JAVA-SOVELLUKSEN SOVITTAMINEN ANDROID- MOBIILIKÄYTTÖJÄRJESTELMÄLLE

Transkriptio

1 JAVA-SOVELLUKSEN SOVITTAMINEN ANDROID- MOBIILIKÄYTTÖJÄRJESTELMÄLLE LAHDEN AMMATTIKORKEAKOULU Tekniikan ala Tietotekniikan koulutusohjelma Ohjelmistotekniikka Seminaarityö Kevät 2010 Jaakko Reinman

2 Lahden ammattikorkeakoulu Tietotekniikan koulutusohjelma REINMAN JAAKKO: Java-sovelluksen sovittaminen Android-mobiilikäyttöjärjestelmälle Ohjelmistotekniikan seminaarityö, 25 sivua, 1 liitesivu Kevät 2010 TIIVISTELMÄ Tässä työssä tutkitaan Java-sovelluksen sovittamista Androidmobiilikäyttöjärjestelmään ja sen työvaiheita. Samalla tutkitaan myös, mitä Javaohjelmoijan tarvitsee opiskella saadakseen sovelluksensa toimimaan Androidissa. Android on Open Handset Alliancen omistama ja Googlen ylläpitämä käyttöjärjestelmä älypuhelimiin ja kevyisiin kannettaviin laitteisiin ja tietokoneisiin. Androidin ydin perustuu Linux-ytimeen, ja se ajaa Java-sovelluksia oman Dalvik-virtuaalikoneensa sisällä. Sovitettavaksi Java-sovellukseksi valittiin Jibble Web Server -palvelin, joka oli tehty Java SE -kirjastolla. Java-pohjaisuudesta huolimatta sovellusta täytyi muokata rakenteeltaan hyvin paljon, jotta se toimi Android-alustalla. Toisin kuin perinteisesti, Androidissa pienetkin sovellukset pitää jakaa pieniin toiminnallisiin osiin, joita voidaan erikseen kutsua ja käynnistää. Tämä sovellusten modularisointi parantaa muistinkäytön tehokkuutta ja virransäästöä. Jibble-palvelimen sovittaminen vaati paljon työtä sovelluksen rakennemuutosten ja pakollisten lisäysten takia. Toisin sanoen Java-pohjaisuudesta ei ollut merkittävää helpotusta tai etua, vaikka Android ajaakin Java-sovelluksia. Javasovellukset arvioidaan kuitenkin nopeammiksi sovitettaviksi alustalle kuin muiden ohjelmointikielien sovellukset. Matka- ja älypuhelimille tehdyt Java MIDP- ja Java ME -sovellukset saattaisivat olla helpompia siirrettäviä Androidille, sillä ne ovat jo valmiiksi mobiililaitteille suunniteltuja. Avainsanat: Android, käyttöjärjestelmät, Java, ohjelmointi

3 ABSTRACT This study examines Java application porting to the Android mobile operating systems and its stages and problems encountered. Also, at the same time is examined what a Java programmer needs in order to get their applications to work in the Android. Android is mobile operating system for smart phones and light portable devices and computers owned by Open Handset Alliance. Android software development kits and documentation is maintained by Google. The core of the Android is based on Linux kernel and it runs Java applications inside it's own Dalvik virtual machine. For the application porting a Java application called Jibble Web Server was selected. It is made with Java SE library for desktop computers. Despite the application was Java based, it's structure had to be modified quite a lot to get it working in the Android platform. Unlike traditionally in software development, in Android even the smallest applications have to be divided to small functional parts that can be called and started individually. This application modularization improves efficiency of the memory usage and introduces power savings. Porting the Jibble server required a lot of work due to application structure modifications and mandatory additions. In other words, it didn't make it significantly easier to port the application even it was Java based and Android runs Java applications. Porting Java programs is nonetheless considered easier than programs made with other programming language. It is estimated that it might be easier to port Java MIPD or Java ME -applications to the Android as they are already designed for mobile devices. Keywords: Android, operating systems, Java, programming, porting

4 SISÄLLYS 1 JOHDANTO 1 2 ANDROID-KÄYTTÖJÄRJESTELMÄ Yleistä Android-käyttöjärjestelmä sovellusalustana Androidin arkkitehtuuri Sovelluksen sovittaminen Android-alustalle Kehitysympäristö ja työkalut 12 3 JAVA-SOVELLUKSEN SOVITTAMINEN ANDROIDIIN KÄYTÄN- NÖSSÄ Valittu Java-sovellus ja työkalut Sovittamistyön tulokset ja kokemukset 16 4 YHTEENVETO 17 LÄHTEET 18 LIITTEET 19

5 1 JOHDANTO Tämä seminaarityö tehtiin osana Ohjelmistotekniikan tutkimusprojekti kurssin suoritusta. Opinnäytetyössä tutkitaan ohjelmoijan näkökulmasta, kuinka helppoa on sovittaa Java-sovellus Android-mobiilikäyttöjärjestelmälle, jos ohjelmoijalla on aikaisempaa kokemusta Java-ohjelmointikielestä. Tutkimusongelmana on avoimen lähdekoodin sovelluksen, Jibble Web server, sovittaminen tälle alustalle ja tutkia sen sovittamiseen kuluvaa työvaiheiden määrää ja aikaa. Samalla selvitetään myös, mitä kehitystyökaluja, apuohjelmia ja lisäosia pitää vähintään olla, että kääntäminen ja testaaminen onnistuvat ja mitä Java-ohjelmoijan pitää tehdä toisin Android-alustalle ohjelmoidessa.

6 2 2 ANDROID-KÄYTTÖJÄRJESTELMÄ 2.1 Yleistä Android on käyttöjärjestelmä mobiililaitteille, kuten matkapuhelimille ja kannettaville Internet-päätelaitteille (netbook, tabletpc), joka ajaa Java-sovelluksia. Se on lupaava tulevaisuuden käyttöjärjestelmä matkapuhelimille sen avoimen kehitys- ja yhteistyön, muokattavuuden ja ilmaisuuden takia. Käyttöjärjestelmä on alun perin Android Inc osakeyhtiön kehittämä, jonka Google sittemmin osti ja jonka kehitys myöhemmin siirtyi Open Handset Alliance -nimiselle liitolle. Open Handset Alliance -liittoon kuuluu 50 yritystä, joista tunnetuimpia ovat Google, Intel, Motorola, Texas Instruments, Samsung, LG, Sony Ericsson ja NVIDIA. Liittoon siis kuuluu enemmistö suurimmista matkapuhelinvalmistajista ja osa yrityksistä on jo julkaissut ensimmäisiä Androidia hyödyntäviä matkapuhelimia. Tänä vuonna julkaistaan analyytikkojen mukaan noin 30 Android-pohjaista laitetta. Kuviossa 1 on Googlen itse kehittämä ja HTC:n valmistama Android-puhelin, joka julkaistiin tammikuussa Konsulttiyhtiö Gartner ennustaa Androidin olevan toiseksi suurin mobiilikäyttöjärjestelmä vuonna (Kharif 2009; Wikipedia 2009a; Wikipedia 2009b.) Android-käyttöjärjestelmä on hyvin nuori, sillä ensimmäinen versio siitä on julkaistu vuonna Tällä hetkellä uusin versio on 2.1, joka on julkaistu tammikuussa Suurin osa käyttöjärjestelmän osista on lisensoitu Apache 2.0 -lisenssillä ja loput GPL v2 -lisenssillä. Molemmat lisenssit mahdollistavat avoimen kehitystyön ja vapaan muokattavuuden omaan käyttöön ilman lisenssimaksuja. (Wikipedia 2010.)

7 3 KUVIO 1. Google Nexus One Android-puhelin (Google 2010)

8 4 2.2 Android-käyttöjärjestelmä sovellusalustana Androidin arkkitehtuuri Kuviossa 2 on esitetty Androidin arkkitehtuurin pääkomponentit. KUVIO 2. Androidin arkkitehtuuri (Google 2010) Päällimmäinen kerros käyttöjärjestelmässä on sovelluskerros, jossa Java- sovellukset toimivat moniajossa virtuaalikoneen sisällä. Sovellukset hyödyntävät Androidille sovitettua ja karsittua Java-kirjastoa, jota täydentävät Googlen Androidille kehittämät kirjastot. Androidin mukana tulee paketti tärkeimpiä ohjelmia, kuten kontaktilista, tekstiviestien lähetys, kalenteri, sähköpostin lukuohjelma, Google Maps -karttasovellus sekä selain. Kaikki toiminnot, jopa tyypilliset matkapuheli-

9 5 men toiminnot, on tehty erillisiksi sovelluksiksi muistinhallinnan toiminnan takia ja siksi, että ne voidaan tarvittaessa poistaa, jos Androidia käytetään esimerkiksi kannettavassa tietokoneessa. (Google 2009.) Lisää sovelluksia alustalle on ladattavissa internetistä Android-marketista ilmaiseksi tai pientä maksua vastaan. Kuviossa 3 on AndroidLib.com-verkkosivulla esitetty Androidille tehtyjen sovellusten määrän kasvu. Erilaisia ohjelmia on sivuston mukaan tällä hetkellä yli kappaletta ja määrä kasvaa kiihtyen sitä mukaa, kun valmistajat julkaisevat uusia Android-laitteita ja käyttäjien sekä kehittäjien kiinnostus niitä kohtaan kasvavat ( Kharif 2009; AndroidLib 2010). KUVIO 3. Sovellusten määrän kasvu Androidille (AndroidLib 2010) Seuraavana tulee ohjelmistokehyskerros. Androidin ohjelmistoarkkitehtuuri on suunniteltu yksinkertaistamaan ohjelman komponenttien uudelleenkäyttöä, joten mikä tahansa sovellus voi tarjota palveluita, joita muut sovellukset voivat hyödyntää. Ohjelmistokehyskerroksessa on sovellusten pääkomponenttien hallintajärjestelmät. Aktiviteettien hallinta (Activity Manager) ohjaa sovellusten sisällä olevia

10 6 aktiviteetteja, jotka ovat käyttäjälle esitettyjä toimintaikkunoita. Esimerkki aktiviteetista voisi olla tekstiviestiohjelman käyttäjälle esittämä lista, josta käyttäjä valitsee viestin vastaanottajan. Aktiviteeteista kerrotaan tarkemmin jäljempänä. Ikkunoinnin hallinta (Window Manager) hoitaa luonnollisesti ikkunointia ja kertoo järjestelmälle, mitkä sovellukset ovat käyttäjälle näkyvissä. Sovelluksen näkyvyys käyttäjälle vaikuttaa muistinhallinnan toimintaan. Palveluntarjoajat (Content Providers) ovat sovellusten rajapintoja, joiden avulla sovellukset voivat jakaa omia tietojaan muille sovelluksille. (Google 2010.) Näkymien hallinta (View Manager) tarjoaa laajan ja vapaasti muokattavan valikoiman näkymiä eli graafisen käyttöliittymän komponentteja sovellukselle, kuten esimerkiksi listoja, taulukoita, tekstikenttiä, nappeja ja sovellukseen upotettavan selaimen. Pakettien hallinta (Package Manager) hoitaa sovellusten asentamisen ja päivittämisen. Puhelinpalveluiden hallinta (Telephony Manager) tarjoaa sovelluksille yhteysmahdollisuudet puhelinverkkoon ja tietoa sen tilasta. Resurssien hallinta (Resource Manager) tarjoaa muun muassa lokalisaatiotietoa, grafiikka- ja ulkoasutiedostoja sovelluksille. Sijaintitietopalvelu (Location Manager) antaa sovelluksille sijaintitietoja, jos laiteessa on paikannustoimintoja, kuten GPS. Ilmoituspalvelu (Notification Manager) tarjoaa sovelluksille mahdollisuuden näyttää huomautuksia ja varoituksia tilapalkissa sekä toistaa äänimerkin, käyttää värinähälytystä tai laitteen valoja käyttäjän huomion saamiseksi. (Google 2009.) Ohjelmistokehyskerroksen alla on kerros, jossa on Androidin ajonaikaiset ydinkirjastot, Dalvik-virtuaalikone ja muut kirjastot samalla loogisella tasolla. Ydinkirjastot sisältävät Androidille sovitetun, karsitun Java-standardikirjaston sekä Googlen kehittämän oman Java-pohjaisen kirjaston, jonka avulla voi hyödyntää laitteen ominaisuuksia paremmin. Android ei tue Java 2 SE- tai ME-versioilla tehtyjä sovelluksia (Google 2010; Wikipedia 2010). Yksi mielenkiintoisimpia Androidin ominaisuuksia on Dalvik-virtuaalikone. Se on optimoitu mobiililaitteille ja sen sisällä jokainen sovellus toimii omana Linuxprosessinaan. Jokaisella prosessilla on oma Java-virtuaalikoneensa, joten sovellukset ovat eristettyjä toisistaan. Sovellukset voivat tosin kutsua muiden sovellus-

11 7 ten palveluita yksinkertaisen ja kevyen etäaliohjelmakutsutoteutuksen avulla. (Google 2010.) Virtuaalikone ohjaa sovellusten muistinhallintaa ja toiminnan elinkaarta: se käynnistää uuden prosessin, jos mitä tahansa sovelluksen osaa tarvitaan, ja pysäyttää sen toiminnan, jos se ei ole käyttäjälle näkyvissä eikä tee taustalla mitään. Se myöskin lopettaa sovelluksen aliprosesseja tai koko sovelluksen, jos sitä ei ole käytetty pitkään aikaan tai muisti on vähissä ja jokin toinen sovellus tarvitsisi sitä. Jos järjestelmän täytyy lopettaa jokin ohjelma vapauttaakseen muistia toiselle, esimerkiksi käyttäjän sillä hetkellä kohdistamalle sovellukselle, se tallentaa ohjelman tilan muistiin, jos sovellus tukee tätä. Jos käyttäjän huomio kohdistuu jälleen lopetettuun sovellukseen, käynnistää järjestelmä uuden prosessin ja palauttaa tallennetun tilan. (Google 2010.) Muut C- tai C++-kieliset sovelluskirjastot ovat lähinnä järjestelmän käyttämiä, mutta myös kehittäjät voivat käyttää näitä halutessaan. Kirjastot tarjoavat SQLitetietokannan tiedon varastoinnille, integroidun avoimen lähdekoodin Webkit-internet-selaimen, FreeType bittikartta- ja vektorifonttien esitysmoottorin, standardin C kirjaston (libc), mediakirjastot monien video- ja äänitiedostojen toistamiselle (tuki MPEG4-, H.264-, MP3-, AAC-, AMR-, JPG-, ja PNG-formaateille) sekä Androidille optimoidut SGL (Skia Graphics Library) 2D- ja OpenGL 3D -grafiikkamoottorit mahdollisella rautakiihdytyksellä, jos laite tukee kiihdytystä. (Google 2009.) Viimeinen kerros on Androidin ydinkerros. Käyttöjärjestelmän ydin pohjautuu Linux-ytimen versioon 2.6, jonka tietoturvapalveluita, muistin- ja prosessienhallintaa, verkkotoimintoja ja ajurimallia erityisesti hyödynnetään. Ydin tarjoaa monipuolisen langattomien yhteyksien tuen: tuettuja yhteysmuotoja ovat GSM, 3G, WLAN, Bluetooth ja EDGE. Bluetooth-tiedostonvaihto tai videopuhelut eivät ole tuettuja. Android tukee myös Flash-muisteja, integroituja digitaalisia kameroita, GPS- ja kompassipiirejä sekä kiihdytysantureita ja magneettikenttäantureita. (Google 2010.)

12 Sovelluksen sovittaminen Android-alustalle Java-sovellusta Android-alustalle sovitettaessa on etua siitä, että Android tukee Java-ohjelmointikieltä, mutta silti vähätehoisen ja resursseiltaan rajoitetun alustan ollessa kyseessä, sovellukseen vaaditaan radikaaleja muutoksia. Suurimpia asioita, joita täytyy uudelleen suunnitella sovitettaessa tietokoneille tarkoitettu sovellus Androidille, ovat kaikki graafisen käyttöliittymän osat ja sovelluksen toimintalogiikka. Koska Android-laitteilla on yleensä pienet näytöt ja resoluutiot ja sitä voi ohjata kosketuksen avulla, on käyttöliittymä tehtävä yksinkertaiseksi, tarpeeksi suureksi, jotta sitä voi ohjata sormin ja jakaa se pienempiin osiin kuin vastaava tietokonepuolen sovellus. Toiminnan puolesta ohjelma pitää suunnitella niin, että se järjestelmän pyytäessä tallentaa tilansa, koska sen käyttämä muisti pitää voida vapauttaa jollekin toiselle sovellukselle tarvittaessa. Sen lisäksi palvelut pitää toteuttaa Androidin omalla tavalla ja rajapinnat tiedostojärjestelmään sekä graafiseen puoleen ovat hieman erilaisia kuin standardissa Java-kirjastossa. Android-sovellukset voivat hyödyntää neljää erilaista Android-alustan tarjoamaa komponenttia. Nämä komponentit ovat aktiviteetit, palvelut, yleisviestien vastaanottajat ja palveluntarjoajat. Sovellukseen on määritettävä ainakin yksi aktiviteetti, jonka järjestelmä käynnistää, kun painetaan ohjelman kuvaketta käynnistysvalikossa. Aktiviteetti on sovelluksessa toteutettu luokka, joka perii Activity-kantaluokan. Aktiviteettien määrä sovelluksessa riippuu täysin kyseessä olevan sovelluksen toiminnasta ja sen kehittäjästä. Kaiken toiminnan voi toteuttaa yhdelläkin aktiviteetilla, mutta olisi parempi hajauttaa sovelluksen toiminta ainakin muutamaan eri aktiviteettiin. Tällöin aloitusaktiviteetti vie vain välttämättömän minimimäärän muistia ja toisia sovelluksen aktiviteetteja käynnistetään vasta tarpeen tullen ja varataan niiden muisti erikseen. Silloin järjestelmä voi muistin käydessä vähiin tallentaa käyttäjälle näkymättömän tai pitkään käyttämättömänä

13 9 olleen sovelluksen tilan ja lopettaa sen. Kun lopetettua aktiviteettia taas tarvitaan, luodaan uusi prosessi, käynnistetään aktiviteetti ja palautetaan sen tila, jos sovellukseen on implementoitu tilan palautus. Toisia aktiviteetteja käynnistetään kutsumalla niitä nykyisestä aktiviteetista. Jokaiselle aktiviteetti luo oletuksena yhden ikkunan, jonka avulla se voi näyttää ja vastaanottaa käyttäjältä tietoa. Ikkunan koon voi määrittää peittämään koko ruudun tai vain osan siitä. Näytölle piirrettävät objektit on esitettävä Viewnäkymäluokasta periytettyjen komponenttien avulla. Näkymäluokassa on valmiita oliopohjaisia käsittelijöitä, joiden avulla on helppo tehdä ulkoasuja, valikoita, nappeja tai listojen esittämistä mistä tahansa tietotyypistä. Kaikki näkymätieto on määritetty Android-projektin Res-hakemistoon XML-pohjaisina tietoina. Näitä tietoja voi luoda käsin tai käyttämällä Eclipsessä ADT-lisäosan graafista ulkoasueditoria, joka luo automaattisesti näkymän XML-tiedot. Aktiviteetin toiminta voidaan jakaa kolmeen päätilaan: se on aktiivinen (tai suorittaa tehtävää), tauotettu tai pysäytetty. Kun aktiviteetin ikkuna on päällimmäisenä esitettävänä ikkunana ja sillä on fokus, se luokitellaan aktiiviseksi. Jos aktiviteetin ikkuna on vain menettänyt fokuksen, mutta on silti käyttäjälle näkyvissä (vaikka vain osittain), järjestelmä asettaa aktiviteetin tilan tauotetuksi. Jos aktiviteetin suoritus on pysähtynyt tai sen ikkuna ei ole näkyvissä käyttäjälle, järjestelmä asettaa aktiviteetin tilaksi pysäytetty. Tällöin aktiviteetti saatetaan lopettaa, jos jokin muu sovellus tarvitsee muistia. Myös tauotettu aktiviteetti saatetaan lopettaa, jos muistin määrä on hyvin tiukilla, mutta tämä on harvinaista (Google 2010). Tilojen vaihtuessa kutsutaan aktiviteetin oletus- tai uudelleenmääritettyjä metodeja. Aktiviteetti voi toteuttaa pakollisen oncreate-metodin lisäksi myös muita metodeja. Kuvio 4 esittää kaikki tilat ja näiden tilojen keskinäiset yhteydet. Metodia oncreate kutsutaan aina aktiviteettia luodessa. (Google 2010.)

14 10 KUVIO 4. Aktiviteettien elinkaari (Google 2009) Metodi onstart suoritetaan seuraavaksi ja sitä voi käyttää edellisen metodin lisäksi esimerkiksi tietojen alustukseen. Tätä metodia kutsutaan juuri ennen kuin käyttäjälle esitetään aktiviteetin näkymä ja tätä metodia kutsutaan myös onrestartmetodin jälkeen, kun aktiviteetti palaa pysäytetystä tilasta aktiiviseksi. (Google 2010.)

15 11 Metodi onresume ajetaan onstartin jälkeen, ja tällöin aktiviteetti esittää tietoa käyttäjälle tai odottaa syötettä. Kun aktiviteetti peittyy muun sovelluksen ikkunalla osittain tai menettää fokuksensa, se menee tauotettuun tilaan ja järjestelmä kutsuu sen onpause-metodia. Aktiviteetin ollessa näkymätön käyttäjälle suoritetaan onstop-metodi. Jos fokus vielä palaa, palataan tilojen alkuun onrestart-metodin kautta. Kun käyttäjä sulkee aktiviteetin tai järjestelmän täytyy lopettaa aktiviteetti muistia vapauttaakseen, suoritetaan ondestroy-metodi, joka on viimeinen metodi, jonka aktiviteetti suorittaa ennen lopetustaan. (Google 2010.) Tilojen tallentamista varten tärkeisiin aktiviteetteihin kannattaa toteuttaa onsaveinstancestate-metodi, jota järjestelmä kutsuu, jos aktiviteetti on lopetusuhan alainen. Tämän metodin pari on onrestoreinstancestate, joka ajetaan aktiviteetin uudelleenluonnin, oncreate- ja onstart-metodin jälkeen. (Google 2010.) Palveluita käytetään esimerkiksi toistamaan musiikkia taustalla, kun käyttäjä tekee jotain muuta tai toteuttamaan verkossa liikennöinti tausta-ajona tai laskemaan aikaa vievää laskutoimitusta ja palauttamaan tuloksen aktiviteetille. Palveluilla ei ole graafista käyttöliittymää ja aktiviteetit kommunikoivat niiden kanssa palveluiden tarjoaman rajapinnan kautta. Palvelut toteutetaan luomalla luokka, joka perii Service-kantaluokan. Ne toimivat oletuksena sovellusprosessin pääsäikeessä, joten niitä varten kannattaa luoda oma säikeensä, että muu sovelluksen toiminta ei alkaisi nykiä. (Google 2010.) Yleisviestien vastaanottaja on komponentti, joka ainoastaan kuuntelee järjestelmässä liikkuvia yleisviestejä ja reagoi määritettyihin viesteihin. Järjestelmän yleisviestejä ovat esimerkiksi ilmoitus aikavyöhykkeen vaihtumisesta, virran loppumisesta tai kielen vaihtumisesta. Myös sovellukset voivat lähettää yleisviestejä. Yleisviestien vastaanottajaa varten täytyy tehdä luokka, joka perii BroadcastReceiver-kantaluokan ja tiettyyn viestiin reagoidessaan käynnistää halutun aktiviteetin tai käyttää ilmoituspalvelua huomauttaakseen käyttäjää. (Google 2010.)

16 12 Palveluntarjoajia käytetään jakamaan sovelluksen sisäistä tietoa, esimerkiksi tiedoston sisältö tai SQLite-tietokannan tietoja muille sovelluksille. Palvelua tarjoavan luokan täytyy periä ContentProvider-kantaluokka ja toteuttaa kantaluokan virtuaaliset metodit. Palveluntarjoajat voivat kommunikoida keskenään, mutta kolmen muun luokan komponentit, aktiviteetit, palvelut ja yleisviestien vastaanottajat, kommunikoivat aikeilla (Intent), jotka ovat tietoa välittäviä objekteja. (Google 2010.) 2.3 Kehitysympäristö ja työkalut Androidin kehittäjille suunnatulta sivustolta voi hakea sovelluskehityspaketin (Android SDK), johon kuuluu laite-emulaattori (pohjautuu QEMU-emulaattoriin), vianetsintä- ja profilointiohjelmia sekä kehityspaketin hallintaohjelma, jonka kautta ladataan halutut versiot Android-alustasta ja päivitykset työkaluihin ja alustoihin (Wikipedia 2010). Jokaisen alustan mukana tulee vielä lisää apuohjelmia sovelluskehitykseen, versiokohtaiset kirjastot, levykuva käyttöjärjestelmästä sekä esimerkkejä sovelluksista. Eri versiota olevat alustat voivat olla rinnakkain, ja tästä on se hyöty, että omaa ohjelmaa voi testata monella eri versiolla toimivuuden varmistamiseksi. Sovelluskehitystä varten täytyy ladata vähintään yksi alusta. Kuvio 5 on Android-käyttöjärjestelmän version 1.6 laite-emulaattori oletusulkoasulla. Ulkoasuja voi vaihtaa enemmän älypuhelimia muistuttavaan ulkoasuun kehittäjän näin halutessa.

17 13 KUVIO 5. Android-laite-emulaattori aloitusruudussa Hallintaohjelmalla voi myös luoda ja hallita virtuaalisia Android-laitteita eli emulaattoreita testaamista varten, jos ei omista fyysistä laitetta. Myöskin kaiken netissä näkyvän, Googlen tekemän ja ylläpitämän, dokumentaation voi ladata pakettina itselleen hallintaohjelman avulla. Profilointiohjelmat ovat monipuolisia, ja niillä voi tarkkailla sovelluksen tilaa joko emulaattorissa tai USB-kaapelin päässä olevassa oikeassa Android-laitteessa lähes reaaliaikaisesti. Android-sovelluksia voi kehittää millä ohjelmointiympäristöllä tahansa, mutta helpointa ja nopeinta kehittäminen on Eclipsellä (suositus on classic versio 3.5) ja Androidin sille kehittämällä ADT- eli Android Development Tools -lisäosalla. Tämä tapa on Googlen suosittelema tapa kehittää sovelluksia. Lisäosa lisää Android-koodintarkistuksen, mahdollistaa käyttöliittymän graafisen suunnittelun ja emulaattorin helpon käytön sekä laajentaa virheenetsintäominaisuuksia. (Google 2010.) Android-sovellukset käännetään ensin Java-tavukoodiksi, jonka jälkeen se ja sovelluksen tarvitsemat resurssit paketoidaan.apk-päätteiseksi tiedostoksi. Tätä pa-

18 14 kettia käytetään jaettaessa ja asennettaessa sovellusta. Android-laitteessa paketit tallentuvat /data/app-hakemistoon.

19 15 3 JAVA-SOVELLUKSEN SOVITTAMINEN ANDROIDIIN KÄYTÄNNÖS- SÄ 3.1 Valittu Java-sovellus ja työkalut Java-sovellukseksi valittiin netistä löydetty Jibble Web Server, joka on Paul Muttonin tekemä erittäin pieni, alle 10 kilotavun web-palvelin. Sovellus oli tarpeeksi pieni, että sen sovittamiseen ei mennyt liian kauan aikaa, mutta tarpeeksi monipuolinen, että sovitustyössä saatiin kokemuksia monesta eri osa-alueesta, kuten verkkoyhteyksistä, prosesseista, palveluista ja käyttöliittymän suunnittelusta. Web-palvelin sisältää jonkinasteisen tuen palvelinpuolen CGI-skripteille, säikeistetyn asiakkaiden palvelemisen, tuen monille sisältötyypeille, hakemistojen selailun ja listaamisen sekä pyyntöjen kirjaamisen. Sovellus oli lisensoitu GPL v2 -mukaisesti, joten siitä voitiin muokata vapaasti Androidilla toimiva versio. Tätä työtä varten tekijän nettisivulta ladattiin kaikki lähdekoodit sisältävä jar-paketti, joka purettiin Eclipseen siirtämistä varten. Aluksi ladattiin developer.android.com-sivustolta Android SDK, jonka purkamisen jälkeen ladattiin sen sisältämällä kehityspaketin hallinta- ja päivitysohjelmalla Android 1.6 -alusta ja dokumentaatiopaketti. Alustaksi valittiin versio 1.6, koska se oli vanhin versio, joka oli ladattavissa, ja tämä tehtiin siksi, koska Android-sovellukset ovat eteenpäin yhteensopivia ja niin on helpompi etsiä sovelluksen testaajia. Hallintaohjelmalla luotiin myös Android 1.6 -emulaattori. Seuraavaksi ladattiin Eclipsen sivustolta Eclipse Classic SDK 3.5.1, asennettiin se ja asennettiin siihen ADT-lisäosa Eclipsen valikosta developer.android.com-sivuston ohjeiden mukaisesti.

20 Sovittamistyön tulokset ja kokemukset Sovittaminen vaati kohtalaisesti aikaa ohjelman uudelleensuunnittelun takia. Sovelluksen toiminnallisuus täytyi pilkkoa pieniin osiin, aktiviteetteihin, käyttöliittymä uudelleen suunnitella ja korjata koodi Androidilla toimivaksi, koska Androidin Java-kirjastototeutus eroaa Javan standardikirjastosta. Sovellukseen määritettiin kaksi aktiviteettia: yksi pääaktiviteetti, jossa tulostetaan palvelinsovellukseen tulleet HTTP-pyynnöt, ja toinen aktiviteetti, joka on asetuksien vaihtamista varten. Koska alkuperäisessä sovelluksessa luodaan jokaiselle pyynnölle oma säie pyyntöä käsittelemään, täytyi yhteyksiä kuunteleva ja säikeitä luova koodi laittaa Androidin palvelukomponentiksi, sillä ne voivat ajaa koodia taustalla rauhassa, mutta aktiviteetit saatetaan välillä lopettaa. Sovelluskokonaisuuden toimimaan saattamisessa meni melko kauan aikaa, koska virheiden etsintään ei ollut yhtä selkeää ja helppotajuista läpikäyntiohjetta developer.android.com-sivustolla kuten esimerkiksi muihin Androidin komponentteihin oli. Vaihtoehtoja kylläkin tarjotaan monia, mutta tässä tapauksessa päädyttiin hyödyntämään Androidiin sisäänrakennettua lokijärjestelmää, johon voitiin kirjoittaa lokifunktiolla helposti. Lokitiedostoa pystyi lukemaan reaaliajassa Android data bridge -komentokehotteella, joka tuli Android SDK:n mukana. Sovellus loppujen lopuksi kuitenkin valmistui ja toimivuus testattiin emulaattorin ja tietokoneen kanssa. Testikäyttäjiä oikealla Android-älypuhelimella ei sovellukselle tämän työn aikarajan aikana löydetty Android-älypuhelimien vähäisyyden takia.

21 17 4 YHTEENVETO Sovelluksen sovittaminen vie paljon aikaa, jos se on alun perin x86-pohjaisille tietokoneille suunnattu, mutta todennäköisesti Java MIDP- tai Java ME -kirjastoilla tehdyt mobiilisovellukset muilta mobiilialustoilta saattaisivat olla helpompia ja nopeampia sovitettavia Androidille. Androidille ohjelmointi edellyttää uudenlaista ajattelua sovellusohjelmoinnin osalta, ja tämän uuden järjestelmän merkitys todennäköisesti kasvaa, kun sovellusten määrä kasvaa ja kehittäjät keksivät hyödyntää toisten sovellusten tarjoamia palveluja monipuolisesti. Virtuaalikonemalli on teoriassa turvallinen ja muistinhallintatekniikat ovat tehokkaita, mutta nämä ominaisuudet myöskin teettävät töitä sovelluksien kehittäjille.

22 18 LÄHTEET AndroidLib Android Market statistics [viitattu ]. Saatavissa: Google What is Android? [viitattu ]. Saatavissa: Google What is Android? [viitattu ]. Saatavissa: Kharif, O Can Android Market Catch Up to the App Store? BusinessWeek. [viitattu ]. Saatavissa: _mar.html Wikipedia. 2009a. Android [viitattu ]. Saatavissa: Wikipedia. 2009b. Open Handset Alliance [viitattu ]. Saatavissa: Wikipedia Android (operating system) [viitattu ]. Saatavissa:

23 19 LIITTEET Linkki Android SDK:n lataussivulle: