Java on Android：从基础到最佳实践

简介

在移动开发领域，Android 平台占据着重要地位。而 Java 作为 Android 开发的传统主力语言，为开发者提供了强大且成熟的编程环境。本文将全面介绍 Java on Android，涵盖基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践，助力读者在 Android 开发中熟练运用 Java。

目录

1. 基础概念
   • Android 架构与 Java 的关系
   • Java 运行环境在 Android 中的实现
2. 使用方法
   • 搭建开发环境
   • 创建 Android 项目
   • 在项目中编写 Java 代码
3. 常见实践
   • 用户界面交互
   • 数据存储与读取
   • 网络请求
4. 最佳实践
   • 代码结构优化
   • 性能优化
   • 内存管理
5. 小结
6. 参考资料

基础概念

Android 架构与 Java 的关系

Android 架构由多个层次组成，包括 Linux 内核层、系统运行库层、应用框架层和应用层。Java 主要在应用框架层和应用层发挥作用。Android 应用框架提供了一系列用 Java 编写的 API，开发者通过这些 API 来构建 Android 应用的用户界面、处理系统事件等。例如，Activity 类是 Android 应用中用于实现用户界面的重要组件，它就是基于 Java 语言编写的。

Java 运行环境在 Android 中的实现

早期，Android 使用 Dalvik 虚拟机（Dalvik VM）来运行 Java 代码。Dalvik VM 针对移动设备的资源限制进行了优化。后来，Android 引入了 Android Runtime（ART），ART 在性能和内存管理方面有了进一步提升。ART 在应用安装时会将 Java 字节码编译成本地机器码，从而提高应用的运行速度。

使用方法

搭建开发环境

1. 安装 Java Development Kit（JDK）：从 Oracle 官网下载适合你操作系统的 JDK 安装包，并按照提示进行安装。
2. 安装 Android Studio：这是 Google 官方推荐的 Android 开发 IDE。从 Android 官网下载安装包并安装。
3. 配置环境变量：在系统环境变量中配置 JAVA_HOME 指向 JDK 的安装目录，将 %JAVA_HOME%\bin 添加到 PATH 变量中。

创建 Android 项目

打开 Android Studio，点击 “Start a new Android Studio project”。在创建项目向导中，选择项目模板（如 “Empty Activity”），填写项目名称、包名等信息，然后点击 “Finish”。

在项目中编写 Java 代码

在 Android Studio 的项目导航栏中，找到 app/src/main/java 目录，这里存放着项目的 Java 代码。例如，创建一个新的 Java 类 MyClass：

package com.example.myproject;

public class MyClass {
    public String getMessage() {
        return "Hello from MyClass";
    }
}

在 Activity 中使用这个类：

package com.example.myproject;

import android.os.Bundle;
import android.widget.TextView;
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        MyClass myClass = new MyClass();
        String message = myClass.getMessage();

        TextView textView = findViewById(R.id.text_view);
        textView.setText(message);
    }
}

常见实践

用户界面交互

在 Android 中，使用 Java 与用户界面进行交互通常涉及到视图（View）的操作。例如，处理按钮点击事件：

package com.example.myproject;

import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.Toast;
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        Button button = findViewById(R.id.button);
        button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                Toast.makeText(MainActivity.this, "Button Clicked", Toast.LENGTH_SHORT).show();
            }
        });
    }
}

数据存储与读取

• SharedPreferences：用于存储简单的键值对数据。

import android.content.SharedPreferences;

// 存储数据
SharedPreferences sharedPreferences = getSharedPreferences("myPrefs", MODE_PRIVATE);
SharedPreferences.Editor editor = sharedPreferences.edit();
editor.putString("username", "John");
editor.apply();

// 读取数据
SharedPreferences prefs = getSharedPreferences("myPrefs", MODE_PRIVATE);
String username = prefs.getString("username", "");

• SQLite 数据库：用于存储结构化数据。

import android.database.sqlite.SQLiteDatabase;
import android.database.sqlite.SQLiteOpenHelper;

public class MyDatabaseHelper extends SQLiteOpenHelper {

    private static final String DATABASE_NAME = "myDatabase.db";
    private static final int DATABASE_VERSION = 1;
    public static final String TABLE_NAME = "users";
    public static final String COLUMN_ID = "_id";
    public static final String COLUMN_NAME = "name";

    public MyDatabaseHelper(Context context) {
        super(context, DATABASE_NAME, null, DATABASE_VERSION);
    }

    @Override
    public void onCreate(SQLiteDatabase db) {
        String createTable = "CREATE TABLE " + TABLE_NAME + " (" +
                COLUMN_ID + " INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT, " +
                COLUMN_NAME + " TEXT)";
        db.execSQL(createTable);
    }

    @Override
    public void onUpgrade(SQLiteDatabase db, int oldVersion, int newVersion) {
        db.execSQL("DROP TABLE IF EXISTS " + TABLE_NAME);
        onCreate(db);
    }
}

网络请求

使用 OkHttp 库进行网络请求：

import okhttp3.OkHttpClient;
import okhttp3.Request;
import okhttp3.Response;

import java.io.IOException;

public class NetworkUtil {

    public static String makeGetRequest(String url) {
        OkHttpClient client = new OkHttpClient();
        Request request = new Request.Builder()
               .url(url)
               .build();

        try (Response response = client.newCall(request).execute()) {
            if (response.isSuccessful()) {
                return response.body().string();
            } else {
                throw new IOException("Unexpected code " + response);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }
}

最佳实践

代码结构优化

采用分层架构，将业务逻辑、数据访问和用户界面逻辑分离。例如，创建 Model 层用于处理数据模型，Presenter 层处理业务逻辑，View 层负责用户界面展示（MVP 模式）。

性能优化

1. 避免内存泄漏：及时释放不再使用的资源，例如在 Activity 销毁时取消网络请求、解绑监听器等。
2. 优化图片加载：使用图片加载库（如 Glide），并对图片进行适当的压缩和缓存。

内存管理

1. 使用弱引用：当对象的生命周期需要比其他对象短时，可以使用弱引用。例如，在缓存图片时，使用弱引用避免内存泄漏。

import java.lang.ref.WeakReference;

WeakReference<Bitmap> bitmapWeakReference = new WeakReference<>(bitmap);

1. 及时回收不再使用的对象：将不再使用的对象设置为 null，以便垃圾回收器回收。

小结

本文全面介绍了 Java on Android 的相关知识，从基础概念入手，详细阐述了使用方法、常见实践以及最佳实践。通过学习这些内容，读者可以在 Android 开发中更加熟练地运用 Java，开发出高质量、高性能的 Android 应用。

参考资料

• Android 官方开发者文档
• Java 官方文档
• 《Effective Java》（书籍）