Xamarin.Android开发实例详细图解

本文概述

Android开发
Android平台架构
为Xamarin.Android设置Android SDK
Android模拟器设置
使用Android设备管理器管理虚拟设备

Xamarin.Android是Xamarin家族的一部分, 可使用C＃和Xamarin构建本机android应用。 Xamarin.Android提供的Android UI与我们使用Java的Android相同。在继续进行之前, 我们将重点介绍Java的Android体系结构和开发工具。

Android开发

Android是基于Linux内核的开源操作系统。 Android最初由Android公司注册开发, 并由Google购买。 Android提供了丰富的应用程序框架, 使我们能够在Java环境中为移动设备构建创新的应用程序和游戏。

可以使用Java作为编程语言, 使用Android Studio或Eclipse开发本机Android应用程序。

Android平台架构

android操作系统是基于Linux的软件组件堆栈, 可以分为五个部分, 如下图所示。

Linux内核

Linux内核提供了多任务执行环境, 该环境允许多个进程同时执行。 Android运行时(ART)依赖Linux内核来实现所有功能, 例如低级内存管理和线程化。

硬件抽象层(HAL)

硬件抽象层(HAL)可帮助Android /应用程序框架通过更高级别的Java API与特定于硬件的设备驱动程序进行通信。 Android HAL包含用于特定类型的硬件组件(例如相机和蓝牙模块)的多个库模块。因此, 当我们使用Java API调用访问硬件设备时, Android系统会加载硬件组件的库模块。

Android执行阶段

每个Android应用都基于Android 5.0或更高版本, 并在其过程中以及其Android运行时(ART)实例中运行。编写ART可以在低内存设备上运行多个VMS(虚拟机)。

必须将应用程序的代码从标准Java类文件转换为Dalvik可执行文件(.dex)格式, 才能在ART中执行。与Java字节码相比, 已对数据进行了优化以使其内存最少(消耗的内存减少50％)。构建工具链, 例如将Java源代码编译为DEX字节码, 这些工具链可以在Android平台上运行。

与达尔维克相比, ART具有两个主要特征。

提前(AOT)编译可提高速度并减少内存占用。
ART优化垃圾收集。

本机C / C ++库

C / C ++库提供了更广泛的功能, 包括2D和3D图形绘制, 安全套接字层(SSL)通信, SQLite数据库管理, 诸如音频和视频播放的媒体管理, 显示子系统以及图形层管理和C系统实现库(库)。

Android应用程序可以通过基于Java的Android核心库API访问这些库。同样, 我们可以使用Java Native Interface(JNI)在Java代码中使用Android Native Development Kit(NDK)访问这些Native C / C ++库。

Java API框架

JAVA的API框架是一组丰富的, 可扩展的API, 用于使用Java语言访问Android OS的整个功能集。这些API有助于与本机C / C ++库进行交互, 并为各种任务管理(例如活动管理, 通知管理, 资源管理等)构建丰富的UI。

系统应用程序和第三方应用程序

android操作系统随附了一组用于电子邮件, 电话, 消息, 日历, 互联网浏览, 联系人等的系统应用程序。除了系统应用程序, 我们还可以安装第三方电子邮件, 诸如Outlook, 聊天, Twitter, Facebook等消息。

Xamarin.Android体系结构

Xamarin.Android应用程序在Mono执行环境中运行。 Mono运行时使用C语言编写, 并在Android Runtime(ART)虚拟机中并行运行。两种运行时环境都在Linux内核之上运行, 并公开了各种API以访问android系统。

Xamarin.Android应用程序可以通过调用.Net API或使用Android名称空间中公开的类(它们提供到Java API的桥梁)来访问Android操作系统的各种低级功能。这些由Android运行时提供。

托管可呼叫包装器(MCW)

诸如音频, 图形, OpenGL和电话之类的Android操作系统功能无法直接用于本机应用程序。它们仅通过Android。*命名空间或Java。*命名空间中可用的Android运行时Java API公开。

因此, 要在Xamarin.Android中访问这些API, 需要一个托管的可调用包装器, 该包装器充当JNI(Java本机接口)桥来调用Android代码并提供对重写虚拟方法和实现Java接口的支持。

Android Callable Wrappers(ACW)

Android Callable Wrappers是一个JNI桥, 用于在我们需要Android运行时时调用托管代码。从Java创建Android Callable Wrapper(ACW)时, ACW构造函数调用了相应的C＃构造函数。

Xamarin.Android开发

Xamarin.Android允许我们使用C＃构建本机Android应用程序。 Xamarin.Android项目基于我们使用Android Studio或Eclipse创建的Android项目的标准结构。我们可以使用IDE进行Xamarin.Android开发-Xamarin Studio或Mac的Visual Studio, 以及Windows的Visual Studio。

安装与安装

在这里, 我们将定义如何安装和配置Xamarin.Android, 使其在Windows和macOS以及Visual Studio上正常工作。如何使用Android SDK管理器下载和安装构建和测试应用程序所需的Android SDK工具和组件, 以及如何将物理Android设备连接到我们的开发计算机以调试和测试我们的应用程序。

安装

Xamarin可以作为新Visual Studio 2017的一部分安装。为此, 我们必须执行以下步骤：

从Visual Studio页面下载Visual Studio 2017社区, Visual Studio Professional或Visual Studio Enterprise。
要开始安装, 请双击下载的软件包。
从安装屏幕中选择Mobile with .NET工作负载的开发。

4.选择使用.NET进行移动开发时, 在这里, 我们可以选择要安装的移动开发选项。

5. Visual Studio 2017安装开始时, 单击右下角的按钮进行安装：

这取决于要安装的Visual Studio 2017版本, 安装过程可能需要很长时间才能完成。我们可以使用进度条来监视安装。

6. Visual Studio 2017安装完成后, 单击”启动”按钮以启动Visual Studio：

为Xamarin.Android设置Android SDK

Visual Studio包含一个Android SDK Manager, 我们可以通过它下载Android SDK工具和开发Xamarin.Android应用所需的其他组件。

Xamarin。 Android SDK Manager可以帮助我们下载最新的Android组件, 从而可以开发Xamarin.Android应用。它取代了已弃用的Google独立SDK管理器。

SDK管理器

要在Visual Studio中启动SDK Manager, 请单击工具-> Android-> Android SDK Manager。

Android SDK Manager在”工具”屏幕的Android SDK中显示。屏幕上有两个选项卡-工具和平台。

Android SDK的位置

Android SDK的位置位于屏幕截图中显示的Android SDK和工具屏幕的顶部。出于以下原因, 需要设置Android SDK的位置：

Android SDK Manager无法找到Android SDK。
我们必须在备用(非默认)位置安装Android SDK。

要设置Android SDK位置, 请单击Android SDK位置右侧的省略号(…)按钮。这将打开”浏览文件夹”对话框, 用于导航到Android SDK的位置。屏幕快照显示已选择”程序文件(x86)\ Android”下的Android SDK：

当我们单击”确定”时, SDK管理器将管理安装在该位置的Android SDK。

工具标签

“工具”选项卡显示工具和其他功能的列表。我们使用此标签来安装Android SDK工具, 平台工具和构建工具。此外, 我们可以安装Android模拟器, HAXM加速, 低级调试器(LLDB), NDK和Google Play库。

例如：要下载Google的Android模拟器程序包, 请单击Android模拟器的复选标记, 然后单击”应用(更改)”按钮：

在安装以下软件包时, 将显示一个对话框, 并显示以下消息, 要求我们在安装之前接受其许可条款：

如果我们同意条款和条件, 请单击接受。窗口底部的进度条指示下载和安装的进度。安装完成后, “工具”选项卡将显示已安装所选工具和其他功能。

平台标签

“平台”选项卡显示了每个平台的SDK版本以及其他资源(例如系统映像)的列表：

此屏幕显示Android版本(例如Android 8.0), 代码名称(Oreo), API级别(例如26)以及该平台的组件大小(例如1 GB)。我们使用”平台”标签为我们要定位的Android API级别安装组件。

安装平台的所有组件后, 平台名称旁边会出现一个选中标记。如果未安装平台的所有组件, 则将填充该平台的框。通过单击平台左侧的+框, 我们可以扩展平台以查看其组件(以及已安装的组件)。单击-关闭平台的组件列表。

要将另一个平台添加到SDK, 请单击该平台旁边的框, 直到出现选中标记以安装其所有组件, 然后单击”应用更改”：

要仅安装特定组件, 请单击平台旁边的框。然后, 我们可以选择所需的任何单个组件：

注意：要安装的组件数量出现在”应用更改”按钮旁边。单击”应用更改”按钮后, 我们将看到”许可证接受”屏幕, 如前所示。如果我们接受条款和条件, 请单击接受。当要安装多个组件时, 我们会多次看到此对话框。在底部, 进度条将指示下载和安装的进度。下载和安装过程完成后(这可能需要花费几分钟, 具体取决于需要下载多少个组件)。添加的组件带有复选标记, 并显示为已安装。

储存库选择

默认情况下, Android SDK Manager从Microsoft管理的存储库下载平台组件和工具。如果需要访问Microsoft存储库中不可用的alpha / beta平台和工具。我们可以将SDK Manager切换为使用Google的存储库。要进行此切换, 请点击右下角的齿轮图标, 然后选择存储库> Google(不受支持)：

当我们选择Google存储库时, 其他软件包可能会显示在”平台”标签中, 而以前的软件包不可用。在此, 我们必须注意, 不支持使用Google存储库, 不建议将其用于日常开发。

要移回到受支持的平台和工具存储库, 我们将单击Microsoft(推荐)。这会将软件包和工具列表恢复为默认选择。

Android模拟器设置

在这里, 我们将说明如何准备Android模拟器来测试该应用。

Android Emulator可以在各种配置中运行以模拟不同的设备。每种配置都称为虚拟设备。当我们在模拟器中部署和测试应用程序时, 我们将选择一个预配置或自定义的虚拟设备, 该设备可模拟Nexus或Pixel手机等物理Android设备。

硬件加速以提高仿真器性能(Hyper V和HAXM)

在这里, 我们将学习如何使用计算机的硬件加速功能来最大化Android模拟器的性能。

在Android设备不可用的情况下, Visual Studio易于开发人员使用Android模拟器测试和调试Xamarin.Android应用程序。但是, 如果计算机上没有硬件加速, 则Android仿真器将运行缓慢。通过结合使用特定的x86虚拟设备映像和计算机的虚拟化功能, 我们可以提高Android仿真器的性能。

在Windows上加速Android模拟器

这里是可用于加速Android模拟器的虚拟化技术。

Windows Hypervisor平台(WHPX)和Microsoft的Hyper-V：Hyper-V是window的虚拟化功能, 它使在物理主机上运行虚拟化的计算机系统成为可能。
英特尔的硬件加速执行管理器(HAXM)：HAXM是用于运行计算机Intel CPU的虚拟化引擎。

在Windows上, 我们使用HAXM来加速Android仿真器。如果我们的计算机上没有HAXM, 则可以使用Windows Hypervisor平台(WHPX)。

如果满足以下条件, Android Emulator将自动使用硬件加速：

硬件加速可用, 并且已在我们的计算机系统上启用。
模拟器正在运行基于虚拟设备为x-86-创建的系统映像。

通过Hyper-V加速

Hyper-V是加速Android模拟器的选择。在启用Hyper-V之前, 首先, 我们必须验证系统是否满足支持Windows Hypervisor平台的条件。

验证对Hyper-V的支持

Hyper-V在Windows Hypervisor平台上运行。要将Android模拟器与Hyper-V一起使用, 计算机必须满足以下条件才能支持Windows Hypervisor平台：

该计算机必须满足以下要求：
- 具有二级地址转换(SLAT)的64位Intel或AMD Ryzen CPU。
- VM监视器模式扩展(Intel CPU上的VT-c)的CPU支持。
- 至少4 GB的内存。
在计算机的BIOS中, 必须启用以下各项：
- 虚拟化技术(此标签取决于主板制造商)。
- 硬件强制数据执行保护。
我们的计算机必须更新为Windows 10 April 2018更新(内部版本1803)或更高版本。我们可以使用以下步骤来验证我们的Windows版本是否为最新版本：
1. 在Windows搜索框中输入”关于”。
2. 在搜索结果中选择我们电脑的”关于”。
3. 在Windows规格部分的”关于”对话框中向下滚动。
4. 验证版本至少为1803：

要验证我们的计算机硬件和软件是否与Hyper-V兼容, 请打开命令提示符, 然后键入以下命令：

CMD
SYSTEMINFO

如果列出的所有Hyper-V要求的值均为”是”, 则计算机可以支持Hyper-V。例如：

启用Hyper-V加速

如果计算机满足上述条件, 我们将按照以下步骤使用Hyper-V激活Android仿真器：

1.在搜索框中输入Windows功能, 然后在搜索结果中选择Windows功能的开或关。在” Windows功能”对话框中, 启用Hyper-V和Windows Hypervisor平台：

进行这些更改后, 重新启动计算机。
安装Visual Studio 15.8或更高版本(此版本的Visual Studio提供了对通过Hyper-V运行Android模拟器的支持)。
安装Android Emulator软件包27.2.7或更高版本。要安装此软件包, 我们将在Visual Studio中导航至”工具”>” Android”>” Android SDK Manager”。选择”工具”选项卡, 并确保Android模拟器版本至少为27.2.7。另外, 请确保Android SDK工具版本为26.1.1或更高版本：

创建虚拟设备时(请参阅使用Android设备管理器管理虚拟设备), 请确保选择基于x86的系统映像。如果我们使用基于ARM的系统映像, 则虚拟设备将不会加速并且将运行缓慢。

HAXM加速

要确定我们的硬件是否支持HAXM, 我们必须执行以下步骤：我的处理器是否支持英特尔虚拟化技术？如果设备支持HAXM, 则可以使用以下命令检查HAXM是否已安装：

1.打开命令提示符窗口, 然后输入以下命令：

cmd
sc query intelhaxm

2.我们将检查输出以查看HAXM进程是否正在运行。如果是这样, 我们应该看到输出清单intelhaxm状态为RUNNING。例如：

1.如果STATE未设置为RUNNING, 则未安装HAXM。

如果计算机支持HAXM, 但未安装HAXM, 则将在下一部分中使用以下步骤安装HAXM。

安装HAXM

HAXM将安装Windows软件包, 这些软件包可从”英特尔硬件加速执行管理器”页面获得。要下载并安装HAXM, 我们使用以下步骤：

从Windows的intel网站, 我们下载了最新的HAXM虚拟化引擎安装程序。直接从英特尔网站下载HAXM安装程序的好处是, 我们可以保证使用的是最新版本。
运行intelhaxm-android.exe以启动HAXM安装程序。在安装程序对话框中接受默认值：

创建虚拟磁盘时, 请确保选择基于x86的系统映像。如果我们使用基于ARM的系统映像, 则虚拟设备将不会加速并且将运行缓慢。

使用Android设备管理器管理虚拟设备

在这里, 我们将介绍如何使用Android设备管理器创建和配置Android虚拟设备。我们可以使用这些虚拟设备来运行和测试我们的应用程序, 而无需依赖于物理设备。

启用硬件加速后, 下一步就是使用Android设备管理器来创建虚拟设备, 我们可以使用这些虚拟设备来测试和调试该应用。

Windows上的Android设备管理器

在这里, 我们将说明如何使用Android设备管理器来创建, 自定义和启动Android虚拟设备。

我们使用Android设备管理器来创建和配置在Android模拟器中运行的Android虚拟设备(AVD)。每个AVD是仿真器的配置, 它可以模拟物理Android设备。

要求

要使用Android设备管理器, 我们需要以下各项：

Visual Studio 2019社区, 专业和企业版。
或者, 我们可以使用Visual Studio 2017 15.8版或更高版本。支持Visual Studio社区, 企业版和专业版。
Visual Studio工具用于Xamarin 4.9版。
必须安装Android SDK(使用此设置Xamarin.Android的Android SDK)。如果尚未安装Android SDK, 则必须确保将其安装在以下位置：C：\ Program Files(x86)\ Android \ android-SDK。

必须安装以下软件包(通过Android SDK Manager)