Операционная система Android
Feb 4 · 6 min read
Android — это операционная система с открытым исходным кодом, созданная для мобильных устройств на основе модифицированного ядра Linux. Эта ОС разработана консорциумом Open Handset Alliance, состоящим из крупных технологических компаний при организующей роли Google. Исходный код ОС представлен как часть проекта Android Open Source Project (AOSP) с лицензией Apache. Выпущенный на рынок в 2007 году Android вскоре стал самой продаваемой операционной системой в истории, благодаря своей открытой модели разработки и удобному интерфейсу. Последняя версия Android 11 вышла в 2020 году.
История развития
Проект Android появи л ся в 2003 году с целью разработки интеллектуальных мобильных устройств. Начинался он с разработки ОС для цифровых фотокамер, но вскоре акцент сместился на мобильные телефоны из-за их большой распространенности на рынке. В 2005 году проект приобрел Google и в качестве основы для этой ОС было выбрано ядро Linux за счет его гибкости и возможности обновления.
С целью разработки платформы с открытым исходным кодом для мобильных устройств в 2007 году Google сформировала Open Handset Alliance с несколькими производителями оборудования и операторами беспроводной связи. В то время каждый производитель выпускал мобильные телефоны на базе собственной платформы, с ограниченными возможностями для сторонних приложений. Альянс заявил, что открытая платформа обеспечит тесное сотрудничество между производителями и разработчиками, чтобы ускорить производство недорогих инновационных продуктов и приложений.
Платформа Android была представлена в 2007 году и вышла на рынок на следующий год. Поначалу ей мешал ограниченный набор функций и небольшая база пользователей по сравнению с конкурентами Symbian и Windows. Однако возможность обновления стала самым большим преимуществом этой ОС, поскольку каждое обновление давало новые функции и улучшенную производительность. Из-за «сладости, которую они приносят в нашу жизнь», первые версии были названы в честь десертов, в алфавитном порядке, например Cupcake, Jellybean и KitKat. Однако вскоре у Google закончились десерты, и с 2019 года новые версии ОС получают номера, начинающиеся с Android 10. Лицензия с открытым исходным кодом также помогла увеличить популярность этой ОС среди производителей мобильных устройств, поскольку они могут теперь модифицировать ОС под свои требования, не влияя при этом на разработку приложений.
Но самая главная особенность в том, что Android — это больше, чем просто операционная система. Он во многом уравнял мобильные устройства с персональными компьютерами, позволив разработчикам писать приложения независимо от аппаратной платформы устройства. Это привело к созданию глобальной платформы для приложений и укрепило позиции Android, как передовой мобильной платформы, и в 2011 году он стал самой продаваемой операционной системой для смартфонов и для планшетов в 2013 году. Сегодня на Android работает множество электронных устройств, включая смарт-камеры, часы, медиаплееры и многое другое.
Архитектура
Первоначально Android разрабатывался для архитектуры ARM, а затем был расширен для поддержки архитектур x86 и x86–64. Однако в целом Android не заботится об аппаратном обеспечении устройства из-за разнообразия и множества типов среди компонентов в мобильных устройствах.
Основой ОС Android является модифицированная версия ядра Linux LTS, которая непосредственно взаимодействует с оборудованием. Драйверы, необходимые для работы устройства, реализуются производителями оборудования и добавляются в ядро. Это позволяет производителям оборудования разрабатывать драйверы для хорошо известного ядра, а разработчикам ОС игнорировать разнообразие оборудования. Android 11 поддерживает версии ядра 4.14, 4.19 и 5.4.
Особенности оборудования дополнительно маскируются также реализуемыми производителями уровнями аппаратной абстракции, которые предоставляют стандартные интерфейсы для высокоуровневых структур, чтобы обеспечить доступ к аппаратному обеспечению устройства, не заботясь при этом о реализации драйверов.
Android Runtime (ART) — это виртуальная машина, которая выполняет код приложения, содержащийся в файлах Dalvik Executable (DEX). Она управляет компиляцией кода, отладкой и очисткой памяти. Каждое приложение работает со своим собственным экземпляром ART, то есть в своей собственной виртуальной машине, чтобы обеспечить изоляцию кода. ART заменил Dalvik в качестве виртуальной машины Java для Android в 2013 году, поскольку его компиляция Ahead-of-Time обеспечила лучшую производительность по сравнению с компиляцией Just-in-Time у последней.
Собственные библиотеки C/C ++ являются важной частью операционной системы, поскольку большинство основных компонентов Android написаны на собственном коде. Инфраструктура Java API — это шлюз в ОС для всех пользовательских приложений. Он предоставляет множество сервисов для приложений в виде вызовов Java API, включая менеджеры действий, ресурсов и уведомлений, поставщиков контента и систему просмотра. Именно поэтому приложения для Android в основном разрабатываются на Java, хотя собственные библиотеки обеспечивают некоторую поддержку C/C++. Совсем недавно также поддерживался и Kotlin, он даже предпочитался Google для разработки приложений Android. Код компилируется Android Software Development Kit (SDK) и архивируется в виде пакета Android (APK).
Android против Linux
Хотя некоторые считают Android дистрибутивом Linux, он имеет мало общего с обычной ОС Linux.
В традиционном стеке Linux ядро выполняет большую часть системных функций, включая управление памятью и файлами, аппаратное взаимодействие и планирование процессов. Системные функции предоставляются приложениям через библиотеки и вызовы API на языке Си. Именно поэтому GNU C является более важной библиотекой в Linux. Пользователи взаимодействуют с системой через оболочки, которые транслируют пользовательские команды в системные вызовы.
С другой стороны, Android можно рассматривать как пользовательское приложение, работающее в Linux. ОС использует ядро для взаимодействия с оборудованием и управления системой, а затем предлагает свои функции другим приложениям через интерфейс API. Этот интерфейс написан полностью на Java, и даже функции библиотек C/C ++ предложены в оболочках Java. В Android нет оболочки, хотя некоторые утилиты командной строки поддерживаются через приложение Toybox.
Кроме того, Android оптимизирован для мобильных устройств, которые обычно обладают малой вычислительной мощностью, имеют небольшой объем памяти и работают от батарей. По умолчанию, в качестве библиотеки C, вместо GNU, он использует Bionic из-за пониженных требований к памяти и процессору. При нехватке памяти, Android может уничтожить наименее используемые процессы и сбросить блоки разделяемой памяти. Кроме того, здесь реализуется уникальная система управления питанием, в которой устройство остается в спящем режиме, потребляя минимальную мощность до тех пор, пока процесс не запросит ресурс.
Ядро Android
Перед установкой на устройство само ядро Linux подвергается модификации несколькими участниками проекта. Во-первых, разработчики Android оптимизируют ядро LTS для мобильных устройств, вносят коррективы в функции Android и оставляют код как общее ядро AOSP. Разработчики AOSP реализуют большинство изменений в виде драйверов устройств, чтобы гарантировать внесение минимальных изменений в основной код ядра. Это позволяет с минимальными изменениями объединять обновления базового ядра в ACK. Поставщики оборудования добавляют драйверы и уровни абстракции для создания ядра поставщика. Затем, производители устройств обновляют ядро в соответствии со своими требованиями, реализуя новые драйверы или даже улучшая систему. Это ядро, в конечном счете, устанавливается на выпускаемые производителем устройства.
Разработка приложения
Основной принцип разработки в Android заключается в том, чтобы абстрагироваться от вариативности оборудования и предоставить унифицированный интерфейс для приложений. Это достигается запуском всех приложений на виртуальных машинах Java, подобных Dalvik или ART. Еще более способствует этой абстракции и упрощает разработку приложений комплект, состоящий из инфраструктуры Java API и SDK Android. Интерфейс API выполняет всю сложную работу, обеспечивая приложениям доступ к системным ресурсам лишь через вызов функции, в то время как SDK предоставляет визуальные инструменты для создания макетов приложений и управления вводом данных пользователя.
Android предоставляет приложениям большую часть своих функций через службы (services). Служба — это приложение, которое выполняет длительные операции в фоновом режиме. Она не предоставляет пользовательского интерфейса и доступна только через платформу API. Службы также могут выполнять операции в приоритетном порядке и сообщениями уведомлять пользователя. Служба также может быть привязана к приложению и обеспечивать интерфейс клиент-сервер.
Стек Android также включает вторую операционную систему Trusty. Она работает параллельно с основной операционной системой и обеспечивает доверенную среду для изолированного выполнения. В основном она используется для мобильных платежей, безопасного банковского обслуживания, обработки паролей и других процессов, требующих безопасности и конфиденциальности.
Заключение
При первых анонсах Open Handset Alliance их планы по взаимодействию при разработке открытой и многоцелевой платформы представлялись не более чем громким заявлением. Однако через десять лет платформа Android произвела революцию, и не только в мобильной индустрии. Фактически, она породила совершенно новые отрасли промышленности и коренным образом изменила наш образ жизни, работы и общения.
Источник
Советы по чистому коду новичкам в Java/Android
Теме чистого кода на одном только habrahabr посвящено тысячи статей. Никогда бы не подумал, что захочу написать свою. Но после проведения компанией курсов для желающих связать карьеру с разработкой ПО, в частности разрабатывать под Android, мое мнение поменялось.
За основу статьи взяты советы из классики “Роберт К. Мартин: Чистый код”. Отобрал из них те, которые наиболее часто встречались в виде проблем у студентов. Приведенные советы написаны с учетом моего опыта разработки коммерческих Android приложений. Поэтому не ко всем Android-проектам приведенные ниже советы подойдут, я уже не говорю про другие системы.
Советы в основном приводил с примерами кода как НЕ НУЖНО делать. Как ни странно, у большинства студентов были одни и те же ошибки. Все примеры кода были придуманы, любые совпадения с реально существующим кодом случайны.
Общие советы
1. Код должен быть легко читаемым, понятным и очевидным
Программисты большую часть времени тратят на чтение и анализ написанного кода, а не на написание нового. Важно чтобы Ваш код был легко читаемым, понятным и с прогнозируемым поведением. Это позволит коллегам и Вам по прошествии времени затратить минимальное время на понимание того, что делает каждый кусок кода. Понятный код с прогнозируемым поведением позволит уменьшить вероятность ошибки при внесении изменений не автором кода.
2. При написании кода нужно придерживаться Java Code Conventions либо других спецификаций, принятых на проекте командой
Спецификацию можно сравнить с правилами оформления текста книги. Думаю, немногие захотят читать книгу, где каждый абзац отличается шрифтом, размером и цветом текста. Так и с кодом, куда легче читать оформленный в едином стиле код.
Наименование
1. Имена классов, функций, переменных и параметров должны передавать закладываемый в них смысл.
Довольно очевидный совет, но не всегда его придерживаются. Тут, в качестве примера, можно привести оглавление книги: если все главы названы просто «Главами», то понять в чем суть нельзя. Наименования классов, функций должны сообщать об их предназначении без погружения в детали реализации.
Наименования классов MyActivity, CustomView, MyAdapter говорит только об одном, что это не часть Android SDK и все. SecondActivity говорит, что это не часть Android SDK и о наличии в проекте еще одного Activity, но не факт =)
Правильно именовать классы: MainActivity, FoodsActivity, FoodCartActivity, PhoneInputView . MainActivity — очевидно, что основной разводящий экран приложения. FoodsActivity — экран с перечнем продуктов. PhoneInputView — компонент ввода номера телефона.
Следующие названия переменных бесполезны и нарушают правила наименования:
как и параметры конструктора:
2. Название публичного класса и файла должно совпадать.
Есть следующий класс
Название файла при этом оказывается “products_Activity.java”.
Это не правильно. Название публичного класса и java-файла должны совпадать.
3. В наименованиях нужно использовать только буквы латинского алфавита, никаких цифр, символов подчеркивания и дефисов. Исключения составляют наименования из стандартов (ГОСТ, ISO), символы подчеркивания для разделения слов в наименованиях констант.
Примеры выше: m_textview_1 . Часто вместо lastName пишут userName2 , что не правильно.
4. Не нужно использовать строчные “L” и “O” в качестве имен локальных переменных, т.к. их трудно отличить от “1” и “0”.
Надуманный пример, но что-то подобное я встречал в своей практике
В этой функции пузырьковой сортировки есть одна ошибка, сможете за секунды ее найти=)?
Такой код труден для чтения и при написании легко сделать ошибку, которую можно очень долго искать.
5. Не нужно указывать тип в суффиксе имен.
Вместо accountList нужно писать просто accounts . Это позволит в любое время изменить тип переменной без переименования самой переменной.
А еще ужаснее выглядит nameString, ageFloat .
Исключение составляют наследники классов Android SDK: Activity, Fragment, View, Uri и т.д. По названию NewsSynsService сразу понятно, что класс является «сервисом» и ответственен за синхронизацию новостей. Использование суффикса view в nameView, photoView позволяет легко отличить переменные, относящиеся к верстки, от остальных. Имена view обычно начинают с существительного. Но имена кнопок лучше начинать с глагола: buyButton
6. Имена могут и должны содержать термины из математики, названия алгоритмов, паттернов проектирования и т.д.
Увидев имя BitmapFactory , не автор кода сразу поймет смысл этого класса.
7. Не нужно указывать никакие префиксы при именовании.
Вместо m_user, mUser просто пишется user . Указывать префикс s для статических полей в современных IDE излишне.
Исходники Android SDK не являются здесь показателем в силу давности создания первых версий и наследования кодовой базы до наших дней.
s_ ни к чему в начале названия статического поля. К тому же название констант должно писаться прописными буквами:
8. В наименование классов нужно использовать существительные.
Классы это как объекты реального мира. Поэтому нужно использовать существительные для их названия: AccountsFragment, User, Car, CarModel .
Не нужно называть классы Manager, Processor, Data, Info , т.к. они имеют слишком общее значение. Лучше название класса длиной в два-четыре слова, чем просто Data .
9. Названия классов должны начинаться с прописной буквы.
Слова НЕ должны отделяться символом подчеркивания. Нужно следовать нотации CamelCase: GoodsFragment, BaseFragment
10. Используйте одно слово для каждой концепции.
Использование fetch, retrieve, get в одном классе сбивает с толку. Если класс назвали Customer , то имена переменных класса и параметров функций этого типа лучше называть customer , а не user .
Функции
1. Функция должна выполнять только одну “операцию”. Она должна выполнять ее хорошо. И ничего другого она делать не должна.
Под “операцией” следует понимать не одну математическую операцию или вызов другой функции, а действия на одном уровне абстракции. Чтобы определить, что функция выполняет более одной операции, следует попробовать извлечь из нее другую функцию. Если извлечение функции не дает ничего кроме простой перестановки кода, то значит разбивать дальше функцию не имеет смысла
К примеру есть функция setProducts класса ProductsAdapter :
Внутри функции происходит три основных операции: 1) фильтрация newProducts , 2) очистка и вставка новых значений в products , 3) обновление адаптера notifyDataSetChanged .
Фильтрация элементов newProducts должна происходить в другом методе и даже в другом в класса (например в presenter-е). В ProductsAdapter должны прийти уже отфильтрованные данные.
Лучше переделать код следующим образом:
Параметр newProducts содержит уже отфильтрованный список продуктов.
Можно еще строчки java products.clear(); products.addAll(newProducts);
вынести в отдельную функцию, но особого смысла я в этом не вижу. Лучше заменить notifyDataSetChanged на DiffUtil, это позволит обновлять ячейки в списке эффективнее
2. Размер функции должен быть 8-10 строк.
Функция размером в 3 экрана это не функция, это *****. У меня тоже не всегда получается ограничить размер функции 8-10 строками кода, но нужно стремится к этому. Пример по понятным причинам приводить не буду.
Функции большого размера трудно читать, модифицировать и тестировать. Разбив большую функцию на малые, легче будет понять смысл основной функции, так как мелкие детали будут скрыты. Выделяя функции можно увидеть и избавиться от дублирования кода в основной функции.
3. В теле функции все должно быть на одном уровне абстракции.
Вычисление значения локальной переменной errorMessage имеет более низкий уровень абстракции, чем остальной код внутри функции. Поэтому код java «Article » + article.getName() + » is incorrect» лучше вынести в отдельную функцию.
4. Наименовании функции и передаваемых параметров должно сообщать о том, что делает функция
Причиной выделения блока кода в отдельную функцию может являться желание в пояснении, что делает код. Для этого нужно дать подходящее название функции и параметрам функции.
Непонятно по какому полю будет происходить поиск, что передается на вход функции.
Лучше переделать в следующий вид:
Название функции говорит, что происходит поиск Product по полю id . На вход функция принимает не “null” значение. Если Product не найдется, то вернется “null”.
Роберт К. Мартин советует использовать параметры в качестве части названия функции:
Вызов функции может выглядеть так:
На проектах я такой способ не встречал. Лучше данный способ не использовать и писать полностью название:
5. Имена функций должны начинаться с глагола. Лучше длинное имя, чем не содержательное короткое.
Название start не сообщает, что именно стартует функция. Только заглянув в тело становится понятно, что функция открывает Activity.
А должно быть понятно предназначение функции уже по названию.
6. Вместо передачи в аргументы функции флага (boolean) лучше разбить функцию на две функции
Часто этот флаг является причиной увеличение размера функции при ветвлении логики выполнения в зависимости от значения флага. В таких случаях следует подумать о разбиении данной функции на две. Разное поведение функции в зависимости от переданного флага не всегда очевидно.
7. Дублирующий код следует выносить в отдельную функцию.
Код внутри setOnClickListener отличается только стилем. Этот код стоит вынести в отдельный метод:
8. Не передавайте и не возвращайте из функции “null” когда можно вернуть пустой объект.
Это позволит избежать ошибок NullPointerexception и не нужно будет в местах вызова писать проверки на null.
Kotlin поможет отучиться от вредной привычки передавать и возвращать null.)
Форматирование
1. Код в классе должен читаться сверху-вниз как газетная статья в порядке убывания уровня абстракции. Вначале идут публичные функции, затем приватные.
Основная идея совета в том, что при открытии файла программист начинает просматривать его сверху. Если вначале разместить все публичные функции, то легче будет понять основные операции с объектами класса, ответственность класса и где может использоваться. Данный совет подходит, когда проект строится на интерфейсах.
2. Связанные концепции/функции следует размещать рядом, чтобы не было необходимости постоянно перемещаться по файлу вверх-вниз. Если одна функция вызывает другую, то вызываемая функция должна располагаться под вызывающей функцией (если это возможно) и разделяться пустой строкой.
Данный совет может противоречить предыдущему. Выбрав приоритетный совет для команды, стоит придерживаться его на всем проекте.
3. Каждая последовательная группа строк кода должна представлять одну законченную мысль. Мысли отделяются друг от друга в коде с помощью пустых строк, только слишком злоупотреблять пустыми строчками не стоит
Связанная группа строк это как абзацы в статье. Для разделения абзацев используется красная строка или пустая строка. Так и в коде следует разделять разные по смыслу группы строк, используя пустые строки.
4. Переменные экземпляра класса, статические константы должны быть все в начале класса в одном месте.
В начале класса объявляются публичные константы, затем приватные константы и после них идут приватные переменные.
5. Используйте пробелы для повышения читаемости кода
- в математических операциях для отделения символа операции от операндов: int x = a + b;
- отделения параметров функций: private Article createNewArticle(String title, String description)
- передаваемых параметров функции: createNewArticle(title, description)
6. «Магические цифры, строки» должны быть вынесены в константы .
Пожалуй, самый популярный совет, но все равно продолжают его нарушать.
Лишь прочитав постановку задачи я понял, для чего в коде использовалось число “10”. Лучше это число вынести в константу и дать осмысленное имя.
Строки тоже стоит выносить в константы, особенно если используются в более чем одном месте.
Классы
1. Класс должен иметь одну “ответственность”, одну причину для изменения.
К примеру, наследники класса RecyclerView.Adapter должны отвечать за создание и связывание View с данным. В нем не должен находится код сортировки/фильтрации списка элементов.
Часто в файл с Activity добавляют класс RecyclerView.Adapter, что является не правильным.
2. Не нужны пустые методы или просто вызывающий метод из родительского класса
3. Если переопределяете какой-то метод без вызова метода родительского, то проверьте, что так можно делать.
Загляните в исходники родительских классов, документации. Переопределяемые методы жизненного цикла Activity, Fragment, View должны обязательно должны вызывать методы родительского класса.
Есть аннотация @CallSuper , предупреждающая о необходимости вызывать родительский метод при переопределении.
Советы о разном
1. Используйте средства Android Studio для улучшение качества Вашего кода.
Если она подчеркивает или выделяет код, значит что-то может быть не так. В Android Studio есть средства Rearrange, Reformat, Extract Method, Inline Method, анализаторы кода, горячие клавиши и т.д.
2. Не нужно комментировать каждый метод, код должен быть самодокументированным.
Следует отметить, что комментарии должны пояснять намерения и причины, а не поведение кода. Создавая комментарий, необходимо брать на себя ответственность о поддержании комментария в актуальном состоянии.
3. Строки, цвета, размеры должны быть в ресурсах (xml)
Не нужно писать:
Исключения составляют файлы из папок test, mock. Такие файлы не должны попадать в релизную версию
4. Не нужно передавать context в RecyclerView.Adapter. context можно получить из любой view. Элемент по клику в RecyclerView.Adapter должен меняться через notifyItemChanged, а не непосредственным изменением вьюшек в методе обработки нажатия
В методе onClick непосредственно происходит вызов bindViewHolder , что НЕ правильно.
5. В RecyclerView.ViewHolder вместо определения позиции объекта в списке нужно вызывать getAdapterPosition, а не передавать position из метода onBindViewHolder
Правильно писать:
Либо можно вместо позиции передавать ссылку на исходный объект с данными
6. Используйте Quantity Strings (Plurals) для множественного числа. Вместо написания в коде логики по подбору правильного окончания слов.
7. Не сохраняйте большие данные Bitmap в bundle. Размер bundle ограничен
8. Если прописать “id” в xml, то Android сам восстановит состояние стандартных View при повороте.
Источник
