App-Entwicklung für Android

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1 App-Entwicklung für Android Einleitung - Systemarchitektur Hochschule Darmstadt WS15/16 1

2 Inhalt Historie Systemarchitektur Sandbox 2

3 Motivation Kontra Pro Limitierte Größe Begrenzte Ressourcen Kein Standardgerät Sehr hohe Verbreitung Open Source Überall verwendbar Sensoren erhöhen Einsatzmöglichkeiten Viele Bibliotheken Leicht erlernbar 3

4 Historie Android Gegründet 2003 von Andy Rubin Gekauft 2005 von Google für 50 Mio. USD Gründung der Open Handset Alliance 2007 Zusammenschluss von 84 Unternehmen zur Entwicklung von Android Systemen T-Mobile, ebay, Samsung, Nvidia, Intel u. a. Veröffentlichung des Android SDK 4

5 Was ist Android? Android ist eine Betriebssystem optimiert für Smartphones und Tablets Dient als Plattform für "Apps" Hauptkonkurrent Apple ios 5

6 Marktanteile Mobile Geräte 2014 Quelle: [1] 6

7 Verkaufte Smartphones 2013/2014 Quelle: [5] 7

8 APIs September 2008: 1.0 "Base" - Android Market API 1 Februar 2009: 1.1 "Base_1.1" API 2 April 2009: 1.5 "Cupcake" API 3 September 2009: 1.6 "Donut" API 4 Oktober 2009: 2.0 "Eclair" API 5 Januar 2010: 2.1 "Eclair" API 7 Mai 2010: 2.2 "Froyo" API 8 8

9 APIs Dezember 2010: 2.3 "Gingerbread" API 9 Februar 2011: 3.0 "Honeycomb" - Tablets API 11 Oktober 2011: 4.0 "Ice Cream Sandwhich" API 14 Juni 2012: 4.1 "Jelly Bean" API 16 Oktober 2013: 4.4 "KitKat" API 19 November 2014: 5.0 "Lollipop" API 21 August 2015: 6.0 "Marshmallow" API 23 9

10 API Verteilung Quelle: [2] 10

11 Open Source Lizenzen Kernel: GPLv2 System: Apache 2.0 Google Apps sind closed source (Maps, GMail,...) Hersteller Apps können closed source sein 11

12 Open Source Mods dritter anbieter (z. B. CyanogenMod) Derivate von open source Android Versionen Aktuelle Android Versionen für ältere Geräte (End of life) Zusätzliche Funktionalität (Root) 12

13 Architektur Linux Kernel Hardware Abstraction Layer Native Bibliotheken Android Runtime Android Framework Applications 13

14 Quelle: [3] 14

15 Linux Kernel Basis des Systems Hauptsächlich in C geschrieben, teils Assembler Enthält Gerätetreiber Steuert das Power Management Optimiert auf Energieverbrauch und Speichermanagement 15

16 Hardware Abstraction Layer Schnittstelle zwischen Applikationen und Hardwareressourcen Einheitliche Nutzung trotz unterschiedlicher Hardware Quelle: [3] 16

17 Native Bibliotheken Bibliotheken in C/C++ Enthalten fertige Funktionen und Attribute z. B. SQLite Datenbank 17

18 Android Runtime Dalvik Virtual Machine Verantwortlich für die Ausführung von Apps DEX Format 18

19 Android Framework Hauptfunktionalität des Smartphones Ressourcen- und Telefonieverwaltung Regelt Status und Lebenszyklus von Apps 19

20 Applications Schnittstelle zum Benutzer Vorinstallierte Apps Durch Benutzer installierte Apps 20

21 Dalvik VM Virtuelle Laufzeitumgebung zur Übersetzung von Bytecode in Maschinencode Maschinencode wird vom Prozessor ausgeführt Jede App muss übersetzt werden Just-in-time-compiler Nutzt das.dex Format Ähnlich der Java-VM Eingesetzt bis Android 4.4, ersetzt durch ART 21

22 ART - Android Runtime Ahead-of-time-Compiler Übersetzt Bytecode einmalig bei der Installation der App in Maschinencode (längere Installation) Apps sind größer, werden aber schneller ausgeführt Geringerer Energieverbrauch 64-Bit Unterstützung Eingesetzt ab Android 5.0 (Verfügbar in 4.4) 22

23 APK - Android Package Dateiformat einer Kompilierten App Archiv bestehend aus Source, Ressources, Metadaten Nutzt Zip-Kompression Java-Compiler erstellt aus class-dateien und anschließend daraus mittels dx-tool dex-dateien 23

24 APK Quelle: [6] 24

25 DEX - Dalvik Executable Ausführbare Quelldateien Optimiert zur Ausführung auf mobilen Geräten Erzeugt aus class-dateien mittels dx-tools (Bestandteil des SDK) 25

26 Quelle: [7] 26

27 Sandbox Jeder Prozess besitzt eine eigene VM Erlaubt das Prozesse parallel ablaufen Verhindert Wechselwirkungen mit dem System und Apps (isolierte Umgebung) Zuteilung einer Linux User ID bei Installation Wichtig für de Rechteverwaltung von Apps Zugriff auf Hardwareressourcen durch Rechte GUIDs 27

28 Sicherheitslücken Es ist/war bestimmten Apps erlaubt aus der Sandbox "auszubrechen" Sicherheitslücke existierte viele Jahre (Version 2.1 bis 4.4) Wurde mittlerweile behoben 28

29 Quelle: [4] 29

30 Multiple-Sandboxing Apps teilen sich eine VM Apps erhalten bei Installation die selbe UID Zugriff auf dieselben Ressourcen 30

31 Quelle: [4] 31

32 Group IDs Einteilung der App-Rechte in Gruppen Apps können mehrere GIDs besitzen Mindestens eine GID Definiert im Manifest 32

33 Quellen [1] [2] https://developer.android.com/about/dashboards/index.html [3] https://source.android.com/devices/ [4] [5] [6] [7] https://en.wikipedia.org/wiki/dalvik_%28software%29 33

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