradle (Project)
plugins {
    id 'com.android.application' version '8.2.0' apply false
    id 'org.jetbrains.kotlin.android' version '1.9.20' apply false
}

tasks.register('clean', Delete) {
    delete rootProject.buildDir
}

// build.gradle (Module)
android {
    namespace 'com.example.myapp'
    compileSdk 34

    defaultConfig {
        applicationId "com.example.myapp"
        minSdk 24
        targetSdk 34
        versionCode 1
        versionName "1.0"

        testInstrumentationRunner "androidx.test.runner.AndroidJUnitRunner"
    }

    buildTypes {
        release {
            minifyEnabled true
            proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android-optimize.txt'), 'proguard-rules.pro'
        }
        debug {
            debuggable true
            applicationIdSuffix ".debug"
        }
    }

    compileOptions {
        sourceCompatibility JavaVersion.VERSION_17
        targetCompatibility JavaVersion.VERSION_17
    }

    kotlinOptions {
        jvmTarget = '17'
    }

    buildFeatures {
        viewBinding true
        buildConfig true
    }

    lint {
        abortOnError false
        warningsAsErrors false
        checkDependencies true
    }
}

dependencies {
    implementation 'androidx.core:core-ktx:1.12.0'
    implementation 'androidx.appcompat:appcompat:1.6.1'
    implementation 'com.google.android.material:material:1.11.0'
    implementation 'androidx.constraintlayout:constraintlayout:2.1.4'
    testImplementation 'junit:junit:4.13.2'
    androidTestImplementation 'androidx.test.ext:junit:1.1.5'
    androidTestImplementation 'androidx.test.espresso:espresso-core:3.5.1'
}

properties

# gradle.properties
org.gradle.jvmargs=-Xmx2048m -Dfile.encoding=UTF-8
android.useAndroidX=true
kotlin.code.style=official
android.nonTransitiveRClass=true
org.gradle.parallel=true
org.gradle.caching=true

properties

# gradle/wrapper/gradle-wrapper.properties
distributionBase=GRADLE_USER_HOME
distributionPath=wrapper/dists
distributionUrl=https\://services.gradle.org/distributions/gradle-8.2-bin.zip
zipStoreBase=GRADLE_USER_HOME
zipStorePath=wrapper/dists

环境变量配置

bash

# Windows (PowerShell)
# 设置 ANDROID_HOME
[Environment]::SetEnvironmentVariable("ANDROID_HOME", "C:\Users\$env:USERNAME\AppData\Local\Android\Sdk", "Machine")
[Environment]::SetEnvironmentVariable("ANDROID_SDK_ROOT", "C:\Users\$env:USERNAME\AppData\Local\Android\Sdk", "Machine")
$env:PATH = "$env:ANDROID_HOME\platform-tools;$env:ANDROID_HOME\cmdline-tools\latest\bin;$env:PATH"

# Linux/macOS (bash/zsh)
export ANDROID_HOME="$HOME/Android/Sdk"
export ANDROID_SDK_ROOT="$HOME/Android/Sdk"
export PATH="$PATH:$ANDROID_HOME/platform-tools"
export PATH="$PATH:$ANDROID_HOME/cmdline-tools/latest/bin"

构建命令

bash

# Debug 构建
./gradlew assembleDebug

# Release 构建
./gradlew assembleRelease

# 运行测试
./gradlew test
./gradlew connectedAndroidTest

# 代码检查
./gradlew lint
./gradlew ktlintCheck

# 清理构建
./gradlew clean

# 构建所有变体
./gradlew build

# 查看依赖树
./gradlew app:dependencies

# 构建报告
./gradlew build --info
./gradlew build --stacktrace

常见操作与技巧

性能优化

bash

# 分析应用启动时间
adb shell am start -W -n com.example/.MainActivity
# 输出：
# Starting: Intent { cmp=com.example/.MainActivity }
# Status: ok
# LaunchState: COLD
# Activity: com.example/.MainActivity
# TotalTime: 523
# WaitTime: 536

# 分析布局性能
adb shell dumpsys activity activities | grep -E "mResumedActivity|mFocusedActivity"
adb shell dumpsys gfxinfo com.example

# 重置 gfxinfo 数据
adb shell dumpsys gfxinfo com.example reset

# 分析内存使用
adb shell dumpsys meminfo com.example
adb shell dumpsys meminfo --package com.example

# 获取内存快照
adb shell am dumpheap com.example /sdcard/heap.hprof
adb pull /sdcard/heap.hprof

# 分析电池使用
adb shell dumpsys batterystats > batterystats.txt
adb shell bugreport > bugreport.zip

调试技巧

bash

# 查看布局层次结构
adb shell dumpsys activity activities

# 调试布局
adb shell setprop debug.layout true
adb shell settings put global force_debuggable 1

# 网络调试
adb shell settings put global http_proxy 192.168.1.100:8888

# 数据库检查
adb shell sqlite3 /data/data/com.example/databases/app.db
# .tables
# .schema
# SELECT * FROM users;

# SharedPreferences 检查
adb shell dumpsys package com.example | grep -A 10 "Preference"
adb shell cat /data/data/com.example/shared_prefs/settings.xml

# 捕获 ANR
adb pull /data/anr/traces.txt

# 获取应用崩溃日志
adb logcat | grep -E "FATAL|AndroidRuntime|CRASH"

设备管理

bash

# 模拟各种状态
adb shell settings put global airplane_mode_on 1
adb shell am broadcast -a android.intent.action.AIRPLANE_MODE

# 模拟位置
adb shell gps set 37.7749 -122.4194

# 模拟网络条件
adb shell settings put global network_scoring_ui_enabled 1
adb shell cmd netpolicy add restrict-background uid 10086

# 模拟电池状态
adb shell dumpsys battery unplug
adb shell dumpsys battery reset

# 设置电池电量
adb shell dumpsys battery set level 50
adb shell dumpsys battery set status charging

备份与恢复

bash

# 使用 adb backup
adb backup -f backup.ab -apk -system com.example

# 恢复备份
adb restore backup.ab

# 使用 Android Backup Service
# 需要实现 BackupAgent
public class MyBackupAgent extends BackupAgent {
    @Override
    public void onBackup(ParcelFileDescriptor oldState,
                         BackupDataOutput data,
                         ParcelFileDescriptor newState) throws IOException {
        // 备份逻辑
    }

    @Override
    public void onRestore(BackupDataInput data,
                          int appVersionCode,
                          ParcelFileDescriptor newState) throws IOException {
        // 恢复逻辑
    }
}

最佳实践

应用架构推荐

kotlin

// 遵循 Clean Architecture 原则
// Presentation Layer
@Composable
fun MainScreen(viewModel: MainViewModel = hiltViewModel()) {
    val state by viewModel.uiState.collectAsState()
    // UI 实现
}

// Domain Layer
class GetUserUseCase(private val repository: UserRepository) {
    suspend operator fun invoke(userId: String): Result<User> {
        return repository.getUser(userId)
    }
}

// Data Layer
class UserRepositoryImpl(
    private val localDataSource: UserLocalDataSource,
    private val remoteDataSource: UserRemoteDataSource
) : UserRepository {
    override suspend fun getUser(userId: String): Result<User> {
        return try {
            val user = remoteDataSource.fetchUser(userId)
            localDataSource.cacheUser(user)
            Result.success(user)
        } catch (e: Exception) {
            val cached = localDataSource.getCachedUser(userId)
            cached?.let { Result.success(it) } ?: Result.failure(e)
        }
    }
}

性能优化技巧

kotlin

// 1. 使用协程处理异步操作
viewModelScope.launch {
    val data = withContext(Dispatchers.IO) {
        repository.fetchData()
    }
    _uiState.value = data
}

// 2. 避免内存泄漏
class MyFragment : Fragment() {
    private var binding: FragmentBinding? = null

    override fun onDestroyView() {
        super.onDestroyView()
        binding = null  // 防止内存泄漏
    }
}

// 3. 使用懒加载
private val viewModel: MainViewModel by viewModels()

// 4. 优化列表加载
RecyclerView.Adapter<VH>().apply {
    setHasStableIds(true)
}

// 5. 资源优化
// 使用 vector drawable
// 实现图片加载库（如 Coil、Glide）
// 压缩资源文件

安全性最佳实践

kotlin

// 1. 使用加密存储
val sharedPrefs = EncryptedSharedPreferences.create(
    context,
    "secure_prefs",
    MasterKey.Builder(context)
        .setKeyScheme(MasterKey.KeyScheme.AES256_GCM)
        .build(),
    EncryptedSharedPreferences.PrefKeyEncryptionScheme.AES256_SIV,
    EncryptedSharedPreferences.PrefValueEncryptionScheme.AES256_GCM
)

// 2. 网络安全配置
// res/xml/network_security_config.xml
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<network-security-config>
    <base-config cleartextTrafficPermitted="false">
        <trust-anchors>
            <certificates src="system" />
        </trust-anchors>
    </base-config>
    <domain-config cleartextTrafficPermitted="true">
        <domain includeSubdomains="true">10.0.2.2</domain>
    </domain-config>
</network-security-config>

// 3. ProGuard 规则
-keepattributes Signature
-keepattributes *Annotation*
-keep class com.example.model.** { *; }
-keepclassmembers class com.example.model.** { *; }

发布流程

bash

# 1. 版本管理
# 更新 versionName 和 versionCode
# AndroidManifest.xml 或 build.gradle

# 2. 构建 Release APK
./gradlew assembleRelease

# 3. 生成签名
keytool -genkey -v -keystore my-release-key.keystore \
    -alias alias_name -keyalg RSA -keysize 2048 -validity 10000

# 4. 对齐优化
zipalign -v 4 app-release-unaligned.apk app-release.apk

# 5. 生成 AAB (Android App Bundle)
./gradlew bundleRelease

# 6. 使用 App Signing
# 上传 .keystore 到 Google Play Console
# Google Play 会自动优化 APK

常见问题解决

ADB 连接问题

bash

# 设备未识别
adb kill-server
adb start-server
adb devices

# 授权问题
# 在设备上撤销 USB 调试授权
# 重新连接并接受调试授权

# USB 驱动问题
# 安装 Google USB Driver 或 OEM 驱动

# WiFi 连接
adb tcpip 5555
adb connect <device_ip>:5555

构建问题

bash

# 清理 Gradle 缓存
rm -rf ~/.gradle/caches/
rm -rf build/ app/build/

# 同步项目
./gradlew --refresh-dependencies

# 查看详细错误
./gradlew build --stacktrace --info

# 内存不足
# 修改 gradle.properties
org.gradle.jvmargs=-Xmx4096m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError

性能问题排查

bash

# 布局渲染慢
adb shell dumpsys gfxinfo com.example framestats

# 内存泄漏
# 使用 Android Studio Profiler
# MAT (Memory Analyzer Tool) 分析 hprof 文件

# 卡顿问题
# 开启 GPU 渲染分析
adb shell setprop debug.hwui.profile true
adb shell setprop debug.hwui.profile visual_bars

# 启动慢
# 使用 Android App Startup Library
# 延迟初始化非必要组件

Android ​

核心特性 ​

系统架构 ​

主要特性 ​

版本演进 ​

系统配置与管理 ​

系统设置 ​

开发者选项 ​

应用管理 ​

权限管理 ​

命令行工具 ​

ADB 常用命令 ​

Fastboot 命令 ​

Shell 交互 ​

开发环境配置 ​

Java 环境 ​

Android SDK 管理 ​

Gradle 配置 ​

环境变量配置 ​

构建命令 ​

常见操作与技巧 ​

性能优化 ​

调试技巧 ​

设备管理 ​

备份与恢复 ​

最佳实践 ​

应用架构推荐 ​

性能优化技巧 ​

安全性最佳实践 ​

发布流程 ​

常见问题解决 ​

ADB 连接问题 ​

构建问题 ​

性能问题排查 ​

Android

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权限管理

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Java 环境

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