Android資源管理框架（Asset Manager）簡要介紹和學(xué)習(xí)
在軟件開發(fā)中，說到代碼與資源分離，最容易想到的可能就是Web開發(fā)了。在Web開發(fā)中，我們一般會通過CSS文件來描述HTML頁面的展現(xiàn)形式， 也就是通過CSS來控制HTML頁面的UI。這樣就可以很方便地進行Web開發(fā)和維護。例如，當(dāng)我們要更改HTML頁面的UI時，只要修改相應(yīng)的CSS文 件就可以了。注意，這些CSS文件都是在運行時加載的。這樣我們就可以根據(jù)HTML頁面的運行環(huán)境來加載不同的CSS文件，例如，根據(jù)不同的地區(qū)或者語言 來選擇不同的CSS文件，從而實現(xiàn)國際化。
再來看PC客戶端軟件的開發(fā)。開始的時候，微軟的MFC應(yīng)用程序框架非常流行。在開發(fā)MFC程序的時候，代碼和資源同樣也是分開的，例如，程序的界面一般 都是通過一個RC文件來描述的。不過我們一般都是在Visual Studio里面通過可視化界面來編輯RC文件的，即一般都不會直接手動去操作RC文件，所以我們一般都不怎么意識到其實RC文件和CSS文件一樣，都是 用來描述程序的界面的。實際上，RC文件和CSS文件一樣，都是可以看作是一個界面配置文件，而且它們的配置信息都是通過文字來描述的，只不過這些文字描 述要遵循一定的規(guī)范。
隨著PC客戶端軟件的發(fā)展，微軟的MFC應(yīng)用程序框架顯得有些力不從心了，其中的一個原因就是它的界面比較丑陋。如果要對MFC應(yīng)用程序的UI進行美化以 及個性化的話，是要費比較大的勁的，這嚴重地影響了軟件開發(fā)效率，特別是不適合要進行快速迭代開發(fā)的互聯(lián)網(wǎng)客戶端軟件。微軟后來又開發(fā)了另外一套應(yīng)用程序 開發(fā)框架WPF。WPF同樣是使用一種稱為XAML的文件來描述應(yīng)用程序的界面的。實際上，包括現(xiàn)在Win 8的Metro界面，也同樣是通過XAML文件來描述應(yīng)用程序界面的。XAML文件是一種XML文件，它具有更好的可讀性，非常方便編輯以及維護。
在PC客戶端軟件的發(fā)展過程中，還有一種不得不提的應(yīng)用程序框架——QT。QT最初由Trolltech公司開發(fā)，后來被Nokia收購。隨著Meego 的沒落，如日沖天的Nokia也沒落了，Qt又被賣給了芬蘭的另外一家IT服務(wù)公司Digia。QT也算得是一套優(yōu)秀的應(yīng)用程序框架，而且它是跨平臺的。 QT同樣也是通過一種稱為QML的文件來描述應(yīng)用程序的界面的，不過QML文件不是XML格式的，它的格式有點類似Web頁面的CSS。
類似這種采用XML文件來描述界面的PC客戶端軟件開發(fā)框架其實還有很多，例如，迅雷用的Bolt界面引擎，以及騰訊QQ用的GF界面引擎，它們都同樣是通過XML文件來描述程序界面的，并且做成代碼和界面描述文件分離。
最后看iOS應(yīng)用程序的開發(fā)，它的界面和代碼同樣是分開，并且通過一種稱為XIB的文件來描述界面。XIB文件實際上也是一個XML文件，因此，它也是非常方便編輯以及維護的。
從上面的分析就可以看出，無論是Web應(yīng)用程序，還是PC客戶端應(yīng)用程序，以及移動客戶端應(yīng)用程序，它們都無一例外地將代碼與界面分離，并且界面都是通過描述性的文字來描述的，這種描述性的文字越來越傾向于使用XML格式。
Android應(yīng)用程序作為一種移動客戶端應(yīng)用程序，它同樣也是毫無意外地將代碼邏輯和界面資源進行分離，但是它的資源管理方式與傳統(tǒng)的Web應(yīng)用程序和 PC客戶端應(yīng)用程序以及iOS應(yīng)用程序相比會更復(fù)雜一些，這是因為Android應(yīng)用程序可能會運行在各種大小和密度不等的設(shè)備之上。接下來我們就將注意 力集中在Android應(yīng)用程序資源的組織和管理之上。
我們首先看Android應(yīng)用程序資源的分類。Android應(yīng)用程序資源可以分為兩大類，分別是assets和res：
1. assets。 assets類資源放在工程根目錄的assets子目錄下，它里面保存的是一些原始的文件，可以以任何方式來進行組織。這些文件最終會被原裝不動地打包在 apk文件中。如果我們要在程序中訪問這些文件，那么就需要指定文件名來訪問。例如，假設(shè)在assets目錄下有一個名稱為filename的文件，那么 就可以使用以下代碼來訪問它：
- AssetManager am= getAssets();
- InputStream is = assset.open("filename");
2. res。res類資源放在工程根目錄的res子目錄下，它里面保存的文件大多數(shù)都會被編譯，并且都會被賦予資源ID。這樣我們就可以在程序中通過ID來訪問res類的資源。res類資源按照不同的用途可以進一步劃分為以下9種子類型：
--animator。這類資源以XML文件保存在res/animator目錄下，用來描述屬性動畫。屬性動畫通過改變對象的屬性來實現(xiàn)動畫效果，例如，通過不斷地修改對象的坐標值來實現(xiàn)對象移動動畫，又如，通過不斷地修改對象的Alpha通道值來實現(xiàn)對象的漸變效果。
--anim。 這類資源以XML文件保存在res/anim目錄下，用來描述補間動畫。補間動畫和屬性動畫不同，它不是通過修改對象的屬性來實現(xiàn)，而是在對象的原來形狀 或者位置的基礎(chǔ)上實現(xiàn)一個變換來得到的，例如，對對象施加一個旋轉(zhuǎn)變換，就可以獲得一個旋轉(zhuǎn)動畫，又如，對對象實施一個縮放變換，就可以獲得一個縮放動 畫。從數(shù)學(xué)上來講，就是在對象的原來形狀或者位置的基礎(chǔ)上施加一個變換矩陣來實現(xiàn)動畫效果。注意，在動畫的執(zhí)行過程中，對象的屬性是始終保持不變的，我們 看到的只不過是它的一個變形副本。
--color。這類資源以 XML文件保存在res/color目錄下，用描述對象顏色狀態(tài)選擇子。例如，我們可以定義一個選擇子，規(guī)定一個對象在不同狀態(tài)下顯示不同的顏色。對象的 狀態(tài)可以劃分為pressed、focused、selected、checkable、checked、enabled和window_focused 等7種。
--drawable。這類資源以XML或者Bitmap 文件保存在res/drawable目錄下，用來描述可繪制對象。例如，我們可以在里面放置一些圖片（.png, .9.png, .jpg, .gif），來作為程序界面視圖的背景圖。注意，保存在這個目錄中的Bitmap文件在打包的過程中，可能會被優(yōu)化的。例如，一個不需要多于256色的真 彩色PNG文件可能會被轉(zhuǎn)換成一個只有8位調(diào)色板的PNG面板，這樣就可以無損地壓縮圖片，以減少圖片所占用的內(nèi)存資源。
--layout。這類資源以XML文件保存在res/layout目錄下，用來描述應(yīng)用程序界面布局。
--menu。這類資源以XML文件保存在res/menu目錄下，用來描述應(yīng)用程序菜單，例如，Options Menu、Context Menu和Sub Menu。
--raw。 這類資源以任意格式的文件保存在res/raw目錄下，它們和assets類資源一樣，都是原裝不動地打包在apk文件中的，不過它們會被賦予資源ID， 這樣我們就可以在程序中通過ID來訪問它們。例如，假設(shè)在res/raw目錄下有一個名稱為filename的文件，并且它在編譯的過程，被賦予的資源 ID為R.raw.filename，那么就可以使用以下代碼來訪問它：
- Resources res = getResources();
- InputStream is = res .openRawResource(R.raw.filename);
--values。這類資源以XML文件保存在res/values目錄下，用來描述一些簡單值， 例如，數(shù)組、顏色、尺寸、字符串和樣式值等，一般來說，這六種不同的值分別保存在名稱為arrays.xml、colors.xml、 dimens.xml、strings.xml和styles.xml文件中。
--xml。這類資源以XML文件保存在res/xml目錄下，一般就是用來描述應(yīng)用程序的配置信息。
注意，上述9種類型的資源文件，除了raw類型資源，以及Bitmap文件的drawable類型資源之外，其它的資源文件均為文本格式的XML文件，它 們在打包的過程中，會被編譯成二進制格式的XML文件。這些二進制格式的XML文件分別有一個字符串資源池，用來保存文件中引用到的每一個字符串，包括 XML元素標簽、屬性名稱、屬性值，以及其它的一切文本值所使用到的字符串。這樣原來在文本格式的XML文件中的每一個放置字符串的地方在二進制格式的 XML文件中都被替換成一個索引到字符串資源池的整數(shù)值。這樣做有兩個好處：
A. 文件占用更小。例如，假設(shè)在原來的文本格式的XML文件中，有四個地方使用的都是同一個字符串，那么在最終編譯出來的二進制格式的XML文件中，字符串資源池只有一份字符串值，而引用它的四個地方只占用一個整數(shù)值。
B. 解析速度更快。由于在二進制格式的XML文件中，所有的XML元素標簽和屬性等值都是使用整數(shù)來描述的，因此，在解析的過程中，就不再需要進行字符串解析，這樣就可以提高解析速度。
還有另外一個地方需要注意的是，每一個res資源在編譯的打包完成之后，都會被分配一個資源ID，這些資源ID被終會被定義為Java常量值，保存在一個 R.java文件中，與應(yīng)用程序的其它源文件一起被編譯到程序中，這樣我們就可以在程序或者資源文件中通過這些ID常量來訪問指定的資源。
我們接下來再看應(yīng)用程序資源的組織。應(yīng)用程序資源的組織方式有18個維度，如圖1所示：
圖1 應(yīng)用程序資源的組織方式
注意，圖1的表格是來自于官方文檔的，它的詳細描述可以參考：http://developer.android.com/guide/topics/resources/providing-resources.html#AlternativeResources。這里有一點需要說明的是，表格中的18個維度是按照優(yōu)先級從最大到小排列的，這個優(yōu)先級次序可以幫助系統(tǒng)根據(jù)機器的本地配置來在應(yīng)用程序資源目錄中找到最合適的資源來使用。
具體來說，Android資源管理框架按照圖2所示的算法流程來在應(yīng)用程序資源目錄中選擇最合適的資源：
圖2 應(yīng)用程序資源的匹配算法
注意，圖2的算法流程圖是來自于官方文檔的，它的詳細描述可以參考：http://developer.android.com/guide/topics/resources/providing-resources.html#BestMatch。我們同樣是通過上述官方文檔中的例子來說明上述應(yīng)用程序資源匹配算法的執(zhí)行過程。
假設(shè)一個應(yīng)用程序的drawable資源按照以下方式來組織：
- drawable/
- drawable-en/
- drawable-fr-rCA/
- drawable-en-port/
- drawable-en-notouch-12key/
- drawable-port-ldpi/
- drawable-port-notouch-12key/
并且該應(yīng)用程序所運行在的設(shè)置的配置情況如下所示：
- Locale = en-GB
- Screen orientation = port
- Screen pixel density = hdpi
- Touchscreen type = notouch
- Primary text input method = 12key
根據(jù)圖2所示的算法，Android資源管理框架按照以下步驟來選擇一個drawable資源：
Step 1. 消除與設(shè)備配置沖突的drawable目錄，即drawable-fr-rCA目錄，因為設(shè)備設(shè)置的語言是en-GB。
- drawable/
- drawable-en/
- drawable-en-port/
- drawable-en-notouch-12key/
- drawable-port-ldpi/
- drawable-port-notouch-12key/
Step 2. 從MMC開始，選擇一個資源組織維度來過渡從Step 1篩選后剩下來的目錄。
Step 3. 檢查Step 2選擇的維度是否有對應(yīng)的資源目錄。如果沒有，就返回到Step 2繼續(xù)處理。如果有，那么就繼續(xù)往下執(zhí)行Step 4。在我們這個例子中，要一直重復(fù)執(zhí)行Step 2，直到檢查到language這個維度時。
Step 4. 消除那些不包含有Step 2所選擇的資源維度的目錄。在我們這個例子中，就是要消除那些不包含有en這個language的目錄：
- drawable-en/
- drawable-en-port/
- drawable-en-notouch-12key/
Step 5. 繼續(xù)執(zhí)行Step 2、Step 3和Step 4，直到找到一個最匹配的資源目錄為止，即剩下最后一個目錄為止。在我們這個例子中，下一個要檢查的維度是screen orienation。由于設(shè)備的screen orienation為port，因此，所有不包含有port資源維度的目錄將被消除：
- drawable-en-port/
最后剩下來的目錄就只有drawable-en-port，因此，它就是最匹配的資源目錄了，這時候所有drawable類型的資源都可以從這個目錄中獲取。
注意，我們在編譯和打包應(yīng)用程序資源的過程中，會生成一個resources.arsc文件，這個文件記錄了所有的應(yīng)用程序資源目錄的信息，包括每一個資 源名稱、類型、值、ID以及所配置的維度信息。我們可以將這個resources.arsc文件想象成是一個資源索引表，這個資源索引表在給定資源ID和 設(shè)備配置信息的情況下，能夠在應(yīng)用程序的資源目錄中快速地找到最匹配的資源。
最后，我們可以通過圖3來總結(jié)應(yīng)用程序資源的編譯、打包以及查找過程：
圖3 應(yīng)用程序資源的編譯、打包以及查找過程
通過圖3我們就可以看出：
A. 除了assets和res/raw資源被原裝不動地打包進APK之外，其它的資源都會被編譯或者處理。
B. 除了assets資源之外，其它的資源都會被賦予一個資源ID。
C. 打包工具負責(zé)編譯和打包資源，編譯完成之后，會生成一個resources.arsc文件和一個R.java，前者保存的是一個資源索引表，后者定義了各個資源ID常量。
D. 應(yīng)用程序在運行時通過AssetManager來訪問資源，或通過資源ID來訪問，或通過文件名來訪問。
在接下來的一系列文章中，我們主要關(guān)注以下三個關(guān)鍵情景：
1. 應(yīng)用程序資源的編譯和打包過程；
2. 應(yīng)用程序資源的初始化過程；
3. 應(yīng)用程序資源的查找過程。
通過這個三個情景，我們基本上就可以了解Android系統(tǒng)的資源管理框架了，敬請關(guān)注。不過在閱讀這個系列的文章之前，希望讀者可以先了解一下 Android應(yīng)用程序資源的基礎(chǔ)知識，因為這個系列的文章不會陷入到這些基礎(chǔ)知識中去，具體可以參考以下官方文檔：
