Android OS An open platform for sofware development

1. Android OS An open platform for sofware development Portions of this page are reproduced from work created and shared by Google and used according to terms described in the Creative Commons 2.5 Attribution License. Ludovico Cellentani Director, Just Funny Games s.r.l. ludo@justfunnygames.com

2. “I have always wished that my computer would be as easy to use as my telephone. My wish has come true. I no longer know how to use my telephone.” -- Bjarne Stroupstrup

3. Che cos’Android OS? • Sistema Operativo basato su versione modificata del kernel Linux • Inizialmente sviluppato da Android Inc. società acquisita da Google e poi successivamente ceduta alla Open Handset Alliance (un consorzio di produttori di hardware, software e società operanti nelle telecomunicazioni) • Presentato alla comunità il 5 Novembre 2007 • Molto del software del sistema operativo è distribuito con licenza Apache, una licenza open source • Nel corso dei 3 anni il firmware ha già registrato una consistente evoluzione arrivando alla versione 2.1

4. Android è Linux? Android OS è costruito sul kernel di Linux, ma non è GNU/Linux • nessun sistema di GUI nativo (vedi Linux Qt package) • no GNU C Library • nessuna utility GNU/Linux ANDROID NON E’ LINUX!

5. Android è Java? Android non è un’implementazione della piattaforma Sun Java • utilizza Java come linguaggio di programmazione • fornisce un’implementazione parziale del framework Java5 SE • il codice prodotto viene eseguito su una Virtual Machine Dalvik e non su una Java Virtual Machine ANDROID NON E’ JAVA!

6. Dalvik VM, che cos’è? • VM ad architettura register-based differentementa da JVM che sono VM con architettura stack-machine • Codice sorgente è convertito file Dalvik Executable (.dex), formato compatto specificatamente disegnato per l’esecuzione su dispositivi con forti vincoli di memoria e potenza della CPU • NO JIT compilation (Android 2.0 ha introdotto una versione sperimentale di compilazione JIT, disabilitata di default) • Definisce e usa un proprio formato di bytecode (NO standard Java bytecode) • Class library set basato su Apache Harmony Java Implementation

7. Android OS kernel (1/2) Basato su kernel Linux 2.6 di cui eredita le seguenti caratteristiche: • Sicurezza • Memory Management • Processes and Threads Management • Classico Network Stack OSI • Driver Model • Abstraction Layer

8. Android OS kernel (2/2) • A tutte le features ereditate dal kernel Linux, Android OS kernel aggiunge le seguenti caratteristiche: • Alarm support • Linux Ashmem driver support (memory file system) • Binder mechanism (remote procedure call system) • Power Management support • Low Memory Killer system (no swap space support) • Logger system support

9. Android OS: l’evoluzione (1/4)

10. Android OS: l’evoluzione (2/4)

11. Android OS: l’evoluzione (3/4)

12. Android OS: l’evoluzione (4/4)

14. Android OS: building blocks AndroidManifest.xml Activities Views Intents Services Notifications (broadcast receivers) ContentProviders

15. AndroidManifest.xml • Ogni applicazione deve presentare un file AndroidManifest.xml nella propria root per consentire al sistema di stabilire i parametri di esecuzione • Tale file permette all’applicazione di: • specificare il proprio identificativo univico all’interno del sistema • descrivere i componenti: le Activities, gli Intents compatibili e i ContentProviders di cui l’applicazione e’ composta • specifica i permessi necessari per interagire con i componenti dell’applicazione • stabilisce la versione minima delle API Android richieste dall’applicazione • la lista di libreria con cui l’applicazione necessita di essere linkata a runtime • riporta le classi Instrumentation che forniscono profiling e altre informazioni di misura sull’esecuzione dell’applicazione

16. <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <manifest> <permission /> <instrumentation /> <uses-sdk /> <application> <activity> <intent-filter> <action /> <category /> <data /> </intent-filter> <meta-data /> </activity> <service> <intent-filter> . . . </intent-filter> <meta-data/> </service> <receiver> <intent-filter> . . . </intent-filter> <meta-data /> </receiver> <provider> <grant-uri-permission /> <path-permission /> <meta-data /> </provider> <uses-library /> </application> </manifest>

17. Activities • Oggetto adibito alla presentazione e gestione di una determinata necessità. • Ogni Activity è implementata come sottoclasse di Activity dell’API Android. • Un’applicazione può essere costituita da 1…N Activities. • In un dato momento solo una Activity è visibile. • In un dato momento solo una Activity è attiva; “il muoversi” tra Activities viene fatto facendo si che ciascuna Activity attivi la successiva e ogni nuova Activity è posizionata sopra la precedente. • Presenta una Window di default che normalmente riempe tutto lo schermo (ma è consentito avere Window di dimensione qualunque). • Il contenuto della Window di default è presentato come un’organizzazione gerarchica di oggetti Views (oggetti che hanno come classe base View).

18. Stati di una Activity • ACTIVE • posizionata sopra tutte le altre • PAUSED • non in focus ma visibile • può essere “uccisa” da servizio LMK • STOPPED • dietro altre Activities • DROPPED • “uccisa” da servizio LMK per recuperare memoria

19. Views • Building block nella costruzione di interfaccie utenti per Android OS. • Ogni classe derivante dalla classe View è responsabile di disegnare se stessa. • Ogni classe derivante dalla classe View è chiamata a rispondere agli eventi. • Nella costruzione dell’interfaccia utente di una applicazione Android, oggetti di classe View possono essere organizzati in gerarchia più o meno complessa. • Ogni classe derivante dalla classe View definisce un Layout per stabilire i proprio parametri di disegno. Il Layout può essere specificato anche tramite file XML

20. Views: esempio di Layout <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"              android:layout_width="fill_parent"               android:layout_height="fill_parent"              android:orientation="vertical" >    <TextView android:id="@+id/text"              android:layout_width="wrap_content"              android:layout_height="wrap_content"              android:text="Hello, I am a TextView" />    <Button android:id="@+id/button"            android:layout_width="wrap_content"            android:layout_height="wrap_content"            android:text="Hello, I am a Button" /></LinearLayout>

21. Views e Viewgroups • Oggetti Viewgroups sono speciali classi di oggetti View che possono contenere altri oggetti View. • Building block nella definizione di Layout • Android framework è responsabile di invocare i metodi di measuring, laying out e drawing quando è necessario aggiornare una gerarchia di View e Viewgroups. • L’applicazione è responsabile di implementare i metodi mesure(), layout() e draw().

22. Intents • Intents sono “messaggi” che consentono di controllare il flusso di attivazione di Activities, Services e Notifications. • Meccanisco per la gestione del runtime late binding: ad esempio oggetti di tipo Intent possono venir impiegati per “muoversi” tra Activity.

23. Services • Componente di applicazione che viene eseguito in background per un tempo indefinito e non interagisce con l’utente. • Un Service permane nel suo stato di attività fino a quando: • non viene interrotto da un’entità esterna • non si auto-interrompe • non ha alcuna connessione ad altri componenti attivi nel sistema • Ogni oggetto Servicedeve avere un corrispondente tag <service> nel file AndroidManifest.xml • Oggetti Service sono eseguiti nel thread principale di applicazione

24. Notifications • Oggetti con l’unico compito di informare l’utente riguardo eventi originati dal sistema o da altre applicazioni. Ad esempio l’evento “battery low” o “la lingua di sistema è cambiata”. • Non hanno un’interfaccia utente, ma possono attivare una Activity per consentire all’utente di interagire oppure utilizzare l’oggetto NotificationManager per allertare l’utente di qualcosa. • Notifications possono “comunicare” con l’utente in diversi modi: • flashing della backlight • vibrazione • playback di un effetto sonoro • icona persistente nella barra di stato del device

25. Content Providers • Componente di un’applicazione che permette l’accesso da specifici dati ad altre applicazioni. • I dati possono essere memorizzati in un file nel file system o in un database SQLite • Ogni Content Provider è l’istanza di una classe derivante da ContentProvider. • Oggetti Content Provider sono l’unico modo per condividere dati tra applicazioni. • I dati di un Content Provider sono esposti pubblicamente tramite un URI univoco nel sistema: tutti gli URI iniziano con la stringa “content://”. • Android OS mette a disposizione un set di Content Provider che contengono dati generici: audio, video, immagini, personal contact information, etc…

26. Content Providers: un esempio Content Providers espongo i dati come semplice tabella su un modello di dati simil-database, dove ciascuna riga rappresenta un record e ciascuna colonna un’informazione di un dato tipo e valore

27. Android Market • Online software store creato da Google per i devices Android OS. • Un’applicazione Market è pre-installata sui dispositivi Android e consente agli utenti di sfogliare e comprare online applicazioni create da terze parti. • Annunciato il 28 Agosto del 2008 e disponibile agli utenti il 22 Ottobre 2008. • Inizialmente lanciato come mercato di sole applicazioni gratuite, il supporto per le applicazioni a pagamento disponibile dal Febbraio 2009. • Alla fine di Aprile 2010 l’Android Market contava circa 50,000 applicazioni. • Le revenues collezionate dalle applicazioni a pagamento sono ripartite in: 70% allo sviluppatore, 30% tra operatore mobile e società di gestione del billing

28. Biografia • Android Home (http://www.android.com/) • Android Developer Home (http://developer.android.com/index.html) • Android OS source code (http://source.android.com/) • The Google App Market – An Analysis (http://weblog.cenriqueortiz.com/mobility/2009/09/06/the-google-app-market-an-analysis/)