Android OSAn open platform forsofware development

Ludovico CellentaniDirector, Just Funny Games s.r.l.ludo@justfunnygames.com

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“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

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

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!

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!

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

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

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

Android OS: l’evoluzione (1/4)

1.5(Cupcake)

Based on Linux Kernel

2.6.27

On 30 April 2009, the official 1.5 (Cupcake) update for Android was released.There are several new features and UI updates included in the 1.5 update:

• Ability to record and watch videos with the camcorder mode• Uploading videos to YouTube and pictures to Picasa directly from the phone• A new soft keyboard with an "Autocomplete" feature• Bluetooth A2DP support (which in turn broke Bluetooth connectivity with many popular cars and headsets. This has yet to be fixed as of December 2009)• Ability to automatically connect to a Bluetooth headset within a certain distance• New widgets and folders that can populate the Home screens• Animations between screens• Expanded ability of Copy & Paste to include web pages

Android OS: l’evoluzione (2/4)

1.6(Donut)

Based on Linux Kernel

2.6.29

On 15 September 2009, the 1.6 (Donut) SDK was released.Included in the update are:

• An improved Android Market experience.• An integrated camera, camcorder, and gallery interface.• Gallery now enables users to select multiple photos for deletion.• Updated Voice Search, with faster response and deeper integration with native applications, including the ability to dial contacts.• Updated search experience to allow searching bookmarks, history, contacts, and the web from the home screen.• Updated Technology support for CDMA/EVDO, 802.1x, VPN, Gestures, and a Text-to-speech engine.• Support for WVGA resolutions.• Speed improvements for searching & the camera.

Android OS: l’evoluzione (3/4)

2.0/2.1 (Eclair)

Based on Linux Kernel

2.6.29

On 26 October 2009 the 2.0 (Eclair) SDK was released. Among the changes are:

• Optimized hardware speed• Support for more screen sizes and resolutions• Revamped UI adding a new contact lists• New browser UI and HTML5 support• Better white/black ratio for backgrounds• Improved Google Maps 3.1.2• Microsoft Exchange support• Built in flash support for Camera and Digital Zoom• MotionEvent class enhanced to track multi-touch events[41]• Improved virtual keyboard• Bluetooth 2.1• Live Wallpapers

Android OS: l’evoluzione (4/4)

2.2(FroYo)

Based on Linux Kernel

2.6.32

Confirmed new features:

• Support of Application Installation to Memory Card• Integrated Adobe Flash support

Android OS: building blocks

AndroidManifest.xmlA

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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

<?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>

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).

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

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

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>

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().

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.

Attributi principali che descrivono un oggetto Intent

Attributo Descrizione

Componernt Name Il nome del componente incaricato di gestire l’Intent. A runtime consente di indirizzare l’Intent all’istanza di un oggetto specifico

ActionL’azione da eseguire, ad esempio ACTION_CALL (avviare una telefonata), ACTION_EDIT (presentare dati all’utente per l’editing), ACTION_MAIN (avviare il destinatario come Priamary Activity)

DataDati su cui operare associati all’Intent da passare all’oggetto destinatario, ad esempio un contatto della rubrica, un URI da aprire

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 Service deve avere un corrispondente tag <service> nel file AndroidManifest.xml

• Oggetti Service sono eseguiti nel thread principale di applicazione

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

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…

Content Providers: un esempio

_ID NUMBER NUMBER_KEY LABELNAME

TYPE

13(425) 555 6677

425 555 6677

Kirkland office

Bully Pulpit TYPE_WORK

44(212) 555-1234

212 555 1234

NY apartment

Alan Vain TYPE_HOME

45(212) 555-6657

212 555 6657

Downtown office

Alan VainTYPE_MOBILE

53201.555.4433

201 555 4433

Love Nest Rex Cars TYPE_HOME

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

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

BiografiaAndroid 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/)