本节书摘来自异步社区《Android开发进阶：从小工到专家》一书中的第1章，第1.1节Activity，作者 何红辉，更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看
第1章 Android的构成基石—四大组件
Android开发进阶：从小工到专家
由于本书的目标读者是有一定Android基础的开发人员，因此，本章不再介绍Android系统的架构、历史等知识，而是直接切入主题，从讲解Android的四大组件开始，然后一步一步深入学习开发中的重要知识点，使得我们能够从基本原理层面掌握Android开发基础知识。
Android中最重要的是四大组件，即Activity、Service、ContentProvider和Broadcast。这4个组件分工明确，共同构成了可重用、灵活、低耦合的Android系统。Activity负责UI元素的加载与页面之间的跳转，代表了一个页面单元；Service负责与UI无关的工作，如在后台执行耗时操作等；ContentProvider负责存储、共享数据，使得数据可以在多个应用之间共享；Broadcast则是在各个组件、应用之间进行通信，简化了Android开发中的通信问题。
下面就来简单学习一下这四大开发组件。
1.1 Activity
Activity在应用中的表现就是一个用户界面，它会加载指定的布局文件来显示各种UI元素，例如TextView、Button、ImageView、ListView等，并且为这些UI元素设置事件处理函数，使得用户可以与这些UI进行交互。同时，Activity还可以在不同的Activity之间跳转，将不同的页面串连在一起，共同完成特定的操作流程。每个应用都是由一个或者多个Activity组成，它是Android应用程序中不可缺少的部分。
应用启动时会加载一个默认的Activity，这个Activity在AndroidManifest.xml中会被设置为如下intent-filter：
<intent-filter>
<action android:name="android.intent.action.MAIN" />
<category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
</intent-filter>
每个Activity都有生命周期，在不同的阶段会回调不同的生命周期函数，Activity的生命周期函数有如下几个。
1．onCreate()
相信这是开发者见过次数最多的函数，我们在创建继承自Activity的类时都会默认生成这个函数。它会在Activity第一次被创建时调用，通常会在这个函数中完成Activity的初始化操作，如设置布局、初始化视图、绑定事件等。
2．onStart()
这个函数在Activity的onCreate函数调用之后被调用，此时的Activity还处在不可见状态，它的下一个状态就是Activity变得可见的时候，也就是这个函数在Activity可见之前被调用。
3．onResume()
这个函数在Activity变为可见时被调用，执行完onResume之后，Activity就会请求AMS渲染它所管理的视图。此时的Activity一定位于返回栈的栈顶，并且处于运行状态。
4．onPause()
这个函数在系统准备去启动或者恢复另一个Activity时调用，也就是在Activity即将从可见状态变为不可见时。我们通常会在这个函数中将一些消耗CPU的资源释放掉，以及保存一些关键数据。
5．onStop()
这个函数在Activity完全不可见时调用。它和onPause()函数的主要区别在于，如果新启动的Activity是一个对话框式的Activity，那么onPause()函数会得到执行，而onStop() 函数并不会执行。
6．onDestroy()
这个函数在Activity被销毁之前调用，之后Activity的状态将变为销毁状态。
7．onRestart()
这个函数在Activity由停止状态重新变为运行状态之前调用，也就是Activity被重新启动了。
从onCreate()函数到onDestroy()函数运行的时期就是一个Activity的完整生命周期。一般情况下。我们会在一个Activity的onCreate()函数中完成各种初始化操作，而在onDestroy()函数中完成释放内存的操作。然而并不是各个时期Activity都是可见的，只有onResume()函数和onStop()函数之间的Activity是可见的，在Activity可见期内，用户可以与Activity进行交互，完成所需的功能。
为了帮助读者能够更好地理解，Android 官方提供了一个Activity生命周期的示意图，如图1-1所示。
1.1.1 Activity的构成
Activity的构成并不是一个Activity对象再加上一个布局文件那么简单，在Activity和开发人员设置的视图之间还隔着两层。实际上视图会被设置给一个Window类，这个Window中含有一个DecorView，这个DecorView才是整个窗口的顶级视图。开发人员设置的布局会被设置到这个DecorView的mContentParent布局中。也就是说Android中实际上内置了一些系统布局文件xml，我们在xml中定义的视图最终会被设置到这些系统布局的特定节点之下，这样就形成了整个DecorView。结构如图1-2所示。
从图1-2中可以看到，我们的Activity之下有一个PhoneWindow，这个PhoneWindow是Window的实现类，然后Window之下包含一个DecorView，DecorView实际上是页面的顶级视图，它从一些系统布局中加载，并且在运行时将开发人员设置给Activity的布局资源添加到系统布局的mContentParent中。这样一来，用户界面就被添加到系统布局中了，而系统布局会为我们设置好标题栏区域等。
下面就是一个名为screen_title的系统布局xml文件：
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
android:orientation="vertical"
android:fitsSystemWindows="true">
<!-- Popout bar for action modes -->
<ViewStub android:id="@+id/action_mode_bar_stub"
android:inflatedId="@+id/action_mode_bar"
android:layout="@layout/action_mode_bar"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="wrap_content"
android:theme="?attr/actionBarTheme" />
<FrameLayout
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="?android:attr/windowTitleSize"
style="?android:attr/windowTitleBackgroundStyle">
<TextView android:id="@android:id/title"
style="?android:attr/windowTitleStyle"
android:background="@null"
android:fadingEdge="horizontal"
android:gravity="center_vertical"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent" />
</FrameLayout>
<!—这里就是开发人员设置的布局所填充的位置-->
<FrameLayout android:id="@android:id/content"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="0dip"
android:layout_weight="1"
android:foregroundGravity="fill_horizontal|top"
android:foreground="?android:attr/windowContentOverlay" />
</LinearLayout>
上述xml文件中包含了actionbar和标题栏区域，下面就是开发人员设置给Activity的布局区域，这个区域被添加到名为content的布局中，而这整个screen_title.xml又是DecorView的子视图，因此，最终用户界面会显示为标题栏、开发人员设置的界面。例如我们的Activity布局代码如下：
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools" android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin"
android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin"
android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin"
android:gravity="center"
android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin"
tools:context=".MainActivity">
<TextView android:text="@string/hello_world" android:layout_width="wrap_content"
android:textSize="30sp"
android:gravity="center"
android:layout_height="wrap_content" />
</RelativeLayout>
该布局的根视图为RelativeLayout，其中只有一个居中的TextView。运行后的界面如图1-3所示。
jtm_chap01显示的区域就是id为title的TextView，而Hello World就是content布局下的一个子视图。当Activity的onResume函数被调用之后，用户界面就显示在我们面前了。
1.1.2 Activity的4种启动模式
每个应用程序都是由一个或者多个Activity组成，因此，Android内部使用通过回退栈来管理Activity实例。栈是一种后进先出的集合，对于Android来说，当前显示的Activity就在栈顶，当用户点击后退键或者点击应用上的返回按钮，系统就会将栈顶的Activity出栈，此时原来栈顶下的Activity就会变为栈顶显示到设备上。
然而事情可能并不是那么简单，在一些特殊情况下我们可能需要对Activity实例做一些特殊的处理，例如，为了避免重复创建Activity，我们要求一个Activity只有一个实例。好在Android系统为我们提供了这些功能，也就是我们本节要说的Activity的4个启动模式。用户可以在AndroidManifext.xml注册Activity时设置它的启动模式，例如：
<activity
android:name=".MyActivity"
android:launchMode=" singleTask"
android:label="@string/app_name" >
</activity>
Activity的启动模式有4个，分别为standard、singleTop、singleTask、singleInstance，下面我们逐个介绍它们。
1．standard（标准启动模式）
这是Activity的标准启动模式，也是Activity的默认启动模式。在这种模式下启动的Activity可以被多次实例化，即在同一个任务栈中可以存在多个Activity实例，每个实例都会处理一个Intent对象。如果ActivityA的启动模式为standard，并且已经有一个ActivityA被启动，在该ActivityA中调用startActivity时会启动一个新的ActivityA实例。栈的变化如图1-4所示。
如果ActivityA是一个非常耗资源的类，那么将会使它所依附的应用消耗更多的系统资源。
2．singleTop
如果一个以singleTop模式启动的Activity的实例已经存在于任务栈的栈顶，那么再启动这个Activity时，不会创建新的实例，而是重用位于栈顶的那个实例，并且会调用该实例的onNewIntent()函数将Intent对象传递到这个实例中。例如，ActivityA的启动模式为singleTop，并且ActivityA的一个实例已经存在于栈顶中。那么再调用startActivity启动另一个ActivityA时，不会再次创建ActivityA的实例，而是重用原来的实例，并且调用原来实例的onNewIntent()函数。此时任务桟中还是这一个ActivityA的实例。栈内变化如图1-5所示。
如果以singleTop模式启动的Activity的一个实例已经存在于任务桟中，但是不在桟顶，那么它的行为和standard模式相同也会创建一个新的实例。栈内变化如图1-6所示。
3．singleTask
singleTask模式是常用的启动模式，如果一个Activity设置了该启动模式，那么在一个任务栈中只能有一个该Activity的实例。如果任务栈中还没有该Activity，会新创建一个实例并放在栈顶。但是，如果已经存在Activity，系统会销毁处在该 Activity上的所有Activity，最终让该 Activity实例处于栈顶。最终让该 Activity实例处于栈顶，同时回调该Activity的onNewIntent()函数。栈内变化如图1-7所示。
4．singleInstance
设置了singleInstance模式的Activity会在一个独立的任务中开启，并且这个新的任务中有且只有这一个实例，也就是说被该实例启动的其他Activity会自动运行于另一个任务中。当再次启动该Activity实例时，会重用已存在的任务和实例。并且会调用该实例的onNewIntent()函数，将Intent实例传递到该实例中。
和singleTask不同的是，同一时刻在系统中只会存在一个这样的Activity实例，而singleTask模式的Activity是可以有多个实例的，只要这些Activity在不同的任务栈中即可，例如，应用A启动了一个启动模式为singleTask的ActivityA，应用B又通过Intent想要启动一个ActivityA，此时由于应用A和应用B都有自己的任务栈，因此，在这两个任务栈中分别都有一个ActivityA示例。而singleInstance能够保证Activity在系统中只有一个实例，不管多少应用要启动该Activity，这个Activity有且只有一个，如图1-8所示。
1.1.3 FragmentActivity与Fragment
为了更好地运用越来越大的屏幕控件，Android在3.0版本引入了Fragment，它可以像Activity一样包含布局。不同的是Fragment是被嵌套在Activity中使用，它作为一个更大粒度的UI单元。如果需要兼容低于Android 3.0的系统，那么开发人员需要引用android-support-v4的jar包才能使用Fragment功能。
假如有这样的场景：我们的新闻应用含有两个Activity，第一个Activity是显示新闻标题、概要信息的列表，当用户点击这些标题时进入该新闻的详情页面进行阅读。
这是一个再普通不过的场景，但是这样做真的合适吗？我们是否能够简化用户的操作？
答案是：必须的！
Fragment就是为了应对这种情况而出现的，我们可以使用两个Fragment，Fragment1包含了一个新闻标题的列表，每行显示一个新闻的标题；Fragment2则展示这条新闻的详细内容。如果现在程序运行在竖屏模式的平板电脑或手机上，Fragment 1可能嵌入在一个Activity中，而Fragment 2可能嵌入在另一个Activity中，如图1-9所示。
而如果现在程序运行在横屏模式的平板电脑上，两个Fragment就可以嵌入在同一个Activity中，如图1-10所示。
就目前开发来说，使用Fragment已经成为流行的开发方式，尽管在它的support v4中存在各种各样的Bug，以至于Square这样的公司举起了声讨Fragment的大旗，但是也不能阻止Fragment“驰骋”在大屏幕手机盛行的时代。
