Einführung in Android. 22. Oktober 2014

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1 Einführung in Android 22. Oktober 2014

2 Was ist Android? Software für mobile Geräte: Betriebssystem Middleware Kernanwendungen Android SDK: Tools und APIs zur Entwicklung von Anwendungen auf der Android-Plattform URL für Entwickler: developer.android.com Open Source Software Taentzer Modellgetriebene Entwicklung von mobilen Anwendungen 39

3 Android Architektur developer.android.com Taentzer Modellgetriebene Entwicklung von mobilen Anwendungen 40

4 Bibliotheken, Runtime und Kernel Android enthält eine Reihe von C/C++-Bibliotheken. z.b. SGL und 3D Librairies für 2D und 3D-Darstellungen z.b. SQLite als leichtgewichtiges relationales Datenbanksystem Android Runtime Jede Android-Anwendung läuft in einem eigenen Prozess mit der sogenannten Dalvik Virtual Machine. Die Dalvik VM basiert auf einem Linux Kernel. Linux Kernel Android basiert auf der Linux Kernel Version Der Kernel fungiert als Abstraktionsebene zwischen Hardware und dem Rest des Software Stack. Taentzer Modellgetriebene Entwicklung von mobilen Anwendungen 41

5 Android Anwendungen Android enthält eine Reihe von Kernanwendungen. -Client, SMS- Programm, Kalender, Karten, Web-Browser, Kontakte, etc. Alle Anwendungen sind in Java geschrieben. Jede Anwendung hat ihre eigene Umgebung: eigener Linux-Prozess eigene Java-VM eindeutige Linux User Id (kann auch von anderen Anwendungen genutzt werden) developer.android.com Taentzer Modellgetriebene Entwicklung von mobilen Anwendungen 42

6 Der Android SDK Manager Nach der Installation einer Eclipse-Version mit ADT (Android Developer Tools). Zur Konfiguration von Android- Versionen, die zur Entwicklung benutzt werden. Start: Windows-> Android SDK Manager Es können mehrere Versionen ausgewählt werden. Taentzer Modellgetriebene Entwicklung von mobilen Anwendungen 43

7 Starten einer App im Emulator Android Virtual Device (AVD) anlegen AVD Manager aufrufen mit Create ein neues AVD anlegen Taentzer Modellgetriebene Entwicklung von mobilen Anwendungen 44

8 Application Framework Views: graphische Komponenten zum Aufbau einer Anwendung, z.b. Listen, Textfelder, Knöpfe und auch ein einbettbarer Web-Browser Content Providers: ermöglichen den Zugriff auf Daten, auch aus anderen Anwendungen Resource Manager: Zugriff auch Resourcen, die nicht Code sind, z.b. Graphiken Notification Manager: zur Benachrichtigung des Nutzers über Ereignisse Activity Manager: organisiert den Lebenszyklus einer Anwendung Taentzer Modellgetriebene Entwicklung von mobilen Anwendungen 45

9 Application Components Ausführbare Anwendungsteile: Activities: visuelle Komponente Beispiel: Liste von textuellen Kommentaren Eine Anwendung kann mehrere Activities haben, die sich gegenseitig benutzen. Eine Activity ist als Start-Activity markiert. Jede Activity hat ein eigenes Fenster, in das sie zeichnet. Services: nicht sichtbare Komponenten Beispiel: Ein Service, der Musik abspielt Broadcast Receiver: hört auf Broadcast-Nachrichten Beispiel: Wechsel der Zeitzone, geringer Batteriestand, Aufnahme eines Fotos, etc. Content Providers: veröffentlicht eine Menge von Daten für andere Anwendungen Daten sind meist in einer SQLite-Datenbank gespeichert. Taentzer Modellgetriebene Entwicklung von mobilen Anwendungen 46

10 Die Android Manifest-Datei AndroidManifest.xml informiert Android über die Komponenten der Anwendung: Start-Activity Taentzer Modellgetriebene Entwicklung von mobilen Anwendungen 47

11 Aktivieren von Komponenten durch Intents Activities, Services und Broadcast Receivers werden durch asynchrone Nachrichten, sogenannte Intents, aktiviert. Start einer Activity: Intent erzeugen: Intent intent = new Intent(this, MyActivity.class) this Kontextkomponente, von der der Intent erzeugt wird. MyActivity.class Activity, die aktiviert werden soll Start der Activity: c.startactivity(intent) c - Kontextkomponente In der gestarteten Activity: getintent() liefert den initialen Intent zurück. Beenden einer Activity: selten, da in andauernder Kommunikation mit dem Nutzer finish() oder finishactivity() Taentzer Modellgetriebene Entwicklung von mobilen Anwendungen 48

12 Lebenszyklus einer Activity Eine Activity hat drei mögliche Zustände: active oder running: auf dem Display zu sehen, Fokus der Ausführung paused: sichtbar, aber hat nicht den Fokus. Eine andere Activity liegt darüber. stopped: nicht sichtbar und ohne Fokus, der Zustand und die Daten werden solange gehalten, wie Speicher vorhanden Zustandswechsel werden durch Methodenaufrufe mitgeteilt: void oncreate(bundle savedinstancestate) void onstart() void onrestart() void onresume() Diese Methoden sollten void onpause() zuerst die entsprechende void onstop() Supermethode aufrufen. void ondestroy() Alle Activities müssen oncreate() implementieren. Taentzer Modellgetriebene Entwicklung von mobilen Anwendungen 49

13 Lebenszyklus einer Activity oncreate(): das normale Setup, Bundle-Objekt übergibt den bisherigen Zustand, danach direkt onstart() und onresume() onpause(): eine andere Activity wird aktiv, ungesicherte Daten werden gespeichert onstop(): eine andere Activity wird sichtbar oder Activity wird zerstört, onpause() wird immer vorher aufgerufen developer.android.com Taentzer Modellgetriebene Entwicklung von mobilen Anwendungen 50

14 Benutzung von Activities Activities können andere starten, auch wenn sie zu anderen Anwendungen gehören. Beispiel: Eine Activity, die einen Kartenausschnitt anzeigt, kann in verschiedenen Anwendungen genutzt werden. Zur Nutzung einer Activity einer anderen Anwendung muss nur ein passender Intent an diese Activity geschickt werden. Taentzer Modellgetriebene Entwicklung von mobilen Anwendungen 51

15 Layout graphischer Komponenten Layout-Definition durch eine XML-Layout Datei. Jedes XML-Element ist entweder ein View oder ein ViewGroup-Objekt. Vordefinierte ViewGroup- Objekte: LinearLayout RelativeLayout AbsoluteLayout TableLayout etc. Layout-Parameter: height, width vordefinierte Werte: fillparent: füllt Platz des ParentView aus wrap_content: umhüllt den Inhalt verweist auf ids in der Datei R.java create_counter.xml Taentzer Modellgetriebene Entwicklung von mobilen Anwendungen 52

16 Die Datei R.java R.java wird aus den Inhalten im Ordner /res generiert und liegt unter /gen. R.java soll nicht geändert werden. Sie enthält einen Index für alle Ressourcen der Anwendung. Ressourcen sind z.b. Namen und Ids von graphischen Elementen. Diese Klasse kann als Abkürzung für die Referenzierung von Ressourcen genutzt werden. Taentzer Modellgetriebene Entwicklung von mobilen Anwendungen 53

17 Debuggen von Android Apps App in Emulator starten Breakpoints im Code setzen In DDMS Perspektive gehen App auf Debug setzen App im Emulator ausführen Zur Debug Perspektive wechseln Schrittweise ausführen Taentzer Modellgetriebene Entwicklung von mobilen Anwendungen 54

18 Zusammenfassung Android bietet einen Software-Stack für mobile Geräte, bestehend aus Betriebssystem, Middleware und Kernanwendungen Android SDK bietet Tools und APIs zur Entwicklung von Anwendungen auf der Android-Plattform Die graphischen Komponenten folgen einem vorgegebenen Zustandsautomaten. Dadurch behält der Benutzer die maximale Kontrolle über die Anwendungen. Jede Anwendung läuft in einem eigenen Prozess mit eigener Virtual Machine. Taentzer Modellgetriebene Entwicklung von mobilen Anwendungen 55

19 Android-Vertiefung 22.Oktober 2014

20 Überblick Entwicklung der Benutzeroberfläche Views Layouts Events Menüs Adapter Entwicklung einer Zwei-Schichten-Architektur Entwicklungsrichtlinien Best Practices: generelle und spezielle Richtlinien für mobile Geräte Taentzer Modellgetriebene Entwicklung von mobilen Anwendungen 57

21 Views Views: graphische Komponenten in einer Activity, z.b. Listen, Textfelder, Knöpfe und auch ein einbettbarer Web- Browser Definition der View- Hierarchie in der Layout- Datei der Activity View-Hierarchie: aus android.com Taentzer Modellgetriebene Entwicklung von mobilen Anwendungen 58

22 Zeichnen einer View Zeichnen einer View durch Aufruf von setcontentview() der enthaltenden Activity Parameter: Wurzel der View-Hierarchie Verweis auf CreateCounter.java: XML-Datei Taentzer Modellgetriebene Entwicklung von mobilen Anwendungen 59

23 Layout graphischer Komponenten Layout-Definition durch eine XML-Layout Datei. Jedes XML-Element ist entweder ein View oder ein ViewGroup-Objekt. Layouts für ViewGroup- Objekte: LinearLayout RelativeLayout AbsoluteLayout TableLayout GridLayout etc. Widget: View-Objekt für Benutzerinteraktion Z.B. Button, Checkbox, Texteingabefeld, Uhr Interaktion über Events create_counter.xml Taentzer Modellgetriebene Entwicklung von mobilen Anwendungen 60

24 Layout-Gruppen Gruppieren mehrere Views zu einer ViewGroup. FrameLayout definiert einen leeren Rahmen, der später durch ein Objekt gefüllt werden kann. LinearLayout bringt alle Kinder in eine Reihe. TableLayout positioniert seine Kinder in Zeilen und Spalten. Die Tabelle wird durch eine Liste von TableRows aufgebaut. Einzelne Zellen können frei bleiben, aber nicht kombiniert werden. RelativeLayout überlässt seinen Kinder das Layout. Sie positionieren sich relativ zueinander (links, rechts, über, unter). Taentzer Modellgetriebene Entwicklung von mobilen Anwendungen 61

25 Der Event-Mechanismus Prinzipielle Idee: Views interagieren über Events miteinander und mit dem Benutzer. Wenn ein View auf einen Typ von Events hören möchte, meldet er sich als Listener an. Wenn das Event eintrifft, werden alle Listener benachrichtigt und jeweils eine Callback-Methode ausgeführt. Views können bereits auf viele Typen von Events hören: z.b. View.onClickListener() View.onTouchListener() View.onKeyListener() Anmeldung des akt. View: z.b. setonclicklistener() Überschreiben einer Callback-Methode bei eigenen Views möglich, z.b.: onclick() onkeydown() Taentzer Modellgetriebene Entwicklung von mobilen Anwendungen 62

26 Beispiel: Event Handling CreateCounter.java: Taentzer Modellgetriebene Entwicklung von mobilen Anwendungen 63

27 Definition eines Menüs Drei Arten von Menüs: OptionsMenu durch Drücken von MENU ContextMenu ein Kontextmenü PopupMenu zum Anzeigen von Daten Zur Definition von Menüs werden Callback-Methoden überschrieben: oncreateoptionsmenu() onoptionsitemselected() Menüeinträge können in einer Layout-Datei definiert werden. Weitere View- Komponenten werden im Emulator unter ApiDemos erklärt. Menü mit Icons Taentzer Modellgetriebene Entwicklung von mobilen Anwendungen 64

28 Weitere Menü-Konzepte Callback-Methoden: oncreateoptionsmenu() wird beim Erzeugen einer Activity aufgebaut onprepareoptionsmenu() wird nach dem Drücken des Menu-Knopfs aufgerufen onoptionsitemselected() wird bei Auswahl eines Menüeintrags aufgerufen und behandelt die möglichen Menüaktionen oncreatecontextmenu() - wird zum Erzeugen eines Kontextmenüs aufgerufen (anders als bei oncreatoptionsmenu) oncontextitemselected() () wird bei Auswahl eines Menüeintrags aufgerufen und behandelt die möglichen Menüaktionen Taentzer Modellgetriebene Entwicklung von mobilen Anwendungen 65

29 ListView als spezieller AdapterView Ein ListView ist eine ViewGroup zur Darstellung von Aufzählungen Die ListView ist ein AdapterView und braucht einen Adapter, um die Daten darzustellen. Ein AdapterView ist an eine externe Datenquelle gebunden. Zwischen der ListView und der Datenquelle fließt ein Adapter- Objekt. Mit einem spezialisierten Array Adapter kann die Darstellung der Listeneinträge angepasst werden. Taentzer Modellgetriebene Entwicklung von mobilen Anwendungen 66

30 Beispiel: Ein ListView mit angepasstem Array-Adapter ClickConfig.java: Darstellung eines Eintrags: Darstellung eines ClickCounts Context: umgebene Activity: ClickConfig Darzustellender Inhalt: Liste mit ClickCounts Erstellung des ListView: Taentzer Modellgetriebene Entwicklung von mobilen Anwendungen 67

31 Beispiel: Benutzerauswahl behandeln ClickConfig.onCreate(): Callback-Methode, die nach einem Klick ausgeführt wird view der View, der geklickt wurde i - die Position des geklickten Eintrags l die Id des geklickten Eintrags Ausgewählter Eintrag Taentzer Modellgetriebene Entwicklung von mobilen Anwendungen 68

32 Entwicklungsrichtlinien für effizienten Code Performanz: Schreib keinen unnötigen Programmcode! kein Code für alle Eventualitäten Best Practices: generelle Empfehlungen spezielle Empfehlungen für mobile Anwendungen Generelle Best Practices: Benutze Klassen und Methoden, die schon im SDK vorhanden sind! Deklariere Methoden, die keine Objektinformation brauchen, als statisch! Deklariere Felder und Methoden als final, wenn sie nicht überschrieben werden! Taentzer Modellgetriebene Entwicklung von mobilen Anwendungen 69

33 Beispiele: Best Practices Konstanten werden nicht überschrieben und sind von Objekten unabhängig: // Menu item ids public static final int MENU_ITEM_DELETE = Menu.FIRST; public static final int MENU_ITEM_INSERT = Menu.FIRST + 1; Methode zur Berechnung des Durchschnitts ist von Objekten unabhängig. public static double mean(int[] p) { int sum = 0; // sum of all the elements for (int i=0; i<p.length; i++) { sum += p[i]; } return ((double)sum) / p.length; } Aufruf: double averageattendance = MyUtils.mean(attendance); Taentzer Modellgetriebene Entwicklung von mobilen Anwendungen 70

34 Entwicklungsrichtlinien für effizienten Code (2) Generelle Best Practices: Vermeide doppelten Code! keine Copy-and-Paste- Programmierung Vermeide Spaghetti-Code! Vermeide temporäre Felder! keine Zwischenergebnisse in Objektfeldern Vermeide Klassen, die ihr Erbe verweigern! Alle geerbten Felder und Methoden sollen auch in den Unterklassen sinnvoll sein. Spezielle Best Practices für mobile Anwendungen: Erzeuge nicht mehr Objekte als nötig! Verlier keine Daten! onsaveinstancestate() onpause() Überlade einzelne Seiten nicht! Entwirf die Benutzeroberfläche so, dass die Anwendung auf verschiedenartigen Geräten laufen kann. Nutze Netz und Strom wenig! Taentzer Modellgetriebene Entwicklung von mobilen Anwendungen 71

35 Zusammenfassung Activities enthalten Views. Layout in XML-Datei möglichst relatives Layout Views hören auf Events vom Benutzer (Listener-Konzept) AdapterViews: Sind an Datenquellen angeschlossen Können Daten durch spezielle Adapter speziell darstellen. Zwei-Schichten-Architektur: Datenhaltung und Oberfläche: Die obere Schicht benutzt die untere. Die untere Schicht schickt Notifications an die obere. Entwicklungsrichtlinien generelle für guten Programmierstil spezielle für mobile Geräte, um Zeit und Platz zu sparen Taentzer Modellgetriebene Entwicklung von mobilen Anwendungen 72

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