Android的組件設計模型，是Android的程序開發以及理解Android的安全模型的基礎。
Android的應用程序，在官方文檔定義中，是指APK為後綴文件所包含的代碼邏輯被視為一個應用。Android應用由若幹組件構成，構成Android應用的四大組件是：Activity ，Services，Content providers，Broadcast receivers。一個問題是，組件和普通的Android JAVA對象有什麼區別？首先，組件必須在Android應用的配置文件中定義，由系統管理的調度，具有獨特的生命狀態周期，其次，組件是Android 應用安全管理的最小粒度的單元。
在瞭解組件的技術細節之前必須先瞭解組件的運行環境。
Android組件的進程運行環境
（1）Android是一種多用戶的Linux操作系統，每個應用使用不同的用戶ID進行運行。Android對應用的數據文件進行Linux操作層次的權限保護，賦予並僅僅賦予程序用戶的ID以訪問權限，使用其他用戶ID運行的程序無法越權訪問程序所保護的數據。
（2）每個進程有獨立的JAVA 虛擬機器，不同的應用隔離在獨立的JAVA虛擬機器中。
（3）缺省的情形下每個應用運行在獨立的進程中，當任意一個組件需要運行，Android負責啟動應用進程。當進程中所有的應用組件都停止運行，則Android負責停止應用進程，釋放資源。
（4）如果兩個應用需要緊密耦合的共享應用的數據，需要將兩個應用安排在同一個應用進程運行，此時，要求兩個應用具有相同的簽名。
Android的四大組件元素
在著名的《Inside the Android Application Framework》材料中，將Android的程序構成解釋如下：
Activity是包含顯示窗口的基本的Android程序組件，人機交互的基本單元。每個Activity都是android.app.Activity的子類，Activity具有運行時的上下文和獨特的生命周期，系統根據需要進行Activity的調度。Activity可以由用戶點擊系統桌面圖標啟動或者經由其他應用啟動。
Service組件不包含人機交互的界面，在後臺執行某長期工作任務的組件。Service組件可以由應用內部的其他組件啟動。Service組件的另一用法是實現綁定IPC（進程間通信）的接口，支持實現遠程調用。Service組件支持任意類型的後臺任務，包括執行網絡事務、播放音樂、後臺文件下載等等。
Service組件非常特殊之處在於其後臺運行但是卻共用應用的進程空間，並占用主線程（Main Thread）。在官方的開發文檔中，對這一點進行瞭著重的聲明，如果需要在Service中執行長期或者高強度的任務，建議創建另外的工作線程來完成，否則，會拖慢或者阻塞應用進程內的其他Activity類型的組件的響應效率，給用戶帶來不好的體驗。
Content Provider組件用於管理應用中的可共享的數據，例如，文件、數據庫。如果數據僅僅是本應用范圍使用，可以不需要Content Provider，直接使用SQLiteDatabase。Content Provider的一個特點是不需要編寫訪問的客戶端，訪問時客戶端應用在上下文中獲取ContentResolver對象，該對象負責與特定的Content URI對應的的Content Provider的通信交互。Android本身也使用Content Provider的機制來保存音頻、視頻、圖像、個人聯系人信息。
Broadcast receivers組件用於接收系統范圍內的事件聲明，例如，屏幕將被關黑、電池處在低電狀態等等。應用也能發起事件廣播，用於一些場合，比如說，某數據已經下載完畢，通知相關應用讀取等等。雖然Broadcast receivers不包含人機交互的窗口，但是能夠Android的狀態通知欄來通知用戶廣播事件的發生。 Broadcast receivers最通常的用法是，接收廣播事件之後Broadcast receivers將執行的控制權傳遞給其他組件，例如，啟動Service針對廣播事件執行某項任務。
Android組件設計關鍵特點
Android組件設計的關鍵特點是：任意程序都可以啟動另一個程序的組件。例如，某團隊開發一程序包含打開攝像頭並抓拍一張照片，此功能已經有另一應用的一系列組件完整實現，則團隊不需要重新開發一遍，隻需要直接使用應用的組件即可。所謂的“直接使用” 甚至不用將已有應用的組件鏈接進新的程序。這是如何完成的呢，可以從Android組件的通信機制中得到答案。
從資料中能夠總結Android有幾種組件通信機制：Intent 機制、IPC Binding機制和ContentResolver。Intent的機制能夠喚起Android的三種組件，Activity ，Service ，和Boardcast Receiver ，是Android組件間主要的通信方式，是一種間接的通信方法。IPC Binding機制是使用遠程函數調用的方法與Service組件通信，ContentResolver用於與ContentProvider組件通信。
Android組件的通信機制
Intent是一種Android組件間異步事件對象，攜帶瞭發送組件的“操作意圖”。翻譯成自然語言：發送Intent組件期望某個具體的組件（顯式指定）或者期望系統幫忙找合適的組件（隱式指定）完成一項具體的任務，系統找到目標組件後，如果其沒有處在運行狀態，則負責創建組件、並調度到運行狀態執行指定的任務。Intent機制保證瞭Android可以最大限度的重用系統的、或者其他安裝應用的成熟組件。
對Activity組件和Service組件來說，接收到的Intent對象包含一個操作（例如，查看View ，發送Send），以及操作對應的數據對象的URI以及必要的參數。舉例來說：查看某個圖像，打開某個網頁等等。一種很常用的用法是，向某個Activity發送Intent對象要求其完成一項任務並將操作的結果數據包含在一個“Intent”對象返回給發送者。舉例來說，許多應用會發送Intent來完成用戶從電話本中選擇聯系人，並將選擇的結果返回。
對Broadcast receivers來說，其接收的Intent包含廣播的事件聲明，例如，低電的狀態，其Intent僅僅包含一個操作的字符串指明設備正處在低電的狀態。
Service組件能夠支持遠程函數調用接口，這就是IPC 的Binding 用法。這是Service組件與其他組件通信一種特殊通信方式。
Content Provider組件不能由Intent喚醒，ContentProvider僅僅與ContentResolver通信，由其喚醒。ContentResolver處理與ContentProvider通信的整個過程，與ContentProvider通信的組件不需要添加額外的邏輯僅僅調用ContentResolver即可。
Android組件組成示例
下面以一個程序的組件構成實例進行分析。程序的基本功能為：查看好友所在的地理位置，以地圖的方式顯示，並在附近的好友經過時提示用戶。整個人機交互過程涉及三個應用，第一個應用為FriendTracker，跟蹤本人以及好友的位置，第二個應用為FriendViewer，查看好友所在位置，第三個應用為系統的聯系人應用，用於查看聯系人。其組件結構分析如圖，其中的淺紅色的幾何圖形代表著某種Android組件，藍色的幾何圖形代表普通的JAVA對象，藍色箭頭的線表示某種組件間的通信方式。
整個功能由三個應用完成，第一個應用FriendTracker APP負責跟蹤本人以及朋友的地理位置，本人的經緯度信息從本機的LocationManager中獲取，朋友的經緯度從網絡中心服務器獲取。
FriendTracker APP由一個FrendTracker Activity組件、一個FriendTracker Service組件、以及一個Friend Provider組件構成。FrendTracker Activity組件提供一個人機交互的窗口，讓用戶啟動或者停止“朋友追蹤”服務，此時FrendTracker Activity通過startService函數發送Intent啟動FriendTracker Service組件。
FriendTracker Service啟動後啟動LocationManager、啟動定時器、啟動工作線程從網絡獲取朋友的地理位置信息，通過FriendProvider寫入數據庫，然後由系統調度，可能進入休眠。當定時器到期時會向系統發送一個Intent，這個Intent會喚醒FriendTracker Service ，經喚醒後，再次啟動工作線程獲取朋友的地理位置信息。當用戶的地理位置信息發生變化，則FriendTracker Service計算與每個朋友的位置，如果發現500米內有朋友，則發出一條廣播的Intent。該Intent喚起FriendViewer App，APP包含一個FriendViewer Activity，負責從FriendProvider將每個朋友的位置信息讀出並顯示。從FriendViewer Activity的窗口列表選擇朋友的時候，發送Intent觸發FriendMap Activity喚醒並顯示地圖標註朋友所在的位置。當然，也可以從FriendViewer Activity的窗口列表選擇朋友查看朋友的詳細信息，此時，發送Intent觸發瞭系統的APP應用。www.aiwalls.com
這裡可以看到FriendTracker Service是啟動其他線程來完成其工作任務，原因如上文對Service的描述所示。
而一個整體應用的功能分散在三個子應用中，無疑是為瞭更好的共享重用、升級管理。
復雜的是，每一個組件間的通信關系大多都意味著需要權限的管理，特別是跨應用的組件通信。Android的組件的權限管理因此而復雜。這個問題，就留作下次的研究內容。
作者：shallon_luo