Il sistema operativo Android

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1 Sicurezza e permessi Panoramica SDK Codice nativo con NDK Il sistema operativo Android Letture consigliate: Il sistema operativo Android A.A

2 Sicurezza: architettura Di default un applicazione non può effettuare alcuna operazione che possa interferire con altre applicazioni o con il S.O.: Lettura/scrittura di dati privati (contatti, , SMS, ) Lettura/scrittura di file appartenenti ad altre applicazioni Accesso alla rete internet (UMTS, GPRS, WiFi) Gestione energetica (es. mantenere il dispositivo acceso) A.A

3 File androidmanifest.xml Ciascuna applicazione deve specificare un file androidmanifest.xml (con esattamente questo nome ) nella radice della directory Il manifest indica le informazioni necessarie al S.O. per poter avviare l applicazione: Definisce il nome del package (serve come identificativo univoco dell applicazione) Descrive le componenti dell applicazione (activity, service, broadcast receivers, content providers) Dichiara i permessi che l applicazione deve avere per poter accedere a parti protette della API e per poter interagire con le altre applicazioni Dichiara i permessi che altre applicazioni devono avere per poter interagire con le componenti dell applicazione Dichiara il livello minimo delle API per poter eseguire l applicazione Elenca le librerie necessarie A.A

4 File androidmanifest.xml: esempio <manifest xmlns:android- package= com.package.sample > <permission android:name="com.example.project.permission"... /> <permission-tree /> <permission-group /> <application <activity android:name=".sample" android:permission="com.example.project.permission"> </activity> </application> <uses-permission android:name="android.permission.receive_sms" /> <uses-permission android:name="com.example.project.permission" /> </manifest> A.A

5 Tag <uses-permission> <uses-permission android:name="string" /> Il tag consente di dichiarare i permessi necessari ad una applicazione per essere eseguita correttamente I permessi specificati sono presentati all utente in fase di installazione L attributo android:name specifica il nome del permesso: un permesso custom, definito dalla applicazione stessa o da un altra applicazione mediante il tag <permission>. un permesso predefinito del S.O. Android, per l accesso a servizi nativi che implicano possibili rischi per la sicurezza (SMS, GPS, connessione dati, ecc.) Esempi: <uses-permission android:name= android.permission.access_location /> <uses-permission android:name= android.permission.camera /> A.A

6 Tag <permission> <permission android:description="string resource" android:icon="drawable resource" android:label="string resource" android:name="string" android:permissiongroup="string" android:protectionlevel=["normal" "dangerous" "signature" "signatureorsystem"] /> Le applicazioni possono definire dei permessi per l accesso a componenti e funzionalità condivise Il permesso viene successivamente riferito ad una singola componente o all intera applicazione mediante il tag android:permission Le altre applicazioni devono includere un tag <uses-permission> con stesso attributo name per utilizzare le componenti condivise e protette L attributo name specifica il nome univoco del permesso. Si utilizza come prefisso il nome del package ("com.example.project.permitted_action ) L attributo protectionlevel caratterizza la tipologia di rischio ed indica al S.O. la procedura da seguire per garantire o meno il permesso A.A

7 Tag <permission-group> e <permission-tree> <permission-group android:description="string resource" android:icon="drawable resource" android:label="string resource" android:name="string" /> <permission-tree android:icon="drawable resource" android:label="string resource" ] android:name="string" /> permission-group: dichiara una categoria di un gruppo logico di permessi Non definisce un permesso I singoli permessi si aggiungono al gruppo mediante l attributo android:permissiongroup di <permission> permission-tree: dichiara il nome della radice (namespace) di un albero di permessi. Non definisce un permesso L applicazione può aggiungere dinamicamente nuovi permessi all albero Il name deve essere univoco A.A

8 Accesso a risorse condivise Ciascuna applicazione può consentire l accesso alle proprie risorse mediante la dichiarazione dei permessi nel file manifest Esempio: se una applicazione definisce un Content Provider deve definire i permessi richiesti alle altre applicazioni per poter accedere al contenuto A.A

9 Condivisione USER ID Android consente di eseguire due applicazioni nello stesso processo: Occorre che lo sviluppatore firmi le due applicazioni con lo stesso certificato Nel file manifest di ciascuna applicazione deve essere specificato l attributo shareduserid con lo stesso valore Esempio: android:shareduserid="com.share.sharedapp Le applicazioni con lo stesso userid possono accedere indifferentemente e senza limitazioni ai rispettivi dati A.A

10 Data storage Android prevede diversi meccanismi per la memorizzazione dei dati di una applicazione: Shared Preferences: memorizza dati privati in array associativi array i cui elementi sono accessibili mediante nomi Utile per memorizzare impostazioni o preferenze di una applicazione Internal Storage: memorizza i dati nella memoria interna I file privati non possono essere aperti dalle altre applicazioni External Storage: memorizza i dati nella memoria esterna condivisa (scheda SD) Tutte le applicazioni possono accedere ai file su scheda SD Occorre verificare la presenza e le caratteristiche della scheda SD inserita (può essere sostituita o rimossa) SQLite Database: Memorizza dati strutturati in un database Network Connection: Memorizza dati sul web mediante un server di rete. I packages java.net and android.net forniscono le classi per gestire l accesso a dati via internet A.A

11 Data storage: preference La gestione delle preferenze (Preference) è un meccanismo di Android per memorizzare e leggere dati da una mappa o array associativo Le preference sono utilizzate di solito per mantenere informazioni sullo stato e per condividere dati fra diverse Activity di una applicazione Ciascun entry è nel formato <key value> La chiave (key) è una stringa Il value deve essere un tipo di dato primitivo L interfaccia API consente diverse modalità per l accesso alle preferenze: getpreferences(): all interno di una Activity, per accedere alle preferenze specifiche getsharedpreferences(): per accedere alle preferenze condivise a livello di applicazione getdefaultsharedpreferences(): per accedere alle preferenze globali del S.O. Android A.A

12 Preferences API: funzionamento Tutti i metodi della API restituiscono un oggetto il cui contenuto può essere manipolato mediante un editor che utilizza comandi putxxx e getxxx per memorizzare i dati I dati salvati nell oggetto Preference vengono successivamente scritti in un file XML nella memoria interna XXX = { Long, Int, Double, Boolean, String } A.A

13 Resource file I resource file sono file esterni che sono utilizzati internamente nel codice dell applicazione Android supporta diversi tipi di resource file (XML, PNG, JPEG, ecc.) I file XML sono compilati in un formato interno per velocizzare il caricamento Le stringhe sono compresse in un formato che ottimizza lo spazio necessario per la memorizzazione Una applicazione Android consiste in codice Java e file di risorsa aggiuntivi, memorizzati in un file.apk A.A

14 Resource file Per utilizzare un file risorsa, occorre inserirlo nella directory corretta dei sorgenti In tabella è visualizzato l elenco delle cartelle dei file resource Directory res/anim/ res/drawable/ res/layout/ res/values/ res/xml/ res/raw/ Resource type File xml che descrivono delle animazioni Questa directory deve essere usata per le immagini necessarie al software. Sono supportati i formati PNG e JPEG File XML per specificare il layout delle interface utente File XML che descrivono stringhe e altri parametri utilizzati dall applicazione. Questa directory ospita file XML di tipo qualsiasi, che il sistema interpreta e rende semplici da acquisire Questa directory ospita file binari di tipo qualsiasi (ad esempio audio o filmati) che vengono copiati nell.apk e l applicazione poi carica A.A

15 External Storage Un dispositivo Android dispone di un External Storage, tipicamente una SD card, rimovibile o meno Tutti i file e le directory salvate all'interno dalla SD sono accessibili da parte di tutte le app Per poter accedere in lettura non è necessario specificare alcun permission, mentre in scrittura è necessario specificare il permesso: android.permission.write_external_storage A.A

16 Database su Android: SQLite Android utilizza un programma integrato sqlite3 per la gestione di un database, che consente di: Creare un database Definire tabelle SQL, indici, query, viste, ecc. Inserire tuple nelle tabelle, rimuoverle o editarle Eseguire query e gestire un database SQLite implementa la maggior parte dello standard SQL-92 Dalla versione Froyo 2.2 sono supportati i vincoli di integrità referenziali tramite foreign key SQLite utilizza una tipizzazione dei dati meno rigida: Anzichè assegnare il tipo ad una colonna (INT, VARCHAR, ecc.) sono assegnati a valori individuali Ad esempio è possibile inserire un numero in una colonna di tipo stringa Un database SQLite è privato: pertanto se una app vuole esporne il contenuto dovrà farlo mediante i Content Provider A.A

17 MapView Android utilizza una libreria esterna Google Maps per aggiungere le funzionalità di navigazione e visualizzazione delle mappe ad una applicazione di terze parti L oggetto MapView visualizza una mappa con i dati ottenuti dal servizio Google Maps Quando MapView ha il focus, cattura l input dell utente (pressione di tasti e dello schermo touch) Gestisce automaticamente zoom e trascinamento della mappa Gestisce le connessioni al server per il download dei tile della mappa Fornisce tutti gli elementi della GUI necessari all utente per controllare la mappa Occorre dichiarare nel manifest i seguenti permessi (da accettare in fase di installazione) <uses-library android:name="com.google.android.maps" /> <uses-permission android:name="android.permission.internet /> Per utilizzare le mappe di Google Maps è necessario registrarsi al servizio web ed ottenere una APIKey A.A

18 Location Based Service Un servizio Location Based (LBS) è un sistema che consente di fornire informazioni geolocalizzate a dispositivi mobili I servizi LBS sono utilizzati in diversi ambiti: Commerciale Intrattenimento Situazioni di emergenza Salute Lavoro Esempi: trovare la posizione di punti di interesse nelle vicinanze (banca, ristorante, ospedale ecc.) Fornire infomazioni per la mobilità (calcolo di percorsi) Social network per trovare e raggiungere eventi, amici o familiari A.A

19 Sistema GPS Il sistema Global Positioning System (GPS) consiste di 31 (2017) satelliti operativi orbitanti attorno alla Terra (e altri dismessi, messi in funzione in caso di necessità) Sviluppato dagli USA come sistema militare, è stato reso disponibile per usi civili Le orbite sono disposte in modo che in ogni punto della Terra ci siano almeno 4 satelliti visibili L antenna GPS funziona sfruttando il principio della trilaterazione localizza 3 o più satelliti calcola la distanza interseca le sfere di raggio pari a ciascuna distanza e individua il punto sulla superficie terrestre A.A

20 Localizzazione su Android Le API Android consentono la localizzazione utilizzando diversi metodi tra cui Cell Tower Triangulation: utilizza il principio della trilaterazione sulla base dei ping verso 3 torri delle celle telefoniche nelle vicinanze (bassa precisione) GPS Tramite un gestore (Location Manager) è possibile accedere ai seguenti servizi: Ottenere aggiornamenti periodici sulla posizione geografica del dispositivo Lanciare un Intent di notifica quando il dispositivo è nelle vicinanze di una posizione geografica L antenna GPS non è un dispositivo sincrono (non risponde immediatamente) A.A

21 Overlay e GeoCoding Un Overlay è un layer trasparente che può essere sovrapposto ad una MapView Può incorporare diversi oggetti grafici (es. icone o immagini su punti della mappa) Geocoding: processo per la trasformazione di un indirizzo o altro elemento cartografico in una coppia di coordinate (latitudine longitudine) Reverse geocoding: è il processo per trasformare le coordinate in un indirizzo. Il livello di dettaglio ottenuto dal reverse geocoding varia in funzione del punto A.A

22 Librerie native con NDK Native Development Kit (NDK): tool che consente di implementare parte di una applicazione utilizzando un linguaggio nativo come C/C++ Scenari di utilizzo: Riutilizzo di librerie rilasciate in codice nativo Accelerazione delle prestazioni di routine CPU-intensive (elaborazione di segnali, simulazioni fisiche, ecc.) Porting di intere applicazioni e giochi (a partire da Android 2.3) NDK fornisce: Toolchain basata su GNU make per automatizzare la compilazione del codice Cross-compilatore gcc compatibile con il set di istruzioni ARM Tool per includere le librerie native nel package.apk Un set di header e librerie standard compatibili con le versioni attuali e future di Android Due modalità di sviluppo di applicazioni: JNI e Native Activity A.A

23 NDK: Librerie standard A.A

24 Dalvik vs C++ Facilmente estendibile Sviluppo flessibile Gestione automatica della memoria Accesso alle API Android Codice di basso livello Comune ad altre piattaforme Aumento delle prestazioni A.A

25 Java Native Interface (JNI) L applicazione principale è una Activity o un Service JNI consente di utilizzare le API delle librerie native all interno del codice Java Le librerie utente native richiamano le librerie di sistema mediante la Application Binary Interface (ABI) che definisce: istruzioni in linguaggio macchina per le system call al kernel Formato dei parametri di input Formato dei dati di ritorno A.A

26 Sviluppo con NDK: setup progetto Setup progetto Makefile Interfacce Java Generazione header con javah Tramite il wizard di Eclipse viene creato un progetto Android con il supporto di librerie native I file di configurazione e gli script vengono creati automaticamente Il programmatore deve scrivere manualmente i file make Build e Deploy Debug A.A

27 Sviluppo con NDK: Makefile Setup progetto Makefile Interfacce Java Generazione header con javah Build e Deploy Debug A.A

28 Sviluppo con NDK: interfacce header - deploy Setup progetto Makefile Interfacce Java Generazione header con javah Build e Deploy Per richiamare le librerie native in Java è sufficiente definire il prototipo dei metodi (native) Tramite il tool javah viene generato il file header in C, in base alle definizioni contenute nel codice Java Il codice C/C++ deve implementare i prototipi delle funzioni rispettando il formato del file header generato La compilazione del codice avviene mediante il programma ndk-build Il compilatore genera i file di libreria.so Tramite lo script build.xml è possibile generare il file apk con ant (ant debug o ant release) ant install installa l apk su dispositivo Debug A.A

29 Sviluppo con NDK: Debug Setup progetto Makefile Interfacce Java Generazione header con javah Per il debug si utilizza il comando ndk-gdb Viene avviato gdbserver su dispositivo La comunicazione avviene tramite Remote Serial Protocol (gdb-rsp), mediante scambio di messaggi tra host e dispositivo Il computer host si connette tramite socket al dispositivo E possibile usare Eclipse o Visual Studio come front end per il debug Build e Deploy Debug A.A