Sviluppo mobile Android

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1 Sviluppo mobile Android Emanuel Di Nardo 1 1

2 Sviluppo mobile - Android Architettura di base Insieme software composto da: Sistema operativo Middleware Applicazioni di base Utilizzo del linguaggio di programmazione Java con API dedicate 2 2

3 Sviluppo mobile - Android - Architettura di base Suddivisione a strati del sistema: Applicazioni; Framework applicazioni; Librerie base; Livello esecutivo; Kernel; 3 3

4 Sviluppo mobile - Android - Architettura di base Framework applicazioni: Strumenti per lo sviluppo; Accesso risorse hardware; Accesso senza restrizioni; Astrazione delle librerie; 4 4

5 Sviluppo mobile - Android - Architettura di base Librerie base: Sviluppate in C/C++; Base dell App. Framework; 5 5

6 Sviluppo mobile - Android - Architettura di base Livello esecutivo: Permette l esecuzione delle applicazioni; Fornisce la Virtual Machine; Implementa librerie di sistema; 6 6

7 Sviluppo mobile - Android - Architettura di base Kernel: Basato su kernel linux 2.6+; Gestione della memoria; Sicurezza; Gestione processi; Connessioni; Driver di dispositivo; 7 7

8 Sviluppo mobile - Android Dalvik Virtual Machine VM alternativa alla JVM. Progettata per dispositivi con risorse limitate. Ogni applicazione ha la sua virtual machine. 8 8

9 Sviluppo mobile - Android - Dalvik Virtual Machine La DVM è register-based, mentre la JVM è stack-based: Se si utilizzano valori in bit viene considerato che un registro abbia una grandezza di 32 bit, mentre le coppie di registri adiacenti vengono considerate avere una grandezza di 64 bit; Se si utilizzano per referenziare degli oggetti allora un registro acquista una grandezza tale da riuscire a contenere l intero riferimento; Mediamente la richiesta per ogni metodo oscilla tra ~ 8-16 registri; 9 9

10 Sviluppo mobile - Android - Dalvik Virtual Machine Processo di generazione del bytecode interpretato dalla DVM. Unico file.dex (Dalvik Executable) contenente i.class del Java compiler

11 Sviluppo mobile - Android - Dalvik Virtual Machine.dex file: Istruzioni da interpretare minori dei.class (natura register-based); Risorse condivise inserite una sola volta (stringhe, costanti, ecc...); File di dimensioni ridotte; David Ehringer The Dalvik Virtual Machine Architecture <

12 Sviluppo mobile - Android Struttura applicazioni Applicazioni divise in componenti: Activities; Services; Intent e Intent Filters; Content Providers; Broadcast Receivers; 12 12

13 Sviluppo mobile - Android - Struttura applicazioni All avvio di un applicazione android consulta il file AndroidManifest.xml. File estremamente importante: Contiene i permessi utilizzati dall applicazione; Versione API; Componenti hardware e software utilizzati; N.B. Ogni componente va inserito staticamente nel file manifest

14 Sviluppo mobile - Android - Struttura applicazioni AndroidManifest.xml supporta i seguenti tag per le componenti: <activity>; <service>; <provider>; <receiver>; Ogni tag ha un determinato tipo di attributi. Es: 14 14

15 Sviluppo mobile - Android - Struttura applicazioni Tutte le risorse (immagini, elementi UI) sono identificate da un ID univoco. Questo approccio ne semplifica l utilizzo in tutta l applicazione. Gli ID sono generati automaticamente nel file R.java Appaiono come valori esadecimali utilizzati dal sistema per le assegnazioni 15 15

16 Sviluppo mobile - Android - Struttura applicazioni R.java inoltre include riferimenti per ogni altro tipo di risorsa nel sistema. (Ad esempio le interfacce grafiche) NON DEVE ASSOLUTAMENTE ESSERE MODIFICATO! 16 16

17 Sviluppo mobile - Android - Struttura applicazioni Le applicazioni android sono in formato.apk che è un Android Package. Generato dopo la fase di compilazione. Contiene il file.dex, il manifest e tutte le risorse dell applicazione. Permette di firmare le applicazioni per l installazione sul dispositivo e per proteggere la stessa

18 Activities Sviluppo mobile - Android Componente che permette l interazione con l utente ed è provvista di interfaccia utente. Un applicazione si compone di più activity. Coesistono e cooperano tra di loro scambiandosi informazioni. C è sempre un activity principale da presentare all apertura dell applicazione. Possono essere avviate da una componente di un applicazione esterna. Svolge un unico compito! 18 18

19 Sviluppo mobile - Android - Activities Quando creiamo un activity dobbiamo effettuare due operazioni fondamentali: Estendere la classe Activity; Inserire il suo riferimento statico nell AndroidManifest.xml; 19 19

20 Sviluppo mobile - Android - Activities Le activities rispettano un determinato ciclo di vita, da quando vengono mandate in esecuzione fino alla loro distruzione; E obbligatoria l implementazione del solo metodo oncreate(). E buona norma eseguire in questo metodo l inizializzazione dell Activity; 20 20

21 Sviluppo mobile - Android - Activities Back stack delle activity: Ogni nuova activity viene inserita in cima al back stack, mentre le precedenti attendono la sua esecuzione 21 21

22 Sviluppo mobile - Android - Activities Un activity ha la seguente struttura base Possiamo implementare tutti i metodi che abbiamo precedentemente visto per poterne gestire al meglio il ciclo di vita completo

23 Sviluppo mobile - Android - Activities E indispensabile invocare i metodi della superclasse tramite la super altrimenti si lancia un eccezione! 23 23

24 Sviluppo mobile - Android - Activities Per terminare un activity abbiamo due possibilità: Invocare il metodo finish(); Invocare il metodo finishactivity() se vogliamo eseguire questa operazione da un altra activity; Non è obbligatorio invocare uno dei due metodi, android si occuperà di disfarsene quando non è più necessaria

25 Sviluppo mobile - Android Services Esegue operazioni in background. Non è fornita di interfaccia utente. Sono di supporto alle activities (es. riproduzione musica, operazioni di I/O). Come per le activity possono essere avviati da componenti esterne all applicazione in cui sono fornite

26 Sviluppo mobile - Android - Services Possono essere avviati in due modalità: Started: tramite il metodo startservice(), gira in background per un tempo indefinito o finché la componente che lo ha avviato non ne richiede la fine o viene distrutta; Bound: tramite il metodo bindservice(), offre un interfaccia per la comunicazione client-server per poter interagire con esso. Attivo finché tutte le componenti sono associate con esso. Possiamo associare più di una componente per volta

27 Sviluppo mobile - Android - Services Girano nel main thread del processo se non diversamente richiesto. Prestare molta attenzione, può portare ad un errore del tipo Application Not Responding se esegue operazioni bloccanti o ad alto consumo di risorse

28 Sviluppo mobile - Android - Services Anche per i services bisogna eseguire le due operazioni descritte nelle activity: Estendere la classe Service: Inserire il riferimento al service nell AndroidManifest.xml: 28 28

29 Sviluppo mobile - Android - Services Ci sono due cicli di vita per un service, in dipendenza dello stato in cui si trova. L unico metodo obbligatorio è onbind(), indipendentemente dallo stato in cui può trovarsi il service; E consigliato effettuare le inizializzazioni nel metodo oncreate(); *Android 1.6- utilizza onstart() al posto di onstartcommand() 29 29

30 Sviluppo mobile - Android - Services Per fermare un service in modalità started possiamo usare: stopself(), invocabile dal service; stopservice(), invocabile dal componente che ha richiesto il service; Un service in stato bound si ferma solo quando tutte le componenti associate con esso si sono scollegate tramite il metodo unboundservice()

31 Sviluppo mobile - Android - Services E possibile trovarsi in ambedue gli stati. In questo caso bisogna terminare lo stato started e far scollegare tutti i componenti associati al service. Se tali condizioni non sono soddisfatte il service rimarrà in esecuzione

32 Sviluppo mobile - Android - Services Esempio di ciclo di vita completo: 32 32

33 Sviluppo mobile - Android - Services Metodi principali: 33 33

34 Intents Sviluppo mobile - Android Messaggi che attivano le componenti android e permettono lo scambio di informazioni; Mettono in comunicazione le seguenti componenti: Activities: si invoca il metodo startactivity(); Services: si invoca il metodo startservice(); Broadcast Receivers: si invoca uno tra i metodi di broadcast (sendbroadcast(), sendorderedbroadcast(), ecc...); 34 34

35 Sviluppo mobile - Android - Intents Più nello specifico: Gli intents sono strutture dati contenenti una descrizione astratta delle operazioni da eseguire; Per creare un intent dobbiamo creare un oggetto della classe Intent e fornirgli le seguenti informazioni: Nome del componente; Azioni; Dati; Categorie; Extra; Flag; 35 35

36 Sviluppo mobile - Android - Intents Nome del componente: Oggetto della classe ComponentName, contiene il nome del componente (es. com.example.myapp.test) e il nome del package (es. com.example.myapp); Possiamo settarlo con uno tra i seguenti metodi: 1. setcomponent(); 2. setclass(); 3. setclassname(); Viene letto con getcomponent(); 36 36

37 Sviluppo mobile - Android - Intents Azioni: Stringa che identifica l azione da compiere (es. ACTION_CALL), libertà di definire azioni personalizzate. Definite con setaction() e lette con getaction(). Dati: URI al tipo di dato da modificare (es. tel:, content:, http: ) e/o il suo MIME type (video/ mpeg). Per settare/recuperare un URI usiamo i metodi setdata()/getdata(), per i MIME type settype()/gettype(). Per impostare entrambi usiamo setdataandtype(); 37 37

38 Sviluppo mobile - Android - Intents Categorie: Informazioni aggiuntive sui tipi di dati da aggiungere all intent. Possiamo inserire più categorie con il metodo addcategory(), cancellare una categoria con deletecategory() o recuperare le informazioni con getcategories(). Extra: Dati aggiuntivi che vogliamo inviare tramite un intent, sono elementi del tipo chiave-valore. Possiamo aggiungere uno o più dati tramite i metodi putextra()/ putextras() e recuperarli tramite get[type]extra()/getextras(); 38 38

39 Sviluppo mobile - Android - Intents Flag: Istruzioni da dare al sistema per gestire la richiesta delle componenti. La richiesta del componente può avvenire in modo esplicito (interno al package) o implicito (esteso su tutto il sistema); 39 39

40 Sviluppo mobile - Android - Intents Richiesta in modo esplicito: 40 40

41 Sviluppo mobile - Android - Intents Rispondiamo alla richiesta: 41 41

42 Sviluppo mobile - Android - Intents Richiesta implicita: Le richieste implicite sono gestite dal sistema filtrando tutte le componenti a disposizione (tramite gli Intent Filters) secondo tre criteri: Azioni; Dati; Categorie; 42 42

43 Intent Filters Sviluppo mobile - Android Sono filtri che ci aiutano il sistema a scegliere la componente più appropriata da assegnare ad una nostra richiesta. Una componente viene scelta solo se supera la verifica di TUTTI i filtri

44 Sviluppo mobile - Android - Intent Filters Vengono inseriti nell AndroidManifest.xml (possono essere creati anche dinamicamente) tramite il tag <intent-filter>. Inseriti tra il tag di apertura e chiusura di una componente. Tutte le sotto-componenti sono gli elementi precedentemente descritti (azioni, categorie, dati)

45 Sviluppo mobile - Android Content Providers Permettono di condividere i dati all esterno dell applicazione e di poter accedere ad essi in lettura e/o scrittura. I dati appaiono sotto forma di tabelle (simili a quelle dei database relazionali) 45 45

46 Si possono gestire i seguenti tipi di dati: Sviluppo mobile - Android - Content Providers Integer; Long integer; Floating point; Long floating point; Short; String; Binary Large Object (BLOB - array di byte); Classi fondamentali: ContentProvider: crea un content provider; ContentResolver: accede ad un content provider; 46 46

47 Sviluppo mobile - Android - Content Providers Creazione di un content provider: Estendiamo la classe ContentProvider: Implementiamo 6 metodi obbligatori: oncreate(): metodo chiamato all avvio del provider; query(): restituisce le informazioni che vogliamo condividere presenti nel provider; insert(): permette di inserire informazioni nel provider; update(): permete di aggiornare le informazioni del provider ; delete(): permette di eliminare dei dati; gettype(): restituisce il MIME type dei dati che richiediamo tramite un apposito URI; 47 47

48 Sviluppo mobile - Android - Content Providers Creazione di un content provider: Definiamo gli URI per accedere al provider. Abbiamo bisogno di due elementi: Authority URI: nome del provider. E consigliato porre il nome del package prima del nome del provider (com.example.app.provider). Paths a file e tabelle: si utilizza in congiunzione con l authority URI. Specificano i nomi di tabelle e delle righe di cui necessitiamo (com.example.app.provider/tabella/3, <authority>/<tabella>/<id>)

49 Sviluppo mobile - Android - Content Providers Creazione di un content provider: Definiamo la struttura del nostro provider. Possiamo scegliere file riconosciuti dal sistema (immagini,video,testi) o strutture dati più complesse come database. Se si utilizzano database è importante utilizzare le chiavi nelle tabelle per semplificare il recupero di informazioni

50 Sviluppo mobile - Android - Content Providers Creazione di un content provider: Soffermiamoci sul metodo query(), presenta 5 argomenti: Uri: riferimento alla tabella del provider; projection: array delle colonne richieste; selection: i criteri per la selezione delle righe; selectionargs: contenuto che non è esattamente quello richiesto, ma ci si avvicina il più possibile; sortorder: indica l ordine in cui le righe ci verranno restituite; 50 50

51 Sviluppo mobile - Android - Content Providers Creazione di un content provider: La sicurezza del sistema è garantita dal tipo di permessi che concediamo. Se utilizziamo un database SQLite non dobbiamo cambiare il valore di sicurezza di default che è impostato su private; 51 51

52 Sviluppo mobile - Android - Content Providers Creazione di un content provider: Inseriamo il riferimento al provider nel file AndroidManifest.xml tramite il tag <provider>. Lo estendiamo con i seguenti attributi base: android:authorities per il nome da assegnare al nostro provider; android:name il nome della nostra classe; Tramite tale tag possiamo estendere il concetto di sicurezza. Ogni livello di sicurezza copre un determinato numero di elementi. Android da priorità ai permessi riferiti a pochi elementi

53 Sviluppo mobile - Android - Content Providers Creazione di un content provider: Elenchiamo i vari livelli di accesso: Permesso di lettura-scrittura singolo (android:permission): Lettura e scrittura dell intero provider sono controllati da un unico permesso; Permesso di lettura-scrittura separato (android:readpermission, android:writepermission): Lettura e scrittura di tutto il provider sono gestiti singolarmente; 53 53

54 Creazione di un content provider: Sviluppo mobile - Android - Content Providers Elenchiamo i vari livelli di accesso: Permessi sui path (elemento <path-permission>): Permessi di lettura-scrittura uniti o separati su un singolo URI; Permessi temporanei (android:granturipermissions): Permette ad un applicazione che normalmente non ha accesso ai dati di poterli richiedere. Se si vogliono settare permessi per più URI è possibile utilizzare l elemento <grant-uri-permission>. Quando non vogliamo che questi permessi siano utilizzati dobbiamo chiamare il metodo revokeuripermission()

55 Creazione di un content provider: Esempio di content provider nel manifest: Sviluppo mobile - Android - Content Providers Possiamo definire permessi personalizzati semplicemente dichiarandoli come effettuato nell esempio; 55 55

56 Sviluppo mobile - Android - Content Providers Accedere ad un content provider: Creiamo un oggetto della classe ContentResolver che avrà a disposizione i metodi obbligatori della classe ContentProvider. Utilizzando query() sarà invocato il metodo ContentProvider.query(). L URI da passare con ogni metodo è della forma content://<authorities>/ <nome_tabella>

57 Accedere ad un content provider: Sviluppo mobile - Android - Content Providers Per accede ad un content provider dobbiamo essere certi di avere i giusti permessi. Dobbiamo inserire nell AndroidManifest.xml dell applicazione che vuole leggere/ scrivere i dati il tag <uses-permission>. Ha un solo attributo android:name che identifica il permesso desiderato. Un provider deve NECESSARIAMENTE fornire un appropriata documentazione in modo che sia possibile accedere ad esso

58 Sviluppo mobile - Android - Content Providers Accedere ad un content provider: Non ci resta che implementare la richiesta con i giusti dati: 58 58

59 Sviluppo mobile - Android - Content Providers Accedere ad un content provider: N.B. Effettuare gli appropriati controlli sui dati inseriti per evitare problemi di sicurezza al provider (perdita di dati, manomissione dei dati). Il risultato della query sarà inserito in un Cursor che necessita dell indice della colonna desiderata per il recupero delle informazioni. Le altre operazioni: 59 59

60 Sviluppo mobile - Android Broadcast Receivers Permette di ricevere avvisi propagati a tutto il sistema. Ogni avviso è inviato tramite intents. Android usa i messaggi di broadcast per alcune notifiche alle applicazioni, come il basso livello di batteria. Sta alle singole applicazioni predisporre un receiver per ricevere tali messaggi

61 Sviluppo mobile - Android - Broadcast Receivers Due modalità di invio: Broadcast normale: richieste asincrone, metodo più efficiente, ma il receiver non può utilizzare i risultati; Broadcast ordinato: richieste spedite ad un receiver alla volta, quest ultimo può scegliere se bloccato gli invii successivi o farli propagare ad altri receivers; 61 61

62 Sviluppo mobile - Android - Broadcast Receivers Per il broadcast asincrono si utilizza il metodo sendbroadcast(), mentre il broadcast ordinato utilizza il metodo sendorderedbroadcast(). Il funzionamento è lo stesso descritto negli intents. Implementiamo un nostro receiver estendendo la classe BroadcastReceiver, facciamo obbligatoriamente override del metodo onreceive() 62 62

63 Sviluppo mobile - Android - Broadcast Receivers Un receiver viene distrutto non appena terminata la chiamata al metodo onreceive(). Un receiver deve essere messo in ascolto di richieste spedite in broadcast tramite il metodo registerbroadcast() 63 63

64 Sviluppo mobile - Android - Broadcast Receivers Inseriamo un riferimento nell AndroidManifest.xml tramite il tag <receiver>, dispongono di <intent-filter> per ricevere solo i messaggi a cui si è interessati. Per garantire la sicurezza specifichiamo i permessi che un applicazione deve avere quando tenta di comunicare con la nostra. Si utilizza il tag <permission> con un permesso personalizzato

65 Sviluppo mobile - Android Interfaccia utente Tutti gli elementi discendono da View, gli elementi che raggruppano più View sono detti ViewGroup. L elemento radice richiede ai suoi figli di provvedere alla propria visualizzazione. Gli elementi padre decidono cosa visualizzare

66 Sviluppo mobile - Android - Interfaccia utente Si definisce un file xml per la gestione di tutta la grafica. Ogni elemento ha la propria corrispondente xml. Organizzazione in layout. Ognuno discende da ViewGroup: FrameLayout: il più semplice fra tutti, può essere inserito un solo elemento alla volta; LinearLayout: Tutti gli elementi sono allineati in una singola direzione, verticalmente oppure orrizontalmente; 66 66

67 Sviluppo mobile - Android - Interfaccia utente TableLayout: gli elementi sono disposti come in una tabella, ogni elemento va inserito in una riga identificata da <TableRow>. Tutti gli elementi sottostanti questo tag formano il numero di colonne presenti nella tabella; 67 67

68 Sviluppo mobile - Android - Interfaccia utente RelativeLayout: gli elementi possono essere inseriti in un posto qualunque dello schermo. Vengono gestiti in base alla posizione dei precedenti elementi grafici inseriti, può essere specificata una qualunque posizione (in alto, in basso, destra, sinistra). Ogni layout ha un proprio set di attributi che sono sempre identificati da layout_<impostazione> ad esempio per definirne l altezza utilizziamo l attributo layout_height

69 Sviluppo mobile - Android - Interfaccia utente Possibilità di innestare i layout. Per utilizzare un file xml all interno dell activity utilizziamo il metodo setcontentview(). Gli elementi dei layout sono detti widget. I principali sono: Button: un comune bottone; EditText: form per permettere all utente di inserire del testo; ListView: una serie elementi visualizzati in verticale; CheckBox: area selezionabile; RadioButton: area seleziobile; Gallery: visualizza gli elementi in un area scorrevole; Spinner: lista di elementi selezionabili; 69 69

70 Sviluppo mobile - Android - Interfaccia utente E buona norma assegnare un ID agli elementi. Per l assegnazione degli ID abbiamo due elementi: + : nuovo elemento da inserire nel file delle risorse : il parser XML deve identificarlo come una risorsa presente in R.java; Lavorano anche in congiunzione: 70 70

71 Sviluppo mobile - Android - Interfaccia utente Esempio: = 71 71

72 Libertà di personalizzazione degli elementi. L input utente è gestito tramite listner: Sviluppo mobile - Android - Interfaccia utente 72 72

73 Sviluppo mobile - Android - Interfaccia utente L ultimo elemento sono i menù. Necessità di ridefinire uno tra i seguenti metodi di Activity: oncreateoptionsmenu(); oncreatecontextmenu(); Le operazioni da svolgere nel menù sono implementate nei seguenti metodi: onoptionsitemselected(); oncontextitemselected(); 73 73

74 Sviluppo mobile - Android - Interfaccia utente I menù devono essere definiti in un file xml. Utilizzo dei tag <menu> e <item> 74 74

75 Sviluppo mobile - Android - Interfaccia utente Esempio di ridefinizione: E necessario utilizzare un inflater (MenuInflater) per riempire l area del menù con quello definito nel file xml

76 Sviluppo mobile - Android Configurazione ambiente di lavoro Riferimento per android sdk: IDE: Eclipse ( SDK Android ( Plugin ADT per Eclipse (

77 Apriamo Eclipse -> Help -> Install New Software Sviluppo mobile - Android - Configurazione IDE 77 77

78 Sviluppo mobile - Android - Configurazione IDE Add -> Nome plugin ADT Plugin, Location:

79 Sviluppo mobile - Android - Configurazione IDE Selezioniamo tutto -> Next -> proseguiamo fino alla fine dell installazione 79 79

80 Sviluppo mobile - Android - Configurazione IDE Dopo il riavvio di Eclipse -> Selezioniamo tutti i tool e la API Level che ci interessa

81 I nostri progetti avranno una struttura simile alla seguente: Sviluppo mobile - Android - Configurazione IDE 81 81

82 Sviluppo mobile - Android - Configurazione IDE Android ha una struttura progettuale da rispettare, ogni risorsa va inserita nella giusta directory: Risorse animate: Utilizzate nelle animazioni e includono le directory res/anim/ e res/drawable/; Risorse per i colori: Definisce un insieme di colori basati sul cambio di View, lo troviamo in res/color/; Risorse visualizzabili: Le risorse visive come immagini o file xml, utilizza la directory res/drawable/; Risorse per i layout: Contiene i file xml per i layout, directory res/layout/; Risorse per i menù: Contiene i file xml per la creazione dei menù, utilizza res/menu/; 82 82

83 Sviluppo mobile - Android - Configurazione IDE Risorse per le stringhe: Tutte le definizione testuali che definiamo. Sono salvate in res/values/; Risorse per gli stili: Definisce l aspetto e il formato degli elementi della UI, presente in res/values/; Tutti gli altri tipi di risorse: Qualunque altra risorsa come booleani, interi, dimensioni, ecc sono salvati in res/ values/; Va rispettato per il corretto funzionamento del file R.java Tutte le risorse sono accessibili tramite il file R.java tramite la seguente struttura: R.<tipo_risorsa>.<nome_risorsa> (Es. R.layout.main); 83 83

84 FINE Sviluppo mobile - Android Materiale disponibile al seguente indirizzo: