آشنایی با معماری اندروید Android Architecture
سیستم عامل اندروید، مجموعه ای از چندین جزء نرم افزاری (software components) است که تقریبا به 5 بخش و 4 لایه اصلی تقسیم شده است. این اجزاء و نحوه ارتباط آن ها در عکس زیر با عنوان دیاگرام معماری اندروید نشان داده ایم :
آشنایی با هسته لینوکس Linux kernel در اندروید
در پایین ترین لایه معماری اندروید، هسته سیستم عامل لینوکس قرار دارد که در زمان ترجمه این مقاله، از لینوکس 3.6 با حدود بیش از 115 وصله و تکه برنامه مختلف استفاده می کند. لینوکس یک لایه جدا کننده و انتزاعی قوی بین سخت افزار دستگاه اجرا کننده اندروید و لایه های دیگر ایجاد می کند. لینوکس حاوی کلیه درایورهای ضروری برای سیستم مثل دوربین، صفحه کلید، نمایشگر و ... می باشد.
همچنین هسته سیستم عامل لینوکس، کلیه کارهایی که لینوکس به نوعی در آن ها متخصص است مثل امور شبکه (networking) را انجام داده و حاوی مجموعه ای کامل از درایورهای سخت افزاری است که تعامل با اجزای فیزیکی دستگاه را راحت و سریع می سازد.
آموزش کار با کتابخانه های آماده کد اندروید Android Libraries
در بالای هسته لینوکس، مجموعه ای از کتابخانه های آماده کد (libraries) قرار دارند. این کتابخانه ها شامل موارد زیادی از جمله :
- کتابخانه های اپن سورس مرورگر وب webkit
- کتابخانه اجرایی کد libc
- کتابخانه پایگاه داده SQLite که وظیفه اصلی نگهداری، ذخیره و بازیابی اطلاعات برنامه و به اشتراک گذاری آن ها را بین سایر اجزا بر عهده دارد.
- کتابخانه های آماده که لازم جهت ضبط و پخش صدا (audio) و ویدیو (video).
- کتابخانه های امنیتی SSL که وظیفه تامین امنیت نرم افزار را بر عهده دارند.
کتابخانه کدهای آماده مخصوص سیستم عامل اندروید
این بخش شامل کلیه کتابخانه های آماده مبتنی بر جاوا بوده که مختص تولید و توسعه نرم افزار اندروید می باشد.
برای مثال از جمله کتابخانه های آماده این بخش می توان به کدهای آماده چهارچوب کاری برنامه (Application Framework)، کتابخانه هایی که ساخت رابط کاربری Interface برنامه را ساده ساخته و یا در طراحی اشیاء و اشکال کاربرد دارند و همچنین کتابخانه های دسترسی به پایگاه داده، اشاره کرد.
خلاصه ای از مهمترین کتابخانه های آماده اندروید در این بخش را در لیست زیر نام برده و توضیح داده ایم :
- کتابخانه android.app : این کتابخانه امکان دسترسی به مدل برنامه (application model) را فراهم نموده و پایه و اساس کلیه برنامه ها اندروید است.
- کتابخانه android.countent : این کتابخانه دسترسی به محتوی یا Content برنامه را آسان ساخته و امکان تبادل پیام و اطلاعات را بین برنامه و اجزای برنامه، فراهم می کند.
- کتابخانه android.database : این کتابخانه امکان دسترسی به اطلاعات تولید شده توسط فراهم کننده های محتوی برنامه را ساخته و شامل کلیه کلاس های مدیریت پایگاه داده SQLite می شود.
- کتابخانه android.opengl : این کتابخانه یک رایط کاربری مبتنی بر جاوا است که باعث اجرا و رندر شدن اشکال گرافیکی سه بعدی برنامه توسط OpenGL می شود.
- کتابخانه android.os : این کتابخانه امکان دسترسی برنامه های به سرویس های استاندارد سیستم عامل مثل پیام دهی و تبادل اطلاعات، سرویس های سیستمی و رابط بین اجزای درونی نرم افزار را فراهم می کند.
- کتابخانه android.text : این کتابخانه برای رندرکردن و دستکاری متن (text) در صفحه نمایش دستکاه اندروید به کار می رود.
- کتابخانه android.view : این کتابخانه کلاس ها و کدهای اساسی و اصلی را جهت تولید رابط کاربری برنامه را شامل می شود.
- کتابخانه android.widget : این کتابخانه شامل مجموعه ای قوی و پیش ساخته از اجزای برنامه مثل دکمه ها (buttons)، lables، لیست list views، مدیریت کننده لایه ها layout manager، دکمه های رادیویی radio buttons و ... می باشد.
- کتابخانه android.webkit : این کتابخانه شامل کلاس هایی است که قابلیت های مرور وب (web browsing) را به برنامه اندروید، اضافه می کند.
آموزش بخش Android Kuntime
بخش Android Runtime سومین قسمت از معماری نرم افزار اندروید است که در لایه دوم از پایین قابل دسترس است. این بخش یک Component کلیدی به نام Dalvik Virtual را ارائه می دهد که یک ماشین مجازی تبدیل کد جاوا می باشد.
این ماشین مجازی به صورت اختصاصی برای چهارچوب کاری اندروید طراحی و بهینه سازی شده است.
ماشین مجازی Dalvik VM، امکان استفاده از امکانات اساسی هسته لینوکس مثل مدیریت حافظه (memory management)، امکان پردازش های چند رشته ای (multi-threading) و ... را جزء ذاتی زبان جاوا هستند را فراهم می کند.
راهنمایی :
ماشین مجازی Dalvik VM هر برنامه اندروید را قادر می سازد تا در پروسه مخصوص به خود اجرا شود، که در واقع نسخه اختصاصی از این ماشین برای آن برنامه است.
همچنین Android Runtime مجموعه از از کتابخانه های اصلی در هسته مرکزی برنامه (Core) را فراهم می کند که برنامه نویسان اندروید می توانند نرم افزارهای Android خود را به کمک آن ها و بر نمایه زبان استاندارد برنامه نویسی جاوا، تولید کنند.
بررسی بخش چهارچوب کاری برنامه اندروید Application Framework
لایه Application Framework تعداد زیادی سرویس های سطح بالاتر را در قالب کلاس های جاوا، برای برنامه های اندروید فراهم می کند. برنامه نویسان اندروید مجاز هستند تا از این کلاس ها و سرویس ها در برنامه های اندروید خود، استفاده کنند.
مهمترین سرویس هایی که چهارچوب کاری android Framework فراهم می کند عبارتند از :
- سرویس Activity Manager : این سرویس کلیه اجزای حیات برنامه lifecycle و فعالیت های سلسله وار نرم افزار اندروید را کنترل می کند.
- سرویس Content Providens : این سرویس برای برنامه ها امکان تولید و اشتراک گذاری اطلاعات را با سایر برنامه های دیگر فراهم می کند.
- سرویس Resource Manager : این سرویس امکان دسترسی و کار با اجزای غیر کدی اضافه شده به برنامه را مثل متن ها (strings)، تنظیمات رنگ و قالب های رابط کاربری را برای نرم افزار اندروید فراهم می کند.
- سرویس Notifications Manager : این سرویس به برنامه های اندروید امکان نمایش و صدور پیام های هشدار و اطلاع رسانی را به کاربر می دهد .
- سرویس View System : این سرویس حاوی مجموعه ای از View ها بوده که کاربر می تواند برای تولید رابط کاربری برنامه اندروید از آن استفاده کند.
بررسی لایه Application در اندروید
تمامی برنامه های (Android Application) در بالاترین لایه معماری اندروید قرار دارند. شما بایستی برنامه خود را به نحوی بنویسید که بر روی این لایه فقط نصب شود.
مثال هایی برای برنامه های اندروید مثل پیام رسان ها، بازی، مرورگر و ... اشاره کرد.