Porting from java to android

Структура каталогов должна получится такая

И это собственно всё, что нам было нужно для простейшего проекта. Для сравнения —

Собственно, автоматизация через gradle, работа с git и IDE — вещи очень важные, однако на этапе изучения Android мне бы очень хотелось от них абстрагироваться.

Сборка

Теперь же подходим к самому важному и сложному этапу. Мы будем много работать с командной строкой, поэтому рекомендую вам все команды, данные здесь, записывать в один файл и назвать его Compile.bat. В конце файла после команд можете добавить pause, чтобы был виден результат и ошибки — если таковые возникнут.

Подготовка путей

Первое, что мы сделаем для удобства и краткости — создадим специальные переменные, в которых будем хранить пути. Для начала — определим наши основные директории. Вам нужно заменить пути к JDK и Android SDK на те, которые у вас.

Далее — пути непосредственно к программам. Я рекомендую вам просмотреть каталоги ваших SDK и убедится в том, что всё на месте. Также подкорректировать версии, которые присутствуют в путях.

Между прочим, в более старых версиях утилита aapt находилась в platform-tools — и я не исключаю что она и\или другие могут слинять куда-нибудь ещё. Так что будьте внимательны. Если вы всё правильно сверите сейчас — то остальная часть статьи должна пройти гладко.

И ещё — в пару переменных забьём наши пакеты и классы. Если заходите их сменить — вам не придётся бегать по коду — все настройки вначале.

Подготовка к компиляции

Для начала спрошу — а вы никогда не задумывались, как работает загадочный класс R? Собственно меня он сперва смутил из-за его сверхъестественных возможностей. Как на этапе компиляции можно через поля класса обращаться к XML-файлам в других каталогах? Я предположил, что тут орудует прекомпилятор — так оно и оказалось.

Собственно, есть специальная утилита AAPT — она проходится по каталогам ваших ресурсов и создаёт тот самый R.java. Оказывается, всё очень даже просто — это просто класс, в составе которого другие статические вложенные классы с целочисленными константами. И всё! Он выглядит примерно так:

Теперь давайте создадим его у вас. Для этого используем следующие команды:

Давайте разберёмся, что к чему. AAPT — Android Asset Packaging Tool — буквально «упаковщик андроид-имущества». Его опции:

• package — говорит, что нам нужно именно упаковать ресурсы (а не добавить или удалить)
• -f — перезапись существующего R.java, если таковой имеется
• -m — разместить R.java в надлежащих пакетах, а не в корне указанного в -J пути
• -S — после этой опции мы указываем каталог с ресурсами
• -J — после этой опции мы указываем куда сохранить получившийся R.java
• -I — после этой опции мы указываем путь к подключаемой библиотеке — включаем android.jar

После его выполнения в каталоге src должен появится тот самый файл R.java. Проверьте.

Теперь в нашем проекте нет никакой магии и он полностью синтаксически корректен в рамках Java. А теперь самое интересное. Помните, как классические Java-программы компилируются через javac? Раньше он также входил в последовательность сборки Android-приложений. Мы брали наши исходники (*.java), получали из них байт-код JVM (*.class) и уже потом из него получали байт-код для Dalvic (*.dex). С появлением Jack ToolChain мы сократили нашу последовательность сборки на один шаг. Из исходников (*.java) мы сразу же получаем байт-код для Dalvic (*.dex).

Где же взять Джека? Он находится в папке build-tools в виде jack.jar и запускается как обычный Java-архив.

• -jar — Стандартная опция для JVM, указывающая на то, что нужно запустить Java-архив. Не имеет никакого отношения к Джеку
• —output-dex — Папка, в которую нужно поместить итоговый dex-файл. Пускай он будет в bin
• -D jack.java.source.version=1.8 — «D» указывает на то, что мы задаём свойство. jack.java.source.version позволяет нам указать, что мы используем Java 8. Без неё лямбды не будут работать и будут ошибки. Полный список свойств можете посмотреть по команде %JAVAVM% -jar %JACK_JAR% —help-properties
• [Список из *.java — файлов] — Ваши исходники. У нас всего 2 файла — R.java и MainActivity.java

Полный список опций для Джека можете посмотреть по команде %JAVAVM% -jar %JACK_JAR% —help

Убедитесь в том, что в папке bin находится наш classes.dex. Теперь осталось только упаковать его вместе с ресурсами в APK-файл. Сделаем это:

Здесь опции аналогичны тем, которые мы использовали при создании R.java:

• package — говорит, что нам нужно именно упаковать ресурсы (а не добавить или удалить)
• -f — перезапись существующего AndroidTest.unsigned.apk, если таковой имеется
• -M — после этой опции мы указываем путь к файлу манифеста
• -S — после этой опции мы указываем каталог с ресурсами
• -I — после этой опции мы указываем путь к подключаемой библиотеке — включаем android.jar
• -F — после этой опции мы указываем куда сохранить получившийся AndroidTest.unsigned.apk
• последний аргумент — путь к папке с dex — файлами

В папке bin теперь должен появится AndroidTest.unsigned.apk. И мы назвали его не просто так! У него нет цифровой подписи. Андроид запрещает устанавливать и запускать приложения без подписи. Но создать её не так-то трудно, как может показаться на первый взгляд

Собственно, эти строчки запускают 2 Java-утилиты, которые не имеют никакого отношения к Android SDK — но они необходимы. Первая создаёт файл AndroidTest.keystore (проверьте его наличие), а вторая — этот файл соединяет с AndroidTest.unsigned.apk. Получается файл AndroidTest.signed.apk. Вот такой дикий крафт файлов. Но однажды создав bat-скрипт запускайте его — и он будет делать всё это в автоматическом режиме.

Я думаю, не стоит тратить время на детальный разбор опций этих утилит в пределах данной статьи. Просто нужно уловить суть — они берут AndroidTest.unsigned.apk, подписывают его файлом AndroidTest.keystore и сохраняют в AndroidTest.signed.apk. Если есть желание, можете почитать в документации.

У вас, скорее всего, будет предупреждение «Warning: No -tsa or -tsacert is provided and this jar. «, но не обращайте внимание.

Запуск

Теперь, когда мы наконец собрали наш apk-файл — можем его запустить. Подключите по usb ваше устройство, или же запустите эмулятор. А затем выполните

Собственно, первая строчка удаляет программку, если она уже там есть. Для повторных запусков пригодится. Вторая — устанавливает APK на ваш девайс или эмулятор. Третья же — запускает. Давайте более подробно разберём её аргументы:

• shell — мы хотим выполнить некоторые команды на нашем девайсе
• am — используем для выполнения команд activity manager
• start — мы хотим запустить некоторое Activity
• имя пакета и полное имя класса (включая пакет), которые мы стартуем

Внимание — во время установки на устройстве может появится диалоговое окно с подтверждением. Если вовремя его не одобрить, то установка произойдёт с ошибкой [INSTALL_FAILED_USER_RESTRICTED]. Также у вас может возникнуть вопрос — зачем делать uninstall/install вместо install -r. Я сделал так для чистоты эксперимента. Скрипт полностью удаляет все продукты своей деятельности и создаёт их с нуля при каждом запуске. Даже ключи. Вы можете использовать install -r, но тогда следует убрать код, который отвечает за пересоздание ключей. Иначе вы столкнётесь с ошибкой [INSTALL_FAILED_UPDATE_INCOMPATIBLE].

Если всё прошло удачно, вы увидите что-то вроде этого:

Заключение

После сборки всех файлов дерево каталогов должно быть примерно таким.

Теперь вы можете наглядно увидеть и понять, как происходит сборка андроид-приложения на более низком уровне. Когда будете использовать IDE — если сборка вдруг пойдёт не так (а такое часто бывает) — сможете вырулить ситуацию как надо. Также обратите внимание на то, что итоговый apk-файл занимает всего около 4 килобайт.

Выкладываю архив проекта. Обратите внимание, что я добавил туда ещё один маленький скрипт — Clear.bat. Он удаляет все созданные при сборке файлы. И поставил его запуск на начало Compile.bat. Также добавил комментарии с помощью Rem — по шагам.

Таким образом, скрипт производит полную очистку и пересборку проекта, включая подпись, а также удаление его на устройстве, установку и запуск.

Мои параметры

ОC: Windows 10 Pro x64
JDK: 1.8.0_73
Android SDK: 24

Модель: Meizu MX4
Android: 5.1
ОС: Flyme 5.6.8.9 beta

Источник

Как Java 8 поддерживается в Android

Привет, Хабр! Предлагаю вашему вниманию перевод замечательной статьи из цикла статей небезызвестного Джейка Вортона о том, как происходит поддержка Андроидом Java 8.

Оригинал статьи лежит тут

Несколько лет я работал из дома, и мне часто приходилось слышать, как мои коллеги жалуются на поддержку Андроидом разных версий Java.

Это довольно сложная тема. Для начала нужно определиться, что мы вообще подразумеваем под «поддержкой Java в Android», ведь в одной версии языка может быть много всего: фичи (лямбды, например), байткод, тулзы, APIs, JVM и так далее.

Когда говорят о поддержке Java 8 в Android, обычно подразумевают поддержку фичей языка. Итак, начнем с них.

Лямбды

Одним из главных нововведений Java 8 были лямбды.
Код стал более лаконичным и простым, лямбды избавили нас от необходимости писать громоздкие анонимные классы, используя интерфейс с единственным методом внутри.

После компиляции этого, используя javac и легаси dx tool , мы получим следующую ошибку:

Эта ошибка происходит из-за того, что лямбды используют новую инструкцию в байткоде — invokedynamic , которая была добавлена в Java 7. Из текста ошибки можно увидеть, что Android поддерживает ее только начиная с 26 API (Android 8).

Звучит не очень, ведь вряд ли кто-то будет выпускать приложение с 26 minApi. Чтобы это обойти, используется так называемый процесс десахаризации (desugaring), который делает возможным поддержку лямбд на всех версиях API.

История десахаризации

Она довольно красочна в мире Android. Цель десахаризации всегда одна и та же — позволить новым языковым фичам работать на всех устройствах.

Изначально, например, для поддержки лямбд в Android разработчики подключали плагин Retrolambda. Он использовал тот же встроенный механизм, что и JVM, конвертируя лямбды в классы, но делал это в рантайме, а не во время компиляции. Сгенерированные классы были очень дорогими с точки зрения количества методов, но со временем, после доработок и улучшений, этот показатель снизился до чего-то более-менее разумного.

Затем команда Android анонсировала новый компилятор, который поддерживал все фичи Java 8 и был более производительным. Он был построен поверх Eclipse Java компилятора, но вместо генерации Java-байткода генерировал Dalvik-байткод. Однако его производительность все равно оставляла желать лучшего.

Когда новый компилятор (к счастью) забросили, трансформатор Java байткода в Java байткод, который и выполнял дешугаринг, был интегрирован в Android Gradle Plugin из Bazel — системы сборки Google. И его производительность все равно была невелика, поэтому параллельно продолжался поиск более хорошего решения.

И вот нам представили новый dexer — D8, который должен был заменить dx tool . Десахаризация теперь выполнялась во время конвертации скомпилированных JAR-файлов в .dex (dexing). D8 сильно выигрывает в производительности по сравнению с dx , и, начиная с Android Gradle Plugin 3.1 он стал dexer’ом по умолчанию.

Теперь, используя D8, у нас получится скомпилировать приведенный выше код.

Чтобы посмотреть, как D8 преобразовал лямбду, можно использовать dexdump tool , который входит в Android SDK. Она выведет довольно много всего, но мы заострим внимание только на этом:

Если вы до этого еще не читали байткод, не волнуйтесь: многое из того, что здесь написано, можно понять интуитивно.

В первом блоке наш main метод с индексом 0000 получает ссылку от поля INSTANCE на класс Java8$1 . Этот класс был сгенерирован во время десахаризации . Байткод метода main тоже нигде не содержит упоминаний о теле нашей лямбды, поэтому, скорее всего, она связана с классом Java8$1 . Индекс 0002 затем вызывает static-метод sayHi , используя ссылку на INSTANCE . Методу sayHi требуется Java8$Logger , поэтому, похоже, Java8$1 имплементирует этот интерфейс. Мы можем убедиться в этом тут:

Флаг SYNTHETIC означает, что класс Java8$1 был сгенерирован и список интерфейсов, которые он включает, содержит Java8$Logger .
Этот класс и представляет собой нашу лямбду. Если вы посмотрите на реализацию метода log , то не увидите тело лямбды.

Вместо этого внутри вызывается static метод класса Java8 — lambda$main$0 . Повторюсь, этот метод представлен только в байткоде.

Флаг SYNTHETIC снова говорит нам, что этот метод был сгенерирован, и его байткод как раз содержит тело лямбды: вызов System.out.println . Причина, по которой тело лямбды находится внутри Java8.class, простая — ей может понадобиться доступ к private членам класса, к которым сгенерированный класс иметь доступа не будет.

Все, что нужно для понимания того, как работает десахаризация, описано выше. Однако, взглянув на это в байткоде Dalvik, можно увидеть, что там все намного более сложно и пугающе.

Преобразование исходников — Source Transformation

Чтобы лучше понимать, как происходит десахаризация, давайте попробуем шаг за шагом преобразовывать наш класс в то, что будет работать на всех версиях API.

Возьмем за основу тот же класс с лямбдой:

Сначала тело лямбды перемещается в package private метод.

Затем генерируется класс, имплементирующий интерфейс Logger , внутри которого выполняется блок кода из тела лямбды.

Далее создается синглтон инстанс Java8$1 , который хранится в static переменной INSTANCE .

Вот итоговый задешугаренный класс, который может использоваться на всех версиях API:

Если вы посмотрите на сгенерированный класс в байткоде Dalvik, то не найдете имен по типу Java8$1 — там будет что-то вроде -$$Lambda$Java8$QkyWJ8jlAksLjYziID4cZLvHwoY . Причина, по которой для класса генерируется такой нейминг, и в чем его плюсы, тянет на отдельную статью.

Нативная поддержка лямбд

Когда мы использовали dx tool , чтобы скомпилировать класс, содержащий лямбды, сообщение об ошибке говорило, что это будет работать только с 26 API.

Поэтому кажется логичным, что если мы попробуем скомпилировать это с флагом —min-api 26 , то десахаризации происходить не будет.

Однако если мы сдампим .dex файл, то в нем все равно можно будет обнаружить -$$Lambda$Java8$QkyWJ8jlAksLjYziID4cZLvHwoY . Почему так? Это баг D8?

Чтобы ответить на этот вопрос, а также почему десахаризация происходит всегда, нам нужно заглянуть внутрь Java-байткода класса Java8 .

Внутри метода main мы снова видим invokedynamic по индексу 0 . Второй аргумент в вызове — 0 — индекс ассоциируемого с ним bootstrap метода.

Вот список bootstrap методов:

Здесь bootstrap метод назван metafactory в классе java.lang.invoke.LambdaMetafactory . Он живет в JDK и занимается созданием анонимных классов налету (on-the-fly) в рантайме для лямбд так же, как и D8 генерит их в компайлтайме.

Если взглянуть на документацию Android к java.lang.invoke
или на исходники AOSP к java.lang.invoke , увидим, что в рантайме этого класса нет. Вот поэтому дешугаринг всегда происходит во время компиляции, независимо от того, какой у вас minApi. VM поддерживает байткод инструкцию, похожую на invokedynamic , но встроенный в JDK LambdaMetafactory недоступен для использования.

Method References

Вместе с лямбдами в Java 8 добавили ссылки на методы — это эффективный способ создать лямбду, тело которой ссылается на уже существующий метод.

Наш интерфейс Logger как раз является таким примером. Тело лямбды ссылалось на System.out.println . Давайте превратим лямбду в метод референc:

Когда мы это скомпилируем и взглянем на байткод, то увидим одно различие с предыдущей версией:

Вместо вызова сгенерированного Java8.lambda$main$0 , который содержит вызов System.out.println , теперь System.out.println вызывается напрямую.

Класс с лямбдой больше не static синглтон, а по индексу 0000 в байткоде видно, что мы получаем ссылку на PrintStream — System.out , который затем используется для того, чтобы вызвать на нем println .

В итоге наш класс превратился в это:

Default и static методы в интерфейсах

Еще одним важным и серьезным изменением, которое принесла Java 8, стала возможность объявлять default и static методы в интерфейсах.

Все это тоже поддерживается D8. Используя те же инструменты, что и ранее, несложно увидеть задешугаренную версию Logger’a с default и static методами. Одно из различий с лямбдами и method references в том, что дефолтные и статик методы реализованы в Android VM и, начиная с 24 API, D8 не будет дешугарить их.

Может, просто использовать Kotlin?

Читая статью, большинство из вас, наверное, подумали о Kotlin. Да, он поддерживает все фичи Java 8, но реализованы они kotlinc точно так же, как и D8, за исключением некоторых деталей.

Поэтому поддержка Андроидом новых версий Java до сих пор очень важна, даже если ваш проект на 100% написан на Kotlin.

Не исключено, что в будущем Kotlin перестанет поддерживать байткод Java 6 и Java 7. IntelliJ IDEA, Gradle 5.0 перешли на Java 8. Количество платформ, работающих на более старых JVM, сокращается.

Desugaring APIs

Все это время я рассказывал про фичи Java 8, но ничего не говорил о новых API — стримы, CompletableFuture , date/time и так далее.

Возвращаясь к примеру с Logger’ом, мы можем использовать новый API даты/времени, чтобы узнать, когда сообщения были отправлены.

Снова компилируем это с помощью javac и преобразуем его в байткод Dalvik с D8, который дешугарит его для поддержки на всех версиях API.

Можете даже запушить это на свой девайс, чтобы убедиться, что оно работает.

Если на этом устройстве API 26 и выше, появится месседж Hello. Если нет — увидим следующее:

D8 справился с лямбдами, метод референсами, но не сделал ничего для работы с LocalDateTime , и это очень печально.

Разработчикам приходится использовать свои собственные реализации или обертки над date/time api, либо использовать библиотеки по типу ThreeTenBP для работы со временем, но почему то, что ты можешь написать руками, не может сделать D8?

Эпилог

Отсутствие поддержки всех новых API Java 8 остается большой проблемой в экосистеме Android. Ведь вряд ли каждый из нас может позволить указать 26 min API в своем проекте. Библиотеки, поддерживающие и Android и JVM, не могут позволить себе использовать API, представленный нам 5 лет назад!

И даже несмотря на то, что саппорт Java 8 теперь является частью D8, каждый разработчик все равно должен явно указывать source и target compatibility на Java 8. Если вы пишете собственные библиотеки, то можете усилить эту тенденцию, выкладывая библиотеки, которые используют Java 8 байткод (даже если вы не используете новые фичи языка).

Над D8 ведется очень много работ, поэтому, кажется, в будущем с поддержкой фичей языка все будет ок. Даже если вы пишете только на Kotlin, очень важно заставлять команду разработки Android поддерживать все новые версии Java, улучшать байткод и новые API.

Этот пост — письменная версия моего выступления Digging into D8 and R8.

Источник