Západočeská univerzita v Plzni Fakulta aplikovaných věd Katedra informatiky a výpočetní techniky. Herní aplikace pro. komponent na OS Android

Západoˇceská univerzita v Plzni Fakulta aplikovanyćh vˇed Katedra informatiky a vy´poˇcetn´ı techniky

Diplomov´ a pr´ ace Hern´ı aplikace pro demonstraci pouˇ zit´ı komponent na OS Android

Plzeˇ n 2012

Jan Záruba

Prohl´ aˇ sen´ı Prohlaˇsuji, ˇze jsem diplomovou práci vypracoval samostatnˇe a v´ yhradnˇe s pouˇzit´ım citovan´ ych pramen˚ u. V Plzni dne 15. kvˇetna 2012 Bc. Jan Záruba

Abstract My thesis Development of component-based mobile applications with OSGi is supposed to demostrate possibilities of usage OSGi framework in mobile application development. First part of my thesis summarizes prerequisities for using OSGi on Android. Then capabilities of data persistence on JPA are presented. Second practical part is aimed at development of gaming application, which consists of two parts: server application (OSGi on servlet container), client application (based on Android). Keywords: android development, OSGi, JPA, smartphone

Obsah ´ 1 Uvod 2 Platformy pro mobiln´ı zaˇ r´ızen´ı 2.1 iOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.1 Publikován´ı aplikac´ı . . . . . . 2.1.2 V´ yvoj aplikac´ı . . . . . . . . . . 2.2 Android . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.1 Historie . . . . . . . . . . . . . 2.2.2 Architektura systému Android . 2.2.3 V´ yvoj aplikaci pro Android . . 2.2.4 Komunikace zaˇr´ızen´ı s Android 2.3 Windows Phone 7 . . . . . . . . . . . 2.3.1 V´ yvoj pod platformou Windows 2.3.2 Publikace aplikac´ı . . . . . . . .

1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Phone . . . .

. . . . . . . . . 7 .

. . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . .

3 OSGi 3.1 Bundle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ˇ 3.1.1 Zivotn´ ı cyklus bundlu . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.2 Sluˇzby v OSGi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2 OSGi Enterprise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.1 Vyuˇzit´ı webové sluˇzby frameworku vs. framework embedded na serveru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3 Felix na OS Android . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.1 Spuˇstˇen´ı Felixe na Androidu . . . . . . . . . . . . . . 3.3.2 Pˇr´ıstup do spuˇstˇeného frameworku . . . . . . . . . . 3.3.3 Vyuˇzit´ı sluˇzeb Android z OSGi . . . . . . . . . . . . 3.3.4 Pˇr´ıprava bundlu pro pouˇzit´ı na Android . . . . . . .

. . . . . . . . . . .

2 2 3 3 5 6 6 8 12 13 13 14

. . . .

16 16 18 18 19

. . . . . .

21 29 29 32 32 34

4 Persistence dat 36 4.1 JDBC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 4.2 Objektovˇe relaˇcn´ı mapován´ı - pouˇzit´ı JPA . . . . . . . . . . . 37

OBSAH

OBSAH

5 Aplikace GPS game 5.1 Zámˇer aplikace . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1.1 Co hra dˇelá . . . . . . . . . . . . . . 5.2 Architektura aplikace . . . . . . . . . . . . . 5.3 Popis komunikaˇcn´ıho protokolu . . . . . . . 5.3.1 Login . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.2 Game list . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.3 Join game . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.4 Create game . . . . . . . . . . . . . . 5.3.5 Position report . . . . . . . . . . . . 5.3.6 Fire . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.7 Duel . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.8 Get players . . . . . . . . . . . . . . 5.4 Serverová aplikace . . . . . . . . . . . . . . 5.4.1 Model dat a persistenˇcn´ı bundle . . . 5.4.2 Aplikaˇcn´ı logika . . . . . . . . . . . . 5.4.3 Dashboard . . . . . . . . . . . . . . . 5.5 Klientská aplikace . . . . . . . . . . . . . . . 5.5.1 Architektura aplikace . . . . . . . . . 5.5.2 Prezentaˇcn´ı vrstva - Android . . . . . 5.5.3 Aplikaˇcn´ı logika a s´ıt’ová komunikace 5.6 Ovˇeˇren´ı v´ ysledné aplikace . . . . . . . . . . 5.7 Rozˇs´ıˇren´ı aplikace . . . . . . . . . . . . . . . 5.7.1 V´ıce typ˚ u her . . . . . . . . . . . . . 5.7.2 V´ıce ˇzivot˚ u pro hráˇce . . . . . . . . . 5.7.3 Lepˇs´ı lokaˇcn´ı bundle . . . . . . . . . 5.7.4 Dashboard na mobil . . . . . . . . . 6 Zkuˇ senosti s pouˇ zit´ım OSGi 6.1 Pouˇzit´ı emulátoru nebo reálného zaˇr´ızen´ı . . 6.2 ADT plugin pro Eclipse . . . . . . . . . . . 6.3 Pˇr´ıprava bundl˚ u. . . . . . . . . . . . . . . . 6.4 Správné nastaven´ı poˇrad´ı spouˇstˇen´ı bundl˚ u . 6.5 Správné nastaven´ı frameworku . . . . . . . . 6.6 Nastaven´ı závislost´ı pro Android pod Maven 6.7 Zhodnocen´ı pouˇzit´ı OSGi komponent . . . . 7 Z´ avˇ er

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

42 42 42 43 43 45 46 47 48 49 51 51 52 53 55 59 62 63 63 65 73 75 75 75 76 76 76

. . . . . . .

77 77 78 78 78 79 79 79 81

4

OBSAH

OBSAH

A Uˇ zivatelsk´ a pˇ r´ıruˇ cka A.1 Serverová ˇcást . . . . . . . . . . . . . . A.1.1 Instalace na server . . . . . . . A.2 Klientská ˇcást . . . . . . . . . . . . . . A.2.1 Pˇrihláˇsen´ı . . . . . . . . . . . . A.2.2 Konfigurace serveru . . . . . . . A.2.3 Vytvoˇren´ı a pˇripojen´ı se ke hˇre A.2.4 Samotná hra . . . . . . . . . . A.2.5 V´ ymˇena komponent . . . . . . A.2.6 Ukonˇcen´ı aplikace . . . . . . . .

5

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . .

84 84 84 84 85 85 85 87 87 88

´ 1 Uvod ˇ Zijeme v dobˇe, kdy kaˇzd´ ym dnem roste poˇcet smartphon˚ u a tablet˚ u, a to pˇres oˇcekáván´ı nˇekter´ ych odborn´ık˚ u. Rozvoj chytr´ ych“ mobiln´ıch zaˇr´ızen´ı ” nab´ız´ı obrovské mnoˇzstv´ı sluˇzeb, které mohou tato zaˇr´ızen´ı zprostˇredkovávat (r˚ uzné hern´ı aplikace, propojen´ı se sociáln´ımi s´ıtˇemi, propojen´ı s r˚ uzn´ ymi ERP systémy). Nˇekteré aplikace ˇcasem nab´ yvaj´ı na sloˇzitosti a zároveˇ n se jejich ˇcásti velmi ˇcasto opakuj´ı, napˇr´ıklad ˇcásti komunikuj´ıc´ı se serverem, ˇcásti komunikuj´ıc´ı se senzory zaˇr´ızen´ı atd. Zde se pˇr´ımo nab´ız´ı myˇslenka vyuˇz´ıt komponentového pˇr´ıstupu k v´ yvoji aplikac´ı, kter´ y poskytuje moˇznost u ´ˇcinné dekompozice aplikace, znovupouˇzit´ı vytvoˇren´ ych komponent, pˇr´ıpadnou snadnou v´ ymˇenu nˇekteré komponenty (komponenta se má chovat jako blackbox“, tzn. ” známe rozhran´ı jak s komponentou komunikovat, ale ne jak je implementována vnitˇrn´ı logika). Jedn´ım z c´ıl˚ u této práce bude provˇeˇrit moˇznosti tvorby aplikac´ı zejména pro iOS a Android. Hlavn´ım c´ılem bude vytvoˇrit hern´ı aplikaci, která bude demonstrovat architekturu a v´ yvoj klient-server aplikace zaloˇzené na komponentách, konkrétnˇe takové, kdy komponentov´ ym modelem je OSGi a klientská ˇcást je provozována na OS Android. V´ ystupem práce budou dále zkuˇsenosti, popˇr´ıpadˇe rady, z´ıskané pˇri v´ yvoji aplikace.

1

2 Platformy pro mobiln´ı zaˇr´ızen´ı Podle Ablesona v [1] jsou dnes na trhu dva typy mobiln´ıch zaˇr´ızen´ı: • hloupé“ telefony - feature phones ” Telefony, které slouˇz´ı pˇredevˇs´ım na volán´ı, pˇr´ıpadnˇe pos´ılán´ı SMS zpráv, mohou m´ıt napˇr´ıklad fotoaparát nebo na nich lze procházet webové stránky (zde ovˇsem vˇetˇsinou zákazn´ık naráˇz´ı na ne moc velk´ y uˇzivatelsk´ y komfort). • chytré“ telefony - smart phones ” Chytré telefony poskytuj´ı ty samé moˇznosti, co hloupé“ telefony. Ale ” poskytuj´ı je trochu jin´ ym zp˚ usobem. Vˇetˇsinou obsahuj´ı vˇetˇs´ı mnoˇzstv´ı funkc´ı a jejich charakteristickou vlastnost´ı je nutnost“ pˇripojen´ı na ” internet, bez kterého pˇricház´ı o mnoho sv´ ych funkc´ı. Dále bych se rád zab´ yval pouze chytr´ ymi“ telefony. Na trhu máme nˇeko” lik rozˇs´ıˇren´ ych OS: • iOS • Android • Windows Phone 7 Ve v´ yˇctu jsem nezm´ınil Symbian, kter´ y pravdˇepodobnˇe skonˇc´ı, protoˇze spoleˇcnost Nokia, která ho vyv´ıjela, pˇrecház´ı na Windows Phone 7. Dále jsou tu dalˇs´ı menˇs´ı OS jako Maemo a jeho nástupce MeeGo (také vyv´ıjené spoleˇcnost´ı Nokia). Tyto systémy byly nasazeny na málo pˇr´ıstroj˚ u a podle prohláˇsen´ı ˇceln´ıch pˇredstavitel˚ u Nokia nebudou nasazeny jiˇz nikam.

2.1

iOS

iOS je operaˇcn´ı systém pro zaˇr´ızen´ı vyrábˇené spoleˇcnost´ı Apple. Oproti systému Android nen´ı otevˇren´ y a je vyv´ıjen´ y pro konkrétn´ı architekturu zaˇr´ızen´ı 2

Platformy pro mobiln´ı zaˇr´ızen´ı

iOS

vyrábˇen´ ych Applem, jako je v souˇcasné dobˇe iPhone a iPad. Tak jako se pˇri v´ yvoji pro Android pouˇz´ıvá programovac´ı jazyk Java, tak pro iOS se vyuˇz´ıvá jazyk Objective-C.

2.1.1

Publikov´ an´ı aplikac´ı

Abychom mohli aplikaci publikovat, mus´ıme ji v pˇr´ıpadˇe iOS dát na AppStore. K tomu je nutná registrace do iOS Developer Program1 . K dispozici jsou dvˇe moˇznosti: enterprise pro vˇetˇs´ı spoleˇcnosti a standard, za kter´ y se v roce 2012 plat´ı $ 99. V rámci této ceny v´ yvojáˇr dostane v´ yvojové prostˇred´ı, pˇr´ıstup na fóra a moˇznosti dotaz˚ u na podporu spoleˇcnosti Apple.

2.1.2

V´ yvoj aplikac´ı

K tomu, abyste mohli vyv´ıjet aplikace pro nˇejak´ y z produkt˚ u Apple, je nutné vlastnit Mac, bez nˇeho je v´ yvoj nemoˇzn´ y. Apple poskytuje pro v´ yvoj SDK, které obsahuje mimo jiné i integrované v´ yvojové prostˇred´ı Xcode. Pro v´ yvoj aplikac´ı na iOS se pouˇz´ıvá Cocoa. Cocoa je aplikaˇcn´ı prostˇred´ı jak pro Mac OS X tak i pro iOS, je to sada r˚ uzn´ ych objektov´ ych framework˚ u, které se pouˇz´ıvaj´ı pro bˇeh aplikac´ı na Mac OS X a iOS. Obsahuje velké mnoˇzstv´ı tˇr´ıd, na základˇe kter´ ych lze vytváˇret robustn´ı i pomˇernˇe rozsáhlé aplikace. Základn´ım programovac´ım jazykem je Objective-C, ale lze vyuˇz´ıt i jin´ ych. D´ıky tomu, ˇze je Objective-C zaloˇzen´ y na jazyku ANSI C, lze bez problém˚ u vyuˇz´ıt zdrojového kódu z ANSI C. Dále lze volat funkce z r˚ uzn´ ych jiˇz zkompilovan´ ych knihoven, dokonce lze do kódu zam´ıchat i ˇcásti kódu z C++. Cocoa obsahuje 2 nejd˚ uleˇzitˇejˇs´ı bal´ıky tˇr´ıd [19] • Pro Mac OS X jsou to Foundation a AppKit • Pro iOS jsou to Foundation a UIKit Rozdˇelen´ım knihoven lze dosáhnout oddˇelen´ı prezentaˇcn´ı vrstvy, coˇz napˇr´ıklad poskytuje moˇznost, aby aplikaˇcn´ı logika, popˇr´ıpadˇe zpracován´ı dat, bylo stejné pro zaˇr´ızen´ı na Mac OS X a iOS. 1

https://developer.apple.com/programs/ios/

3


iOS

Architektura Cocoa na iOS Následuj´ıc´ı obrázek(2.1) ukazuje jak vypadá Cocoa na zaˇr´ızen´ı iOS.

Obrázek 2.1: Cocoa v architektuˇre iOS2 • Core OS Jádro systému obsahuje, jak lze pˇredpokládat, základn´ı funkce jako je správa souborového systému, pˇr´ıstup k s´ıti. . . • Core Services Core services poskytuj´ı sluˇzby, které umoˇzn ˇuj´ı zaˇr´ızen´ı r˚ uzné funkce s ˇretˇezci a jin´ ymi programov´ ymi strukturami a také pˇr´ıstup k hardwaru zaˇr´ızen´ı (GPS sensory, s´ıt’ová komunikace). • Media Jak napov´ıdá název vrstvy poskytuje r˚ uzné grafické a multimediáln´ı sluˇzby. • Cocoa Touch Vrstva, na které pˇr´ımo bˇeˇz´ı koncová aplikace.

Objective-C Je objektov´ y jazyk, ve kterém se p´ıˇsou aplikace pro iOS. Jazyk a jeho syntaxe je zaloˇzena na jazyku ANSI C (je jeho nadmnoˇzinou)[20], od kterého pˇrevzal napˇr´ıklad primitivn´ı datové typy jako int, float. . . Objective-C je proti ANSI C rozˇs´ıˇrené o objekty a zas´ılán´ı zpráv z jazyka Smalltalk. 2

pˇrevzato z http://developer.apple.com/library/ios/DOCUMENTATION/Cocoa/ Conceptual/CocoaFundamentals/Art/architecture stack.jpg dne 30.4.2012

4


Android

Jistˇe zaj´ımavou vlastnost´ı Objective-C je nˇekolik moˇznost´ı, jak spravovat pamˇet’: • ARC (Automatic Reference Counting) - pˇrekladaˇc sám ˇr´ıd´ı ˇzivotn´ı cyklus objekt˚ u. • MRC (Manual Reference Counting) - Nˇekdy se naz´ yvá také MRR (Memory Retain/Release). Programátor má objekty plnˇe pod kontrolou a zároveˇ n je plnˇe odpovˇedn´ y za ˇzivotn´ı cyklus objekt˚ u. • Garbage Collection - V tomto reˇzimu pˇredává programátor správu objekt˚ u sbˇeraˇci, kter´ y se za bˇehu programu stará o ˇzivotn´ı cyklus objekt˚ u. Pro srovnán´ı uvedu pár rozd´ıln´ ych zápis˚ u mezi C++ a Objective-C C++ Objective-C #include ”library.h” #import ”library.h” this self @private private: protected: @protected public: @public Y = new MyClass(); Y = [[MyClass alloc] init]; try, throw, catch, finally @try, @throw, @catch, @finally Tabulka 2.1: Rozd´ıly zápis˚ u mezi C++ a Objective-C3 Z uvedené tabulky (tabulka 2.1) lze vidˇet podobnosti i rozd´ılnosti zápisu v obou jazyc´ıch.

2.2

Android

Android je platforma pro mobiln´ı zaˇr´ızen´ı jako jsou smartphony nebo tablety obsahuj´ıc´ı operaˇcn´ı systém, middleware a dalˇs´ı aplikace[18]. Operaˇcn´ı systém Android je vyv´ıjen konsorciem Open Handset Alliance, které je vedené spoleˇcnost´ı Google. Systém je vydáván pod open-source licenc´ı a je 3

pˇrevzata z http://www.codeproject.com/Articles/88929/Getting-Started-withiPhone-and-iOS-Development - tabulka popisuj´ıc´ı rozd´ıl mezi C++/Objective-C 30.4.2012

5


Android

zaloˇzen na jádru operaˇcn´ıho systému Linux. Pˇri v´ yvoji muselo b´ yt myˇsleno na omezen´ı, která plynou z uˇz´ıvan´ı na mobiln´ıch zaˇr´ızen´ıch jako je hlavnˇe v´ ydrˇz baterie, menˇs´ı v´ ykon v porovnán´ı s desktopov´ ymi systémy nebo ménˇe pamˇeti. Android je vytvoˇren tak, aby mohl bˇeˇzet na r˚ uzn´ ych typech hardware.

2.2.1

Historie

Krátce bych zm´ınil historick´ y v´ yvoj, kter´ y vedl k souˇcasnému stavu systému Android. Vˇse zaˇcalo zaloˇzen´ım Android Inc. v Palo Altu ve Spojen´ ych Státech Americk´ ych v ˇr´ıjnu roku 2003. Spoleˇcnost byla zaloˇzena skupinou lid´ı, kteˇr´ı mˇeli zkuˇsenosti s komunikacemi a mobiln´ım zaˇr´ızen´ımi, a nˇejakou dobu vyv´ıjela témˇeˇr tajnˇe operaˇcn´ı systém na mobiln´ı platformy. V srpnu roku 2005 firmu plnˇe pˇrevzala spoleˇcnost Google Inc. a jej´ı zamˇestnanci se stali zamˇestnanci Googlu, kter´ y mˇel jiˇz v té dobˇe nejsp´ıˇse v u ´myslu vstoupit na trh s mobiln´ımi zaˇr´ızen´ımi. V listopadu 2007 byla vytvoˇrena Open Handset Alliance, vedená Googlem, ale sdruˇzuj´ıc´ı 34 ˇclen˚ u[12], kteˇr´ı maj´ı nˇeco spoleˇcného s v´ yvojem pro mobiln´ı zaˇr´ızen´ı (v´ yrobci zaˇr´ızen´ı, tv˚ urci software, v´ yrobci dalˇs´ıho hardware apod.). Vlajkovou lod´ı tohoto sdruˇzen´ı je Android[2].

2.2.2

Architektura syst´ emu Android

Android je pˇripraven hlavnˇe pro hardwarovou architekturu ARM, aˇckoliv existuj´ı i projekty pro pouˇzit´ı Androidu na x86. Pˇri dalˇs´ım popisu architektury bych se rád drˇzel pomˇernˇe známého obrázku (viz obrázek 2.2) architektury systému Android, jak je zveˇrejnˇena na jejich stránkách [18]. Jádro operaˇcn´ıho systému je napsáno v C/C++, ale uˇzivatelské i vestavˇené aplikace jsou psány v Javˇe.

Linuxov´ e j´ adro Systém je zaloˇzen linuxovém jádru. Oproti bˇeˇznému Linuxu zde ovˇsem chyb´ı systém X Window, také musely b´ yt upraveny nˇekteré vlastnosti kv˚ uli ˇr´ızen´ı spotˇreby, které je na mobiln´ıch zaˇr´ızen´ı naprosto kritické.

6


Android

Obrázek 2.2: Architektura systému Android4 Aplikace Souˇcásti bal´ıku, ve kterém je systém dodáván, je samozˇrejmˇe i mnoˇzstv´ı aplikac´ı. Tyto aplikace poskytuj´ı základn´ı funkˇcnosti zaˇr´ızen´ı jako je psan´ı SMS zpráv, správa kontakt˚ u, dnes jiˇz asi nezbytn´ y webov´ y prohl´ıˇzeˇc apod. Tyto aplikace mohou b´ yt nahrazeny jin´ ymi aplikacemi ˇs´ıˇren´ ymi bud’ pˇres Google Play (dˇr´ıve Android market), nebo pˇr´ımo pˇres .apk soubory.

Aplikaˇ cn´ı framework K systému Android je k dispozici Software Development Kit (zkrácenˇe SDK). V´ yvojáˇri pro tvorbu sv´ ych aplikac´ı mohou vyuˇz´ıt prakticky neomezenˇe zdroje zaˇr´ızen´ı, které jsou k dispozici prostˇrednictv´ım API. Aplikaˇcn´ı framework právˇe toto API poskytuje. Pod prakticky kaˇzdou aplikac´ı na Android bˇeˇz´ı sada sluˇzeb a systém˚ u. Napˇr´ıklad bych zm´ınil systém View, kter´ y poskytuje uˇzivatelské rozhran´ı. Tyto knihovny obsahuj´ı pomˇernˇe velké mnoˇzstv´ı 4

pˇrevzato z http://developer.android.com/ dne 18.4.2012

7


Android

r˚ uzn´ ych komponent grafického uˇzivatelského prostˇred´ı (formuláˇrové komponenty, seznamy, r˚ uzné layouty atd.).

Knihovny Android poskytuje sadu r˚ uzn´ ych knihoven, které jsou psané v C/C++, a poskytuj´ı r˚ uzné dalˇs´ı moˇznosti pro v´ yvojáˇre Androidu jako jsou manipulace s r˚ uzn´ ymi médii, 2D a 3D grafika a databáze.

Android runtime Na obrázku malá, avˇsak velmi podstatná souˇcást systému. Pro chod aplikac´ı je zde pouˇzit Dalvik Virtual Machine. Dalvik Virtual Machine pouˇz´ıvá registrovou architekturu na rozd´ıl od Java VM, kter´ y má zásobn´ıkovou architekturu. Dalˇs´ı vlastnost´ı Dalvik VM je vyuˇz´ıván´ı Just-in-time compilation. Dalvik VM spouˇst´ı tzv. Dalvik Executable (také dex-code nebo jen dex) soubory. DEX soubory lze vytvoˇrit z javovsk´ ych .class soubor˚ u, tedy z javovského bytecodu.

2.2.3

V´ yvoj aplikaci pro Android

Aplikace pro Android se vyv´ıj´ı v jazyce Java. Android je postaven tak, ˇze veˇskeré aplikace (samozˇrejmˇe kromˇe jádra) pouˇz´ıvaj´ı stejné API. To v praxi znamená, ˇze kaˇzd´ y v´ yvojáˇr m˚ uˇze vytváˇret aplikace, které jsou stejnˇe dobré, rozsáhlé, popˇr. mocné jako jsou vestavˇené aplikace. To je jedna z opravdu velk´ ych pˇrednost´ı Androidu. Pro u ´ˇcely v´ yvoje je moˇzné (a nutné) stáhnout SDK ze stránek An5 droid . SDK obsahuje základn´ı nástroje pro v´ yvoj jako je napˇr´ıklad emulátor a nástroje pro jeho správu. K v´ yvoji je samozˇrejmˇe nutné m´ıt nainstalováno Java JDK, pro pˇreklad zdrojov´ ych kód˚ u. V´ yrobce doporuˇcuje 6 pouˇz´ıvat Eclipse IDE , pro kter´ y je k dispozici plugin, kter´ y umoˇzn ˇuje v´ yvoj aplikac´ı na Android pˇr´ımo v IDE. 5 6

http://developer.android.com http://www.eclipse.org/

8


Android

Publikace aplikac´ı Ve chv´ıli, kdy programátor dokonˇc´ı aplikaci, nebo i dˇr´ıve, se zaˇcne zaj´ımat o to, jak svoji aplikaci publikovat. Zde se nab´ız´ı nˇekolik moˇznost´ı: ˇıˇrit pouze apk soubor • S´ V´ yslednou aplikaci je moˇzné exportovat do apk archivu, kter´ y, kdyˇz se pˇrenese na zaˇr´ızen´ı, je jednoduˇse nainstalovateln´ y. • Dát aplikaci volnˇe k dispozici na Google Play (dˇr´ıve Android Market) V´ yslednou aplikaci je moˇzné dát k dispozici na Google Play, coˇz je obdoba AppStore spoleˇcnosti Apple pro iOS. Instalace je potom pro uˇzivatele jednoduˇsˇs´ı, aplikaci si jednoduˇse najde, zmáˇckne nainstalovat a o v´ıce se nemus´ı starat (Google Play potom hl´ıdá i pˇr´ıpadnou dostupnost aktualizac´ı). • Prodávat aplikace na Google Play (dˇr´ıve Android Market) Aplikace m˚ uˇze b´ yt na Google Play zpoplatnˇena. Princip je u ´plnˇe stejn´ y jako v minulém bodˇe, zmiˇ nuji ho jenom kv˚ uli jedné poznámce. U nás ˇ byla podpora prodáván´ı na Google Play slabá, skoro ˇzádná (nˇekv CR teré spoleˇcnosti to obcházely napˇr´ıklad t´ım, ˇze si zakládaly u ´ˇcty napˇr´ıklad v sousedn´ım Nˇemecku). Dnes uˇz je zavedená plná podpora v´ yvojáˇr˚ u, takˇze s prodejem aplikac´ı nen´ı ˇzádn´ y vˇetˇs´ı problém.

Z´ akladn´ı prvky aplikac´ı na Android Kaˇzdá aplikace na Android obsahuje (pouˇz´ıvá) urˇcité prvky (lze ˇr´ıci, ˇze kaˇzdá aplikace pouˇz´ıvá alespoˇ n jeden z tˇechto objekt˚ u). • Intent Dalo by se ˇr´ıci, ˇze kaˇzdá aplikace vyuˇz´ıvá principu Intent˚ u. Intent (angl. zámˇer nebo u ´mysl) se pouˇz´ıvá, pokud chceme v aplikaci napˇr´ıklad nˇeco otevˇr´ıt. Intent je vlastnˇe model události, na kterou systém reaguje. Intenty lze dˇelit v zásadˇe do dvou skupin: – Implicitn´ı Zde je znám u ´ˇcel operace (napˇr´ıklad v´ ybˇer kontaktu v telefonu). Vyhodnocen´ı a v´ ybˇer aplikace zajiˇst’uje systém sám. 9


Android

– Explicitn´ı V tomto pˇr´ıpadˇe znám pˇresnˇe aktivitu (tˇr´ıdu), která má na Intent reagovat. Tud´ıˇz vyhodnocen´ı se pˇresouvá od systému k programátorovi. Pokud se zmiˇ nujeme o Intentech, nem˚ uˇzeme se nezm´ınit o Intent filtrech. Tyto filtry mohou jist´ ym zp˚ usobem rozˇsiˇrovat funkˇcnost systému. ˇ ıká vlastnˇe systému, ˇze je tu nˇeco, co m˚ R´ uˇze vyuˇz´ıt k zpracován´ı Intentu. K rozˇsiˇrován´ı systému by se, ale mˇelo pˇristupovat opatrnˇe ([1]). • Activity Tˇr´ıda Activity je jednou ze základn´ıch tˇr´ıd obsaˇzená v Runtime. Kaˇzdá aplikace, která má UI, mus´ı m´ıt i alespoˇ n jednu aktivitu. Aktivitu lze velmi ˇcasto chápat jako jednu obrazovku na zaˇr´ızen´ı, ale je moˇzné je vyuˇz´ıt i jinak. Vˇsechny komponenty UI jsou potomky tˇr´ıdy View. Activity je spouˇstˇena pomoc´ı Intentu pˇr´ıkazem startActivity(Intent). Kaˇzdá Activita má sv˚ uj ˇzivotn´ı cyklus, kter´ y je dobˇre vidˇet na obrázku 2.3. Z obrázku lze vidˇet, ˇze aplikace m˚ uˇze b´ yt kdykoliv zastavena systémem, pokud usoud´ı, ˇze potˇrebuje jej´ı prostˇredky. Je zde jasná hierarchie aplikac´ı, jak budou zav´ırány: – Nejd˚ uleˇzitˇejˇs´ı jsou aktivity, které uˇzivatel pˇr´ımo pouˇz´ıvá, tzn. jsou zobrazeny – Dalˇs´ı jsou aktivity, které jsou jen vidˇet (napˇr´ıklad jsou vidˇet aktivity, které jsou pod modáln´ım dialogov´ ym oknem). – Pak následuj´ı ostatn´ı. • Service V mnohém je podobná activity, ale vˇetˇsinou bˇeˇz´ı na pozad´ı, vykonává bud’ nˇejakou periodickou nebo jednorázovou ˇcinnost, která je ˇcasovˇe nároˇcná. Spouˇst´ı se podobnˇe jako Activity pomoc´ı Intentu. Hlavn´ı rozd´ıl oproti Activity je, ˇze nemá UI. • Broadcast receiver Podobnˇe jako service nemá UI. Funguje jako pˇr´ıjemce událost´ı v systému. Pouˇzijeme ho napˇr´ıklad, pokud bychom si chtˇeli napsat vlastn´ıho SMS klienta. Po registraci nen´ı nutné, aby aplikace bˇeˇzela. Aplikace reaguje na podnˇety ze systému (pro zaregistrován´ı do systému se pouˇz´ıvá v´ yˇse zm´ınˇen´ y Intent filter). Hlavn´ı metodou této tˇr´ıdy je onReceive, vˇetˇsinou neobsahuje rozsáhl´ y kód. 10


Android

ˇ Obrázek 2.3: Zivotn´ ı cyklus aktivity7 • Content provider Pouˇz´ıvá se hlavnˇe, pokud je potˇreba sd´ılet data aplikace s jin´ ymi aplikacemi na zaˇr´ızen´ı. Content provider m˚ uˇze poskytovat data jak Activity, tak i Service. Sd´ılen´ı dat pˇr´ımo pomoc´ı souborového systému se nedoporuˇcuje, aplikace vyˇzaduje povolen´ı na pˇr´ıstup k souborovému systému a i tak m˚ uˇze b´ yt pˇr´ıstup kv˚ uli bezpeˇcnosti systémem omezen. Content provider m˚ uˇze poskytovat velké mnoˇzstv´ı r˚ uzn´ ych typ˚ u dat soubory, databáze. . .

7

pˇrevzato 26.4.2012 z http://developer.android.com/images/activity lifecycle.png

11


Android

• AndroidManifest Manifest nen´ı v pravém slova smyslu komponentou aplikace, ale je jej´ı ned´ılnou souˇcást´ı. Po tom, co jsme si pˇredstavili základn´ı stavebn´ı prvky aplikace, pˇricház´ı na ˇradu nˇeco, co je spoj´ı dohromady, a t´ım je AndroidManifest.xml. Moˇznost´ı, co lze dát do manifestu je mnoho, ale potˇreby této práce ho jen krátce pˇredstav´ım. Základn´ı informac´ı obsaˇzenou v manifestu je název aplikace. Dále pak mus´ı obsahovat vˇsechny activity (pokud má aplikace UI) s jejich popisem - jméno, tˇr´ıda, dále pak popis dalˇs´ıch dˇr´ıve zm´ınˇen´ ych základn´ıch prvk˚ u aplikace. Dalˇs´ı velmi d˚ uleˇzitou ˇcást´ı jsou pouˇzité knihovny, samozˇrejmˇe velmi ˇcasto nen´ı nutné zmiˇ novat v˚ ubec nic, protoˇze základn´ı knihovny Androidu se nemus´ı uvádˇet (pokud chceme napˇr´ıklad pouˇz´ıt Google Maps, je to jiˇz nutné).

2.2.4

Komunikace zaˇ r´ızen´ı s Android

Zaˇr´ızen´ı s Androidem muˇze komunikovat mnoha zp˚ usoby (Bluetooth, NFC - Near Field Communication, Wi-Fi). D´ıky tomu, ˇze zaˇr´ızen´ı umˇej´ı pouˇz´ıvat Wi-Fi, tak lze komunikovat pˇres libovoln´ y protokol. Pro u ´ˇcely této práce se budu zab´ yvat komunikac´ı zaˇr´ızen´ı se serverem pˇres HTTP.

Komunikace Android zaˇ r´ızen´ı se serverem pˇ res HTTP Zaˇr´ızen´ı s Androidem samozˇrejmˇe mohou komunikovat s vnˇejˇs´ım prostˇred´ım. Pro komunikaci je moˇzné pouˇz´ıt pˇr´ımo sockety a komunikaci si ˇr´ıdit od zaˇcátku nebo je moˇzné pro komunikaci pˇres HTTP pouˇz´ıt pˇr´ımo bal´ık rozhran´ı a tˇr´ıd org.apache.http. Komunikace pˇres sockety je pˇr´ıliˇs obecná, proto se nyn´ı budu krátce zab´ yvat komunikac´ı pomoc´ı bal´ıku org.apache.http. Následuj´ıc´ı pˇr´ıklady jsou zaloˇzené na pˇr´ıkladech ze serveru w3cmentor.com. Odkazy: • http://w3mentor.com/learn/java/android-development/ android-httpservices/example-of-http-get-request-using-httpclient-in-android/ • http://w3mentor.com/learn/java/android-development/ android-httpservices/performa-a-http-post-request-with-the-httpclient-in-android/

12


Windows Phone 7

Aby jakákoliv komunikace, at’ uˇz pˇres sockety nebo pomoc´ı HTTP fungovala, je nutné nastavit aplikaci správné oprávnˇen´ı. V tomto pˇr´ıpadˇe oprávnˇen´ı k pˇr´ıstupu na internet. To znamená pˇridat do AndroidManifest.xml: <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />

2.3

Windows Phone 7

. Windows Phone 7 byl vyvinut spoleˇcnost´ı Microsoft jako nástupce Windows Mobile (b´ yval´ ych Windows CE). Narozd´ıl od svého pˇredch˚ udce je postaven u ´plnˇe jinak. Zat´ımco Windows Mobile byl vyvinut mimo jiné pro pouˇzit´ı v nároˇcn´ ych podm´ınkách, jako jsou r˚ uzné továrny a podobnˇe. Windows Phone 7 byl vyvinut s velk´ ym d˚ urazem na uˇzivatelské pohodl´ı. Windows Phone 7 pouˇz´ıvá grafické uˇzivatelské prostˇred´ı pojmenované Metro UI (viz [10]). Metro se zamˇeˇruje na jednoduchost pro uˇzivatele. Metro má uˇzivateli poskytovat jednotn´ y pˇr´ıstup pro podobné ˇcinnosti. Zaj´ımav´ y je také systém tzv. HUB˚ u (hub lze do ˇceˇstiny pˇreloˇzit jako uzlov´ y bod). Pˇr´ıklad pouˇzit´ı HUBu je komunikace s nˇek´ ym dalˇs´ım, HUB umoˇzn ˇuje m´ıt veˇskerou komunikaci r˚ uzn´ ymi zp˚ usoby (e-mail, SMS, Facebook atd.) na jednom m´ıstˇe. Podobnˇe lze z´ıskat napˇr´ıklad komunikaci, která probˇehla pˇred delˇs´ı dobou. Veˇskerá data na platformˇe Windows Phone 7 se synchronizuj´ı na cloudu(viz [9]). Uˇzivatel se tedy nemus´ı obávat ztráty dat (aˇckoliv si um´ım pˇredstavit, ˇze právˇe synchronizace m˚ uˇze b´ yt, zvláˇst’ za podm´ınek mobiln´ıho internetu u nás, problémem, pokud uˇzivatel nem˚ uˇze pˇristupovat napˇr´ıklad pˇres Wi-Fi).

2.3.1

V´ yvoj pod platformou Windows Phone 7

V´ yvoj pro Windows Phone 7 je pod platformou .NET, tedy v jazyce C#. Zaˇr´ızen´ı pouˇz´ıvaj´ıc´ı Windows Phone 7 maj´ı unifikovan´ y hardware, jsou tedy urˇceny podm´ınky, co mus´ı zaˇr´ızen´ı m´ıt (napˇr´ıklad CPU ARMv7 Cortex/Scorpion nebo novˇejˇs´ı, akcelerometr. . . ). V souˇcasné dobˇe existuje pouze jeden standard, v bl´ızké dobˇe maj´ı vzniknout dva dalˇs´ı - pro low-endové zaˇr´ızen´ı a pro zaˇr´ızen´ı splˇ nuj´ıc´ı HD([21]). 13


Windows Phone 7

Pro v´ yvoj je k dispozici SDK, které spolupracuje s Microsoft Visual Studiem. Pro v´ yvoj lze vyuˇz´ıt dva frameworky: • Silverlight Framework p˚ uvodnˇe urˇcen´ y pro v´ yvoj webov´ ych aplikac´ı. V kontextu v´ yvoje na mobiln´ıch zaˇr´ızen´ıch se hod´ı prakticky pro vˇsechny aplikace, které nepouˇz´ıvaj´ı graficky nároˇcné operace (napˇr´ıklad hern´ı aplikace nebo aplikace, které r˚ uznˇe manipuluj´ı s obrázky, napˇr´ıklad fotky - jejich otáˇcen´ı a jiné transformace). • XNA XNA je platforma urˇcená pro snadn´ y v´ yvoj her. Je vˇsak moˇzné ji i vyuˇz´ıt i pro jiné u ´ˇcely. Mobiln´ı aplikace nemus´ı b´ yt nutnˇe vyv´ıjená jen pomoc´ı jednoho z framework˚ u. Je moˇzné je kombinovat. Napˇr´ıklad programová nab´ıdka (menu) se dˇelá mnohem snáze s pod Silverlightem, na druhou stranu na zobrazen´ı a manipulace s 3D objekty je mnohem vhodnˇejˇs´ı XNA ([21]). Vyv´ıj´ı se obvykle proti emulátoru, kter´ y je celkem dobˇre vybaven´ y, um´ı emulovat GPS polohu, akcelerometr, dokonce urˇcit´ ym zp˚ usobem i fotoaparát.

2.3.2

Publikace aplikac´ı

Podobnˇe jako Apple (AppStore) nebo Google (Google Play) má i Microsoft pro svou platformu m´ısto, kde se dá aplikace zveˇrejnit - Windows Phone Marketplace. Aplikace se publikuje ve formˇe tzv. XAP soubor˚ u. Lze publikovat ˇ plnˇe nˇekolika zp˚ usoby z pohledu ceny - zadarmo nebo za poplatek (v CR podporováno), m˚ uˇze b´ yt k dispozici trial verze. Aplikace m˚ uˇze b´ yt pˇr´ıstupná jen v nˇekter´ ych zem´ıch nebo jen nˇekter´ ym uˇzivatel˚ um. Po nahrán´ı aplikace na Marketplace mus´ı b´ yt aplikace nejdˇr´ıve certifikována z technického hlediska (jestli je bezpeˇcná, jestli dodrˇzuje základn´ı ideály systému) a z hlediska obsahu (neobsahuje-li závadné materiály. . . ). Certifikace aplikace (SLA - Service-level Agreement) trvá 5 dn˚ u ([21]). Aplikace je podobnˇe jako u Androidu rozdˇelená na r˚ uzné obrazovky. Lze na nˇe pohl´ıˇzet jako na webové stránky, maj´ı svoji URL. Je moˇzné mezi nimi 14


Windows Phone 7

navigovat (jsou tu událost´ı jako OnNavigateTo nebo OnNavigateFrom). Systém Windows Phone 7 nemá pˇr´ımo multitasking (z uˇzivatelského hlediska ano, ale z hlediska v´ yvojáˇre ne). Pro ilustraci bych rád uvedl stavov´ y diagram aplikace na Windows Phone 7 (obrázek 2.4). Deactivated Executing

Dormant

Tombstoned

Fast resume

Slow resume

Closing

Closing Closed

ˇ Obrázek 2.4: Zivotn´ ı cyklus aplikace na Windows Phone 7 - [21]

15

3 OSGi OSGi je platforma (framework) pro modularizaci aplikac´ı a zjednoduˇseného pouˇzit´ı r˚ uzn´ ych sluˇzeb. OSGi je urˇceno pro programovac´ı jazyk Java. Je zamˇeˇreno na spolupráci, nahraditelnost a znovupouˇzitelnost jednotliv´ ych ˇcást´ı aplikac´ı. OSGi samo o sobˇe je pouze specifikace, jak´ ysi nástin toho, jak má b´ yt framework implementován (aˇckoliv zde je nutné podotknout, ˇze nˇekteré ˇcásti specifikace OSGi jsou popsány velmi podrobnˇe). Kaˇzdá z implementac´ı mus´ı plnˇe dodrˇzovat stanovené API. Existuje nˇekolik r˚ uzn´ ych implementac´ı OSGi, asi nejznámˇejˇs´ı jsou dva: Apache Felix a Equinox (na Equinoxu bˇeˇz´ı napˇr´ıklad znám´ y programovac´ı nástroj Eclipse). Pod OSGi jsou aplikace rozdˇelené do tzv. bundl˚ u. Tyto bundly mohou b´ yt (i vzdálenˇe) instalovány, spouˇstˇeny, aktualizovány nebo odinstalovávány bez potˇreby restartu celého frameworku. Pro u ´ˇcely této práce jsem se rozhodl pouˇz´ıvat Apache Felix. D˚ uvod je velmi snadn´ y. Zat´ımco pro serverovou ˇcást aplikace by se dal pouˇz´ıt Equinox, na mobiln´ım zaˇr´ızen´ı zat´ım nev´ım, ˇze by bylo moˇzné Equinox spustit.

3.1

Bundle

Bundle je základn´ı stavebn´ı jednotkou kaˇzdé OSGi aplikace. Jako takov´ y lze definovat bundle jako skupinu Java tˇr´ıd, zpravidla zaˇrazen´ ych do nˇekolika bal´ık˚ u (package) a r˚ uzn´ ych zdroj˚ u (ikony, obrázky. . . ). Kaˇzd´ y bundle je zabalen do .jar archivu, kter´ y jeˇstˇe mus´ı obsahovat tzv. manifest. Manifest je uloˇzen v koˇrenovém adresáˇri v archivu jako soubor MANIFEST.MF, popisuje vlastnosti bundlu jako je název, symbolické jméno nebo m˚ uˇze obsahovat ´ poskytované bal´ıky a sluˇzby. Uˇcelem této práce nen´ı detailnˇe rozebrat, co vˇsechno m˚ uˇze manifest obsahovat. Zde je ukázka jak m˚ uˇze vypadat manifest: Bundle-Name: Hello World Bundle-SymbolicName: cz.zcu.kiv.zaruba Bundle-Description: A Hello World bundle Bundle-ManifestVersion: 2 16

OSGi

Bundle

Bundle-Version: 1.0.0 Bundle-Activator: cz.zcu.kiv.zaruba.Activator Export-Package: cz.zcu.kiv.zaruba.libraries;version="1.1.1" Import-Package: cz.zcu.kiv.zaruba.runtime;version="2.2.2" Bundly mohou vyˇzadovat pro sv˚ uj chod r˚ uzné bal´ıky (package), pak jsou uvedené v manifestu jako Import-Package. Nebo naopak mohou poskytovat nˇejaké svoje bal´ıky pro ostatn´ı bundly. T´ım logicky m˚ uˇze vzniknout i pomˇernˇe sloˇzit´ y graf závislost´ı, kter´ y ovˇsem dvˇe nejpouˇz´ıvanˇejˇs´ı implementace tedy Apache Felix a Equinox nijak neˇreˇs´ı. Vˇsechny bundly (kromˇe tˇech, které funguj´ı jako ryze knihovn´ı) maj´ı sv˚ uj Activator, coˇz je tˇr´ıda, která implementuje rozhran´ı BundleActivator a slouˇz´ı k nastartován´ı bundlu ve frameworku. Vˇetˇsinou obsahuje inicializaci bundlu, nastaven´ı jeho promˇenn´ ych, vytvoˇren´ı tˇr´ıd, navázán´ı sluˇzeb, pˇr´ıpadnˇe zaregistrován´ı sv´ ych sluˇzeb do frameworku pro jiné bundly. V Activatoru je také metoda, která umoˇzn ˇuje proveden´ı operac´ı pˇri skonˇcen´ı ˇzivota bundlu. T´ım se dostáváme k ˇzivotn´ımu cyklu bundlu, kter´ ym se budu lehce zab´ yvat dále. Zde bych rád ukázal velmi jednoduch´ y Activator: package cz.zcu.kiv.zaruba; import org.osgi.framework.BundleActivator; import org.osgi.framework.BundleContext; public class Activator implements BundleActivator { private BundleContext context; public void start(BundleContext context) throws Exception { // inicializace this.context = context; } public void stop(BundleContext context) throws Exception { // inicializace this.context = null; } }

17

OSGi

3.1.1

Bundle

ˇ Zivotn´ ı cyklus bundlu

Pˇri popisu OSGi se nelze nezm´ınit o ˇzivotn´ım cyklu bundlu. Bundle m˚ uˇze b´ yt v r˚ uzn´ ych stavech. Pokud ho nainstaluji do frameworku, pak má stav INSTALLED. Po instalaci mohu cht´ıt bundle spustit, potom pˇrecház´ı do stavu STARTING, ze kterého po skonˇcen´ı metody start pˇrecház´ı do stavu ACTIVE. Podobné to je pˇri zastavován´ı bundlu, kde nejdˇr´ıv pˇrejde do stavu STOPPING a dále do stavu RESOLVED. Stav RESOLVED je jeˇstˇe zvláˇstn´ı t´ım, ˇze do nˇej pˇrecház´ı okamˇzitˇe bundle, kter´ y nemá Activator. RESOLVED je stav, kdy framework (jeho resolver) jiˇz zanalyzoval jeho obsah a je pˇripraven´ y ho pouˇz´ıt. Posledn´ı stav, kter´ y m˚ uˇze bundle m´ıt je UNINSTALLED.

3.1.2

Sluˇ zby v OSGi

Jednotlivé bundly mohou r˚ uznˇe vyuˇz´ıvat nebo poskytovat sluˇzby. Je to jeden ze základn´ıch princip˚ u, jak mohou bundly mezi sebou komunikovat. Frameworku sám (resp. jeho implementace) poskytuje sluˇzby. Jako pˇr´ıklad bych uvedl logging service, configuration admin service apod. Kaˇzdá sluˇzba by mˇela implementovat nˇejaké rozhran´ı. Toto rozhran´ı je pak vyhledáváno pomoc´ı resolveru frameworku. Pro ilustraci bych rád uvedl zp˚ usob, jak lze sluˇzby na bundle navázat a jak lze sluˇzbu ve frameworku poskytovat. Z´ıskat sluˇzbu z frameworku lze nˇekolika zp˚ usoby, já bych tu rád zm´ınil dva základn´ı. Prvn´ı z nich pˇr´ımé z´ıskán´ı reference sluˇzby[7]: ServiceReference[] refs = m_context.getServiceReferences( DictionaryService.class.getName(),~"(Language=*)"); Object service = m_context.getService(refs[i]); Ve v´ yˇse uvedeném kódu je naznaˇceno, ˇze hledám sluˇzbu, která poskytuje rozhran´ı DictonaryService a nav´ıc je zaregistrována s vlastnost´ı Language= jakýkoliv ˇretˇezec. K tomuto zp˚ usobu je ale nutné dodat, ˇze je celkem hrub´ y a ne moc spolehliv´ y. Kamenem u ´razu je, ˇze pokud nen´ı sluˇzba k dispozici ve chv´ıli, kdy ji poptávám, tak ji nedostanu, coˇz vˇetˇsinou nen´ı pˇr´ıliˇs ˇzádouc´ı. Druh´ y zp˚ usob, kter´ y jsem chtˇel zm´ınit, je pouˇzit´ı tzv. ServiceTrackeru. ServiceTracker je mechanizmus, kter´ ym dáme najevo frameworku, ˇze máme 18

OSGi

OSGi Enterprise

zájem o danou sluˇzbu. Jakmile je k dispozici spust´ı se metoda, ve které m˚ uˇzeme na tuto událost reagovat. Vˇetˇsinou nám staˇc´ı si pouze uloˇzit referenci na sluˇzbu.

3.2

OSGi Enterprise

Pojem OSGi Enterprise je v nˇekolika ohledech tˇeˇzko uchopiteln´ y. Takovou aplikaci, která je zaloˇzená na principech OSGi a poskytuje urˇcité obchodn´ı“ ” moˇznosti, lze povaˇzovat za OSGi Enterprise. Ovˇsem pro potˇreby této práce bych se radˇsi pˇriklonil k definici zm´ınˇené Cumminsem a Wardem v [6]. Tedy, ˇze Enterprise OSGi aplikace je aplikace zaloˇzená na OSGi, která poskytuje jednu z enterprise sluˇzeb, popsanou ve specifikaci OSGi Service Platform Enterprise Specification(viz [14]), která poskytuje obchodn´ı“ sluˇzby a hod” noty. ˇ Standardn´ı specifikace je zamˇeˇrena sp´ıˇse na embedded systémy. Casem zaˇcalo b´ yt jasné, ˇze OSGi mus´ı b´ yt pruˇznˇejˇs´ı, a proto vznikla specifikace pro Enterprise. Enterprise specifikace je sadou r˚ uzn´ ych sluˇzeb. • Component Models – Declarative Services Specification – Blueprint Container Specification • Distributed Services – Remote Services – Remote Service Admin Specification – SCA Configuration Type • Web Applications and HTTP Servlets – Web Application Specification – Http Service Specification • Event models – Event Admin Service Specification 19

OSGi

OSGi Enterprise

• Management and Configuration services – JMXTM Management Model Specification – User Admin Service Specification – Initial Provisioning Specification – Configuration Admin Service Specification – Metatype Service Specification • Naming and Directory services – JNDI Services Specification • Database Access – JDBCTM Service Specification – JPA Service Specification • Transaction Support – JTA Transaction Services Specification • Miscellaneous Supporting Services – Log Service Specification – XML Parser Service Specification – Tracker Specification Z pˇrehledu lze vidˇet, ˇze sluˇzby jsou ˇrazeny do kategori´ı. Nebudu zde popisovat vˇsechny kategorie. Zm´ın´ım jen krátce dvˇe, které se dot´ ykaly této práce: Web application and HTTP Servlets a Database Access. Web application and HTTP Servlets - poskytuje moˇznosti psát aplikaci do servlet˚ u, které je pak moˇzné registrovat. Dále poskytuje obecnˇe komunikaci pomoc´ı HTTP, HTML, XML. Database Access - poskytuje moˇznosti komunikace s databázemi. A to dvˇema základn´ımi moˇznostmi: JDBC a JPA. Implementac´ı OSGi Enterprise je celá ˇrada. Ve své práci jsem zvaˇzoval dvˇe: 20

OSGi

OSGi Enterprise

• Eclipse Gemini • Apache Aries Pro u ´ˇcely této práce jsem se rozhodl pouˇz´ıvat projekt Eclipse Gemini ([8]). D˚ uvod byl jednoduch´ y. Tento projekt poskytuje funkˇcnost, kterou aplikace potˇrebovala a zároveˇ n je pomˇernˇe jednoduch´ y na pouˇzit´ı (lze pouˇz´ıt jen nˇekteré jeho ˇcásti). Pˇri v´ ybˇeru frameworku jsem jeˇstˇe zvaˇzoval pouˇz´ıt projekt Apache Aries ([3]), kter´ y se mi ovˇsem nepodaˇrilo zprovoznit (framework má b´ yt nejsp´ıˇse spouˇstˇen jako celek, coˇz se nepodaˇrilo, nebo se mi nepodaˇrilo zjistit jak extrahovat jen nˇekteré jeho ˇcásti). Protoˇze c´ılem mé práce nebylo porovnat nebo vyzkouˇset v´ıce Enterprise framework˚ u, rozhodl jsem po zprovoznˇen´ı Eclipse Gemini, ˇze se t´ım jiˇz dále nebudu zab´ yvat.

3.2.1

Vyuˇ zit´ı webov´ e sluˇ zby frameworku vs. framework embedded na serveru

V rámci OSGi bˇeˇzet i servletov´ y kontejner. T´ım se nab´ız´ı dvˇe moˇznosti, jak m˚ uˇzeme pˇr´ıpadnou servletovou OSGi aplikaci koncipovat: • Servletov´ y kontejner m˚ uˇze bˇeˇzet v rámci frameworku • Dalˇs´ı moˇznost´ı je spustit framework (embedded) v servletovém kontejneru

Samostatn´ y framework na serveru Framework m˚ uˇze b´ yt spuˇstˇen samostatnˇe a pak v nˇem mohou b´ yt spuˇstˇeny bundly, které zajist´ı komunikaci. Apache Felix implementuje HTTP Service z definice OSGi bal´ıkem org.apache.felix.http.jetty, kter´ y zajiˇst’uje implementaci servletového kontejneru. Instalace Jetty pod Felixem je velmi snadná. Jsou dvˇe cesty, jak Jetty nainstalovat. Jednou z nich je staˇzen´ı pˇr´ısluˇsného jar ze stránek Apache Felix, druhou moˇznost´ı je staˇzen´ı pˇr´ımo ve spuˇstˇeném frameworku z Bundle repository pomoc´ı pˇr´ıkazu obr (v tomto pˇr´ıpadˇe obr:deploy ”Apache Felix HTTP Service Jetty”). Je d˚ uleˇzité, aby v´ yraz v uvozovkách byl pˇresn´ y. 21

OSGi

OSGi Enterprise

Pro z´ıskán´ı seznamu dostupn´ ych bundl˚ u lze pouˇz´ıt pˇr´ıkaz obr:list. Nastaven´ı repositáˇre vˇetˇsinou b´ yvá v adresáˇri conf/config.properties, kde na konci souboru najdeme: obr.repository.url=http://felix.apache.org/obr/releases.xml Pokud jsme tedy nainstalovali Jetty (framework zároveˇ n mohl nainstalovat bundly, na kter´ ych je Jetty závisl´ y), je na ˇcase tento bundle (bundly) spustit. Je moˇzné, ˇze pˇri spuˇstˇen´ı se operaˇcn´ı systém zeptá na oprávnˇen´ı ke spuˇstˇen´ı (testováno pod Windows 7). Standardnˇe je pak Jetty pˇr´ıstupn´ y na adrese localhost:8080.

Konfigurace Jetty Konfigurace HTTP Service m˚ uˇze b´ yt provedena nˇekolika zp˚ usoby. Pro základn´ı konfiguraci lze vyuˇz´ıt pˇr´ımo v´ yˇse zm´ınˇené properties frameworku (standardnˇe conf/config.properties). Zde lze nastavit napˇr´ıklad port, na kterém Jetty bˇeˇz´ı: org.osgi.service.http.port=8888 Dalˇs´ı moˇznost´ı je pouˇzit´ı Config Admin Service. Touto moˇznost´ı se budu v´ıce zab´ yvat v kapitole o Web Console. Seznam moˇzn´ ych parametr˚ u Jetty 1 lze naj´ıt na stránkách Apache Felix .

Vytvoˇ ren´ı bundlu se servletem Pro vytvoˇren´ı bundlu se servletem je moˇzné vyuˇz´ıt maven-bundle-plugin. Závislosti a pˇribalené knihovny potom staˇc´ı nastavit v pom.xml projektu a plugin zajist´ı zbytek (vytvoˇren´ı manifestu, zabalen´ı do jar. . . ). V tomto pˇr´ıpadˇe byly potˇreba tyto závislosti: <dependency> org.apache.felix <artifactId>org.osgi.core 1.0.0 1

http://felix.apache.org/site/apache-felix-http-service.html#ApacheFelixHTTPServiceConfigurationProperties

22

OSGi

OSGi Enterprise

<dependency> org.apache.felix <artifactId>org.apache.felix.framework 1.0.0 <dependency> org.apache.felix <artifactId>org.apache.felix.http.bundle 2.0.4 <dependency> javax.persistence <artifactId>persistence-api 1.0 A tato konfigurace maven-bundle-plugin: org.apache.felix <artifactId>maven-bundle-plugin <extensions>true cz.zcu.kiv.zaruba.* <Bundle-Activator> cz.zcu.kiv.zaruba.activator.Activator Zde je konfigurace velmi jednoduchá. Pomoc´ı tohoto pluginu, lze nastavit v´ıce, napˇr´ıklad lze nastavit, které package se budou exportovat, které se budou importovat, pˇr´ıpadnˇe které se vloˇz´ı do bundlu pˇr´ımo jako knihovna. Samotná tˇr´ıda servletu nen´ı niˇc´ım zaj´ımavá. Je to standardn´ı tˇr´ıda dˇed´ıc´ı od tˇr´ıdy HttpServlet. Pˇr´ıklad: public class HelloWorld extends HttpServlet { 23

OSGi

OSGi Enterprise

@Override protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException { resp.setContentType("text/plain"); resp.getWriter().write("Hello World"); } } Pokud máme nastavené pom.xml a vytvoˇren´ y servlet, pak lze pˇrikroˇcit pˇr´ımo k vytvoˇren´ı tˇr´ıdy Activator tˇr´ıdy servletu. Ve tˇr´ıdˇe Activator zaregistrujeme servlet k HTTP Service frameworku. Pˇr´ıklad: public final class Activator implements BundleActivator { private ServiceTracker tracker; private HttpServlet servlet = new HelloWorld(); public void start(BundleContext context) throws Exception { this.tracker = new ServiceTracker(context, ExtHttpService.class.getName(),~null) { @Override public Object addingService(ServiceReference ref) { Object service = super.addingService(ref); try { // You can map the servlet to any context. This will // actually map it to all requests. ((HttpService) service).registerServlet("/hello", servlet, null, null); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } return service; } @Override public void removedService(ServiceReference ref, Object service) { ((ExtHttpService) service).unregisterServlet(servlet); super.removedService(ref, service); 24

OSGi

OSGi Enterprise

} }; this.tracker.open(); } public void stop(BundleContext context) throws Exception { this.tracker.close(); } } V uvedeném kódu jsme z´ıskali pomoc´ı ServiceTrackeru HTTP Service, zaregistrovali a namapovali servlet HelloWorld na adresu /hello. V pˇr´ıpadˇe, ˇze pouˇz´ıváme samostatn´ y Felix, bude standardnˇe dostupn´ y na adrese http://localhost:8080/ hello. Pokud pouˇz´ıváme sv˚ uj servletov´ y kontejner, potom ho najdeme na adrese: adresa kontejneru/nazev aplikace/hello. Jestliˇze pouˇz´ıváme sv˚ uj servletov´ y kontejner, je tu jeˇstˇe jeden rozd´ıl. Je potˇreba pomoc´ı ServiceTrackeru hledat ne HttpService ale ExtHttpService.

Spuˇ stˇ en´ı frameworku v r´ amci servletov´ eho kontejneru Framework m˚ uˇze b´ yt spuˇstˇen v rámci Java kódu v embedded módu. To poskytuje moˇznosti pro spuˇstˇen´ı pˇr´ımo v rámci jiˇz spuˇstˇeného servletového kontejneru (jako je napˇr´ıklad Apache Tomcat, GlassFish nebo Jetty). Instanci Felixu potom lze zprovoznit pouze v rámci jednotlivého servletu, kter´ y bude pouˇz´ıvat sluˇzby nainstalovan´ ych bundl˚ u. Nebo m˚ uˇzeme zajistit, aby se poˇzadavky na servletov´ y kontejner pˇr´ımo pˇresmˇerovávaly do frameworku. Prvn´ı moˇznost poskytuje pouze omezené moˇznosti a nen´ı pˇr´ıliˇs zaj´ımavé se j´ı zab´ yvat, proto se budu zab´ yvat druhou. Aby bylo pˇresmˇerován´ı moˇzné, mus´ıme zaˇr´ıdit pár vˇec´ı. Následuj´ıc´ı pˇr´ıklad je zprovoznˇen na základˇe pˇr´ıklad˚ u ze stránek Apache Felix [5] a popisu blogu Chrise Uptona ([16]). Prvn´ı vˇec´ı, kterou mus´ıme zaˇr´ıdit, je vytvoˇren´ı instance Felixe dˇr´ıve, neˇz kontejner zaˇcne pˇrij´ımat poˇzadavky. Nejlepˇs´ı m´ısto pro to je ServletContextListener, coˇz je rozhran´ı, které má pouze dvˇe metody: contextInitialized a contextDestroyed. Taková tˇr´ıda m˚ uˇze vypadat takto:

25

OSGi

OSGi Enterprise

public class StartupListener implements ServletContextListener { private FrameworkService service; @Override public void contextInitialized(ServletContextEvent event) { // framework initialization this.service = new FrameworkService(event.getServletContext()); this.service.start(); } @Override public void contextDestroyed(ServletContextEvent event) { // stop framework this.service.stop(); } } import org.apache.felix.framework.Felix; public class FrameworkService { private final ServletContext context; private Felix felix; public FrameworkService(ServletContext context) { this.context = context; } public void start() { try { doStart(); } catch (Exception e) { log("Failed to start framework", e); } } public void stop() { try { doStop(); } catch (Exception e) { log("Error stopping framework", e); } } private void doStart() throws Exception { 26

OSGi

OSGi Enterprise

Felix tmp = new Felix(createConfig()); tmp.start(); this.felix = tmp; log("OSGi framework started", null); } private void doStop() throws Exception { if (this.felix != null) { this.felix.stop(); } log("OSGi framework stopped", null); } private Map<String, Object> createConfig() throws Exception { Properties props = new Properties(); // load config from properties file props.load(this.context .getResourceAsStream("/WEB-INF/framework.properties")); HashMap<String, Object> map = new HashMap<String, Object>(); for (Object key : props.keySet()) { map.put(key.toString(), props.get(key)); } map.put(FelixConstants.SYSTEMBUNDLE_ACTIVATORS_PROP, Arrays.asList(new ProvisionActivator(this.context))); return map; } private void log(String message, Throwable cause) { this.context.log(message, cause); } } Kdyˇz nap´ıˇseme takovou tˇr´ıdu, je nutné dát o n´ı vˇedˇet kontejneru. Coˇz nen´ı pˇr´ıliˇs sloˇzité, staˇc´ı pˇripsat do web.xml následuj´ıc´ı: <listener> <listener-class> cz.zcu.kiv.zaruba.StartupListener Kdyˇz máme tedy zajiˇstˇeno, ˇze instance frameworku bude vˇcas vytvoˇrena 27

OSGi

OSGi Enterprise

a spuˇstˇena, mus´ı se zaˇr´ıdit, aby byly poˇzadavky pˇresmˇerovány do nˇej. V rámci spuˇstˇen´ı Felixe byla zm´ınˇena instalace bundlu org.apache.felix.http.bridge do frameworku. Instalace bundle do frameworku se provád´ı pˇres BundleContext z´ıskan´ y z instance frameworku: BundleContext context = felix.getBundleContext(); Instalace potom prob´ıhá manuálnˇe: felix.getBundleContext().installBundle("cesta k bundlu"); Nebo lze napˇr´ıklad nainstalovat postupnˇe vˇsechny bundly v adresáˇri: ArrayList<String> stringList = new ArrayList<String>(); for (Object o : this.context.getResourcePaths("/WEB-INF/MyBundles/")) { String name = (String) o; if (name.endsWith(".jar")) { URL url = this.context.getResource(name); if (url != null) { Bundle bundle = felix.getBundleContext().installBundle( url.toExternalForm()); bundle.start(); // start bundle } } } K tomu je jeˇstˇe zapotˇreb´ı zajistit pár závislost´ı bud’ pˇridán´ım tˇechto .jar soubor˚ u do WEB-INF/lib (nebo odpov´ıdaj´ıc´ıch závislost´ı v rámci Maven projektu): • felix.jar • org.apache.felix.http.api-x.x.x.jar • org.apache.felix.http.base-x.x.x.jar • org.apache.felix.http.proxy-x.x.x.jar 28

OSGi

Felix na OS Android

• osgi R4 compendium-x.x.jar Pˇresmˇerován´ı poˇzadavk˚ u se potom zajist´ı dalˇs´ı u ´pravou souboru web.xml: <listener> <listener-class> org.apache.felix.http.proxy.ProxyListener <servlet> <servlet-name>proxy <servlet-class> org.apache.felix.http.proxy.ProxyServlet 1 <servlet-mapping> <servlet-name>proxy /*

3.3

Felix na OS Android

Implementaci OSGI Apache Felix je moˇzné spustit embeddovanou v prakticky jakékoliv java aplikaci. Ani aplikace pro android nen´ı v´ yjimkou.

3.3.1

Spuˇ stˇ en´ı Felixe na Androidu

Základn´ı stavebn´ı jednotkou pro Android jsou Activity. Základn´ı strukturou jednotlivé Activity jsou dvˇe metody: • onCreate – metoda volaná pˇri vytvoˇren´ı Activity. Je j´ı moˇzné vyuˇz´ıt k inicializaci promˇenn´ ych a v naˇsem pˇr´ıpadˇe k vytvoˇren´ı instance Felixu.

29

OSGi

Felix na OS Android

• onStart – metoda volaná pˇri startu aplikace. V naˇsem pˇr´ıpadˇe jsem ji vyuˇzil k nastartován´ı Felixe a k instalaci bundl˚ u do frameworku. Pˇred samotn´ ym spuˇstˇen´ım frameworku je nutné nejdˇr´ıve vytvoˇrit konfiguraci. Konfigurace je mapa reprezentována instanc´ı tˇr´ıdy StringMap. Pˇred spuˇstˇen´ım frameworku je nutné do konfigurace pˇridat nˇekolik vˇec´ı: • FelixConstants.LOG LEVEL PROP – voliteln´ e – nastaven´ı logován´ı ve frameworku – napˇr´ıklad String.valueOf(Logger.LOG DEBUG) e • FelixConstants.FRAMEWORK SYSTEMPACKAGES – nutn´ – seznam bal´ık˚ u, které budeme potˇrebovat uvnitˇr frameworku e • Constants.FRAMEWORK SYSTEMPACKAGES EXTRA – nutn´ – mus´ı b´ yt nastaven na ”android.content” – bal´ıˇcek, kter´ y budeme vyuˇz´ıvat pro z´ıskán´ı aplikaˇcn´ıho kontextu androidu • Constants.FRAMEWORK STORAGE – nutn´ e – um´ıstˇen´ı cache pro framework

Cache pro framework Ke svému fungován´ı potˇrebuje framework m´ıt pˇr´ıstup k adresáˇri, kde si bude moct ukládat bundly a informace o frameworku. Cache je moˇzné m´ıt jak ve vnitˇrn´ı pamˇeti zaˇr´ızen´ı, tak na SD kartˇe. D˚ uvody pro um´ıstˇen´ı cache na SD kartu: • u nˇekter´ ych zaˇr´ızen´ı nepˇr´ıliˇs velká vnitˇrn´ı pamˇet’ • omezen´ y pˇr´ıstup do vnitˇrn´ı pamˇeti Vzhledem k tomu je lepˇs´ı um´ıstit cache frameworku na SD kartˇe. Aby mˇela aplikace na Androidu pˇr´ıstup k SD kartˇe, je nutné v AndroidManifest.xml pˇridat aplikaci právo k pˇr´ıstup na SD kartu. 30

OSGi

Felix na OS Android

<uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE"> Zde uvedu kód pro inicializaci cache: String baseDir = Environment.getExternalStorageDirectory() .getAbsolutePath(); try { // overeni jestli cache existuje File felixCache = new File(baseDir + File.separator + FELIX_DIR + File.separator + "felix_cache"); // pokud adresar cache neexistuje pak ho vytvorime if(!felixCache.exists()) felixCache.mkdir(); // vytvoreni docasneho souboru pro cache m_cache = File.createTempFile("felix-cache", null,felixCache); } catch (IOException ex) { throw new IllegalStateException(ex); } // prevzato z luminis - nastaveni um´ ısteni cache m_configMap.put(Constants.FRAMEWORK_STORAGE, m_cache.getAbsolutePath()); // konec luminis m_cache.delete(); // vymazani cache m_cache.mkdirs(); // vytvoren´ ı nove cache Kdyˇz máme pˇripravenou cache, uˇz nám nic nebrán´ı ve spuˇstˇen´ı samotného frameworku. Samotné spuˇstˇen´ı frameworku je velmi jednoduché: try { m_felix = new Felix(m_configMap); m_felix.start(); } catch (BundleException e) { e.printStackTrace(); } Chován´ı ihned pˇri spuˇstˇen´ı frameworku je moˇzné ovlivnit pomoc´ı seznamu Activator˚ u (ArrayList instanc´ı tˇr´ıdy BundleActivator), kter´ y se uloˇz´ı do konfigurace jak FelixConstants.SYSTEMBUNDLE ACTIVATORS PROP, nebo pˇr´ımo pˇr´ıstupem do frameworku. 31

OSGi

3.3.2

Felix na OS Android

Pˇ r´ıstup do spuˇ stˇ en´ eho frameworku

Pokud tedy máme spuˇstˇenou instanci frameworku, dostaneme se k bundleContextu. D´ıky tomu m˚ uˇzeme spravovat framework (instalovat bundly, zastavovat bundly, z´ıskávat a registrovat sluˇzby). Ze správy frameworku bych rád zm´ınil dvˇe moˇznosti, které jsou d˚ uleˇzité pro mou aplikaci pro Android. • Registrace sluˇzby • Vyuˇzit´ı sluˇzby frameworku

Pˇ r´ıstup ke sluˇ zb´ am frameworku Obvykle máme ve frameworku nainstalováno nˇekolik bundl˚ u, které jsou spojené sluˇzbami a importy. D´ıky pˇr´ıstupu k bundleContextu je moˇzné z´ıskat instanci sluˇzby ve frameworku a tud´ıˇz k celé sluˇzbˇe. Pˇr´ıklad kódu: ServiceReference sRefAct = m_felix.getBundleContext() .getServiceReference(Activity.class.getName()); Activity act = m_felix.getBundleContext().getService(sRefAct);

Instance z vnˇ ejˇ sku jako sluˇ zba frameworku Na podobném principu funguje dodán´ı instance, napˇr. activity, ze kterého je Felix spuˇstˇen´ y, aby byla pˇr´ıstupná ve frameworku: m_felix.getBundleContext() .registerService(Activity.class.getName(), this, null);

3.3.3

Vyuˇ zit´ı sluˇ zeb Android z OSGi

Vytvoˇren´ı bundlu, kter´ y vyuˇz´ıvá sluˇzby, které si zaregistrujeme z aplikace v Androidu, je v podstatˇe stejné jako vytváˇren´ı jakéhokoliv jiného bundlu. 32

OSGi

Felix na OS Android

Vytvoˇr´ıme bundle, kter´ y z frameworku z´ıská napˇr´ıklad Android bundleContext nebo instanci Activity. Abychom toho mohli dosáhnout, je nutné vloˇzit do naˇseho frameworku nˇeco, co poskytne tˇr´ıdy Androidu. Lze to bud’ speciáln´ım bundlem, kter´ y v sobˇe bude m´ıt bud’ android*.jar nebo pˇr´ımo rozbalené tˇr´ıdy z téhoˇz archivu. Nebo tuto knihovnu vloˇz´ıme do naˇseho bundlu nebo lze bal´ıky uvést do FelixConstants.FRAMEWORK SYSTEMPACKAGES. Na vloˇzen´ı závislost´ı lze opˇet vyuˇz´ıt uˇz v´ yˇse zm´ınˇen´ y maven-bundle-plugin do konfigurace vloˇz´ıme: <Embed-Dependency> *;scope=compile|runtime;inline=false T´ım zajist´ıme, ˇze veˇskeré závislosti potˇrebné ke kompilaci a k bˇehu (samozˇrejmˇe z pom.xml) budou vloˇzeny do archivu bundlu. Bohuˇzel to ale nefunguje u ´plnˇe bez chyby. Protoˇze jakmile je aktivn´ı tato volba, tak plugin nereaguje na nastaven´ı import a export package (je moˇzné, ˇze jsem pˇrehlédl nˇejakou moˇznost konfigurace). Tyto problémy se pak daj´ı ˇreˇsit pouze ruˇcn´ı u ´pravou manifestu bundlu. Jako pˇr´ıklad bundlu, kter´ y vyuˇz´ıvá sluˇzby z androidu, uvedu bundle, kter´ y po startu nastav´ı uˇzivatelské rozhran´ı (samozˇrejmˇe pouze velmi ¨ jednoduché, v TextView vyp´ıˇse Hello World”). public class Activator implements BundleActivator { private ServiceTracker trackerAndroid; private ServiceTracker trackerActivity; private Context androidContext; private Activity activity; public void start(BundleContext context) throws Exception { this.trackerAndroid = new ServiceTracker(context, Context.class.getName(),~null) { @Override public Object addingService(ServiceReference ref) { Object service = super.addingService(ref); // here we can do some inicialization 33

OSGi

Felix na OS Android

return service; } @Override public void removedService(ServiceReference ref, Object service) { super.removedService(ref, service); } }; this.trackerAndroid.open(); this.trackerActivity = new ServiceTracker(context, Activity.class.getName(), null) { @Override public Object addingService(ServiceReference ref) { Object service = super.addingService(ref); Activity activity = (Activity)service; // here we can do some inicialization return service; } @Override public void removedService(ServiceReference ref, Object service) { super.removedService(ref, service); } }; this.trackerActivity.open(); this.activity = (Activity) trackerActivity.getService(); this.androidContext = (Context) trackerAndroid.getService(); android.widget.TextView tv = new TextView(androidContext); tv.setText("Hello, Android Bundle"); activity.setContentView(tv); } public void stop(BundleContext arg0) throws Exception { } }

3.3.4

Pˇ r´ıprava bundlu pro pouˇ zit´ı na Android

Aplikace na Androidu bˇeˇz´ı na Dalvik VM. Dalvik VM nen´ı stejn´ y jako standardn´ı Java VM. Pro tuto práci nejsou rozd´ıly moc d˚ uleˇzité. D˚ uleˇzité je, ˇze 34

OSGi

Felix na OS Android

mus´ıme v´ ysledn´ y bundle (.jar soubor) upravit pˇred t´ım, neˇz ho m˚ uˇzeme na Android pouˇz´ıt. Android SDK poskytuje naˇstˇest´ı nástroje na tuto u ´pravu (postup je pˇrevzat z [4]). Postup je následuj´ıc´ı: 1. Kaˇzd´ y .jar souboru mus´ı obsahovat sv˚ uj DEX ekvivalent. Toho m˚ uˇzeme dosáhnout pomoc´ı nástroje dx. dx --dex --output=classes.dex JAR_file.jar 2. Potom co jsme vytvoˇrili soubor classes.dex ho mus´ıme pˇridat do .jar souboru. aapt add JAR_file.jar classes.dex 3. Posledn´ım krokem je nyn´ı um´ıstit bundle na m´ısto, kde bude pˇr´ıstupn´ y ze systému Android (vnitˇrn´ı pamˇet’, pamˇet’ová karta). Potom je bundle pˇripraven pro pouˇzit´ı na Android.

35

4 Persistence dat Témˇeˇr kaˇzdá aplikace mus´ı nˇekam ukládat data. V zásadˇe se zde nab´ız´ı dvˇe moˇznosti ukládán´ı: do souboru a ukládán´ı do databáze. Ukládán´ı do soubor˚ u nebudu ˇreˇsit, protoˇze jsou pro u ´ˇcely této práce nevhodné, práce s databáz´ı nab´ız´ı pohodlnˇejˇs´ı pˇr´ıstup. Co se t´ yˇce ukládán´ı do databáze nab´ız´ı Java dvˇe moˇznosti: • JDBC • Objektovˇe relaˇcn´ı mapován´ı (ORM)

4.1

JDBC

Do databáze je moˇzné v Javˇe pˇristupovat pomoc´ı JDBC (The Java Database Connectivity). JDBC je pr˚ umyslov´ y standard pro databáze (ˇcerpáno z [13]), kter´ y poskytuje programátorovi spojen´ı a moˇznosti manipulace se ˇsirokou ˇskálovou databáz´ı ovládan´ ych pomoc´ı jazyka SQL (Structured Query Language - jazyk pouˇz´ıvan´ y pro práci s databázemi). Pˇri práci s JDBC se nejdˇr´ıve vytvoˇr´ı spojen´ı s databáz´ı, které se realizuje pomoc´ı tˇr´ıdy Connection. K vytvoˇren´ı spojen´ı s databáz´ı je potˇreba m´ıt k dispozici ovladaˇc pro danou databázi. Zp˚ usoby instalace ovladaˇce jsou sice r˚ uzné, ale vˇetˇsinou staˇc´ı dát cestu k ovladaˇci do classpath. Pˇres toto spojen´ı je potom moˇzné s databáz´ı manipulovat SQL dotazy. Tyto dotazy lze spouˇstˇet nˇekolika r˚ uzn´ ymi metodami. Pro zaveden´ı dotazu je potˇreba nejdˇr´ıve vytvoˇrit instanci tˇr´ıdy Statement, popˇr´ıpadˇe PreparedStatement. Tyto instance se vytváˇrej´ı pomoc´ı tˇr´ıdy spojen´ı Connection. Pokud je tedy k dispozici instance jedné z tˇr´ıd, je zde nˇekolik moˇznost´ı, jak provést dotaz. Záleˇz´ı na tom, jestli chceme provést v´ ybˇerov´ y dotaz nebo manipulaˇcn´ı dotaz. Moˇznosti spuˇstˇen´ı SQL dotazu: • execute 36

Persistence dat

Objektovˇe relaˇcn´ı mapov´ an´ı - pouˇzit´ı JPA

Tato metoda vykoná libovoln´ y SQL dotaz, a to jak v´ ybˇerov´ y dotaz, tak i manipulaˇcn´ı dotaz. V pˇr´ıpadˇe manipulaˇcn´ıho dotazu samozˇrejmˇe nedostaneme z databáze ˇzádná data. Tato konkrétn´ı metoda vrac´ı boolean podle toho, jestli je ResultSet roven null (pokud je null pak vrac´ı false). • executeQuery Metoda slouˇz´ı pouze k vykonáván´ı v´ ybˇerového dotazu. V´ ysledky dotazu se vrac´ı ve tˇr´ıdˇe ResultSet. • executeUpdate Metoda slouˇz´ıc´ı k vykonáván´ı manipulaˇcn´ıch dotaz˚ u. Návratová hodnota této funkce je poˇcet ˇrádk˚ u, které byly dotazem ovlivnˇeny. Pokud byl vykonán v´ ybˇerov´ y dotaz, jsou data vrácena ve tˇr´ıdˇe ResultSet. Tˇr´ıda ResultSet poskytuje základn´ı metody pro práci s v´ ysledky. V´ ysledky je nutné ˇc´ıst sekvenˇcnˇe po jednotliv´ ych ˇrádc´ıch (ˇcehoˇz lze napˇr´ıklad dosáhnout pouˇzit´ım while cyklu). Kaˇzd´ y ˇrádek se naˇc´ıtá pomoc´ı metody next(). Data z kaˇzdého ˇrádku lze z´ıskat sadou metod jako je getString(), getInt(). . .

4.2

Objektovˇ e relaˇ cn´ı mapov´ an´ı - pouˇ zit´ı JPA

JPA (Java Persistence API) je speciáln´ım pˇr´ıpadem ORM. Principem tohoto pˇr´ıstupu je namapován´ı entit (tabulek) z databáze na Java tˇr´ıdy. Programátor potom pracuje s entitami jako s objekty tˇr´ıd. JPA je Java framework pro správu relaˇcn´ıch dat, kter´ y umoˇzn ˇuje objektovˇe relaˇcn´ı mapován´ı. Lze ho vyuˇz´ıt jak v Java SE tak i v Java EE. Specifikace JPA 1.0 bylo uveˇrejnˇena v kvˇetnu roku 2006, nynˇejˇs´ı verze JPA 2.0 byla uveˇrejnˇena na konci roku 2009. Základem pouˇzit´ı JPA je m´ıt nˇejakou tˇr´ıdu, která má b´ yt uloˇzena v databázi. K tomu, aby framework vˇedˇel, ˇze má b´ yt objekt uloˇzen (v angliˇctinˇe persist odtud persistence), je moˇzné pouˇz´ıt dva základn´ı zp˚ usoby, a to bud’ vyuˇzit´ı souboru orm.xml, ve kterém specifikujeme, jak má persistence vypadat nebo lze pˇr´ımo vyuˇz´ıt anotace v kódu. Specifikace JPA doporuˇcuje pouˇz´ıvat sp´ıˇse anotace neˇz mapovac´ı XML soubor. Aˇckoliv je zˇrejmé, ˇze i mapován´ı pomoc´ı XML má své v´ yhody. Obecnˇe lze tˇeˇzko rozsoudit, kter´ y pˇr´ıstup je lepˇs´ı. Obecnˇe se lze shodnout 37

Persistence dat


na tom, ˇze ani jedno ˇreˇsen´ı nen´ı stˇr´ıbrná kulka. Oba pˇr´ıstupy maj´ı své opodstatnˇen´ı a vyuˇzit´ı. Pro anotace napˇr´ıklad mluv´ı to, ˇze je dobr´ ym zvykem m´ıt informace o tˇr´ıdˇe pˇr´ımo u zdrojového kódu. Na druhou stranu pokud chceme pouˇz´ıvat pro stejné tˇr´ıdy r˚ uzné mapován´ı, pak je mapovac´ı soubor jasnou volbou. Nakonec lze konstatovat, ˇze oba pˇr´ıstupy lze kombinovat a obecné ˇreˇsen´ı neexistuje. Pro JPA je d˚ uleˇzit´ y dalˇs´ı soubor, kter´ y je povinn´ y pro oba pˇr´ıstupy, a t´ım je persistence.xml. V tomto souboru definujeme pˇr´ıstup do databáze, pˇr´ıpadnˇe dalˇs´ı vlastnosti a chován´ı ukládán´ı a naˇc´ıtán´ı dat. Pro ilustraci uvád´ım ukázku tohoto souboru: <provider> org.eclipse.persistence.jpa.PersistenceProvider cz.zcu.kiv.zarubaDiplomka.server.model.Game cz.zcu.kiv.zarubaDiplomka.server.model.Player cz.zcu.kiv.zarubaDiplomka.server.model.GameType cz.zcu.kiv.zarubaDiplomka.server.model.Position cz.zcu.kiv.zarubaDiplomka.server.model.Scoreboard cz.zcu.kiv.zarubaDiplomka.server.model.PositionLog 38

Persistence dat


cz.zcu.kiv.zarubaDiplomka.server.model.AlertLog <exclude-unlisted-classes>true <properties> <property name="javax.persistence.jdbc.url" value="jdbc:derby://localhost:1527/GPSGameDB; create=true" /> <property name="javax.persistence.jdbc.user" value="app" /> <property name="javax.persistence.jdbc.password" value="app" /> <property name="javax.persistence.jdbc.driver" value="org.apache.derby.jdbc.ClientDriver" /> V souboru napˇr´ıklad vid´ıme, ˇze se chceme pˇripojit do databáze derby na portu 1527. Dále je dobré si ukázat, jak m˚ uˇze vypadat anotace tˇr´ıdy: @Entity public class Game implements Serializable { private static final long serialVersionUID = 1L; @Id @SequenceGenerator(name = "GAME_ID_GENERATOR", sequenceName = "GAME_ID") @GeneratedValue(strategy = GenerationType.SEQUENCE, generator = "GAME_ID_GENERATOR") private int id; @Column(name = "GAME_STARTED") private Timestamp gameStarted;

39

Persistence dat


private String name; @Column(name = "SHOOT_RANGE") private int shootRange; @Column(name = "DUEL_RANGE") private int duelRange; @Column(name = "GAMELENGTH") private int gamelength; @Column(name = "REFRESH_RATE") private int refreshRate; // bi-directional many-to-one association to GameType @ManyToOne @JoinColumn(name = "GAME_TYPE") private GameType gameTypeBean; // bi-directional many-to-one association to Player @OneToMany(mappedBy = "gameBean") private Set players; // bi-directional many-to-one association to Position @OneToMany(mappedBy = "game", cascade = CascadeType.REMOVE) private Set positions; // bi-directional many-to-one association to Position @OneToMany(mappedBy = "game", cascade = CascadeType.REMOVE) private Set<Scoreboard> scoreboards; } K tomu, aby naˇse tˇr´ıda mohla b´ yt uloˇzena do pamˇeti, jsou d˚ uleˇzité dvˇe vˇeci: anotace @Entity u tˇr´ıdy a pak také uveden´ı tˇr´ıdy v persistence.xml, jak lze vidˇet v ukázce. Dále je nutné, aby byla tˇr´ıda jako bean, tzn. mˇela implicitn´ı konstruktor, gettery a settery pro kaˇzdou datovou poloˇzku. Implementac´ı JPA je samozˇrejmˇe nˇekolik. ORM se pouˇz´ıvá jiˇz nˇejakou dobu a JPA se dostává na vrchol aˇz pˇred nedávnou dobou (do té doby se pouˇz´ıval hlavnˇe Hibernate). Dnes je referenˇcn´ı implementac´ı JPA 40

Persistence dat


EclipseLink. Samozˇrejmˇe jsou zde i konkurenti pˇr´ımo na JPA jako je OpenJPA, tak i dále bˇeˇz´ı Hibernate, kter´ y má stále velkou komunitu uˇzivatel˚ u.

41

5 Aplikace GPS game ´ Ukolem práce bylo vytvoˇrit aplikaci, která ukáˇze pouˇzit´ı komponentového frameworku OSGi na zaˇr´ızen´ı na platformˇe Android. Byla zvolena hern´ı aplikace pro v´ıce hráˇc˚ u s pouˇzit´ım GPS. Aplikace je rozdˇelená na 2 ˇcásti. Jedna ˇcást je serverová (zde je také pouˇzito OSGi). Druhá ˇcást (klientská) je pro Android.

5.1

Z´ amˇ er aplikace

C´ılem modern´ıch her jiˇz nen´ı pouze zabavit hráˇce. Stále v´ıce se v hern´ım prostˇred´ı prosazuj´ı socializaˇcn´ı a interaktivn´ı aspekty spojené s rozvojem online hran´ı. Tato aplikace zprostˇredkovává hru na honˇenou za pouˇzit´ı GPS. Tedy pˇredpokládá se, ˇze bude hraná na vˇetˇs´ım nekrytém prostranstv´ı, kv˚ uli pˇresnosti GPS sensor˚ u (které jsou v ˇrádech 10 metr˚ u). Aplikace je urˇcena jak pro dˇeti, tak i pro dospˇelé. V podstatˇe pro kaˇzdého kdo vlastn´ı chytr´ y telefon[15]. Hra m˚ uˇze b´ yt nastavena i tak, ˇze bude slouˇzit jako pom˚ ucka pˇri hran´ı jin´ ych her, jako je napˇr´ıklad paintball (pak m˚ uˇze hra slouˇzit jen jako orientaˇcn´ı pom˚ ucka). D˚ uleˇzit´ ym u ´kolem aplikace je ale dostat lidi ven, v dobˇe, kdy se pˇr´ıliˇs mnoho ˇcasu tráv´ı za poˇc´ıtaˇcem v kanceláˇri. Hra je zaloˇzená na fyzické aktivitˇe a nen´ı moˇzné ji provozovat doma z ob´ yváku.

5.1.1

Co hra dˇ el´ a

Zaˇcneme od zaˇcátku. Hráˇc se pˇrihlás´ı do aplikace pod svou pˇrezd´ıvkou. Poté bud’ vytvoˇr´ı hru nebo se pˇripoj´ı k jiˇz vytvoˇrené hˇre. Hra má nˇekolik základn´ıch parametr˚ u: • Název • Vzdálenost pro stˇrelbu • Vzdálenost pro duel 42

Aplikace GPS game

Architektura aplikace

• Délka hry • Obnovovac´ı doba Nastaven´ım parametr˚ u ˇr´ıkáme, jakou hru chceme hrát, pokud napˇr´ıklad chceme hrát hru bez stˇr´ılen´ı a duel˚ u, napˇr´ıklad pokud chceme hru pouˇz´ıt jako orientaˇcn´ı pom˚ ucku na paintball, nastav´ım vzdálenost pro duel i pro stˇrelbu na 0. Pokud jsme hru vytvoˇrili nebo se k n´ı pˇridali objev´ı se nám hern´ı obrazovka. Ta nám ukazuje kˇr´ıˇzkem, kde jsme a vodorovnou ˇci svislou ˇcarou nám ukazuje jednu ze souˇradnic protivn´ıka. Hráˇc se poté pohybuje v hern´ım prostoru, kde vyhledává protivn´ıka. Pokud ho uvid´ı je moˇzné ho zastˇrelit na dálku“, tzn. nedocház´ı k duelu. Pokud se protivn´ıci pˇribl´ıˇz´ı na kratˇs´ı ” vzdálenost, neˇz je nastavena, nastává duel. Duel spoˇc´ıvá v tom, ˇze hráˇci se zobraz´ı hláˇska, ˇze byl zapoˇcat duel. Mus´ı co nejrychleji reagovat, protoˇze ten z nich, kter´ y zareaguje rychleji, v´ıtˇez´ı a pˇreˇzije. Kaˇzd´ y z hráˇc˚ u má pouze jeden ˇzivot.

5.2


Aplikace je rozdˇelena na dvˇe nezávislé ˇcásti. Serverová ˇcást je servletová aplikace, takˇze bˇeˇz´ı na nˇejakém servletovém kontejneru (v mém pˇr´ıpadˇe jsem pouˇz´ıval Apache Tomcat 6.0.35). Klientská ˇcást bˇeˇz´ı na Androidu. Obˇe ˇcásti spolu komunikuj´ı pomoc´ı HTTP protokolu. Klientská aplikace pos´ılá poˇzadavky pomoc´ı HTTP GET a serverová ˇcást vrac´ı data ve formát XML. Abych dokonˇcil v´ yˇcet pouˇzit´ ych technologi´ı, tak na stranˇe serveru se pouˇz´ıvá JPA EclipseLink jako persistenˇcn´ı vrstva a databáze Apache Derby.

5.3

Popis komunikaˇ cn´ıho protokolu

Klient a server spolu komunikuj´ı pomoc´ı HTTP protokolu. Klient pos´ılá poˇzadavky serveru pomoc´ı HTTP GET, napˇr´ıklad: http://localhost:8080/GameServerApplication/game 43

Aplikace GPS game

Popis komunikaˇcn´ıho protokolu

Application started Login User logged in

Logout

Leave game Game list

Game list Create game

Join game Map

Duel win/lost -> no server communication if duel lost, disable controls

No alerts-> no server communication only update positions

Position report

Fire

Fire confirmed/rejected

Confirm/Reject fire

Report sent, processing new players positions, processing alerts

Duel

Obrázek 5.1: Diagram pˇrechod˚ u v závislosti na komunikaˇcn´ım protokolu ?action=report&messageType=positionReport &playerId=305&longitude=11.11&latitude=22.22 Server zas´ılá odpovˇedi jako XML, napˇr´ıklad: <message> <positions coordinates="longitude"> <position longitude="11.11" playerId="205"/>

44

Aplikace GPS game

5.3.1


Login

Pˇri spuˇstˇen´ı aplikace nebo po odhláˇsen´ı je uˇzivatel vyzván k zadán´ı svého uˇzivatelského jména. Po jeho zadán´ı se pos´ılá na server poˇzadavek s parametrem action nastaven´ ym na login. Jako odpovˇed’ dostane od serveru XML s id hráˇce nebo chybovou hláˇsku, pokud nen´ı zadan´ y login dostupn´ y.

Povinn´ e parametry poˇ zadavku na server • action - v tomto pˇr´ıpadˇe login • name - uˇzivatelské jméno Ukázka: serverURL?action=login&name=chicko

Form´ at XML ze serveru • pokud vˇse probˇehne jak má, pak server vrát´ı XML v tomto tvaru · <message type="login"> • pokud nastane chyba server vrac´ı XML v tomto tvaru · <message type="error"> <errorMessage> Chybov´ e hl´ aˇ sen´ ı (napˇ r´ ıklad "Login is not available")

45

Aplikace GPS game

5.3.2


Game list

Po pˇrihláˇsen´ı má hráˇc moˇznost pˇridat se k nˇejaké zapoˇcaté hˇre. K tomu potˇrebuje seznam her s jejich id (vyuˇz´ıvá se v joinGame viz dále). Pˇr´ıkaz gameList dostane ze serveru seznam dostupn´ ych her s jejich parametry vˇcetnˇe id.

Povinn´ e parametry poˇ zadavku na server Jedin´ ym povinn´ ym parametrem je parametr action. • action - gameList Ukázka: serverURL?action=gameList

Form´ at XML ze serveru • pokud vˇse probˇehne jak má, pak server vrát´ı XML v tomto tvaru · <message type="gamelist"> • pokud nastane chyba server vrac´ı XML v tomto tvaru · <message type="error"> <errorMessage> 46

Aplikace GPS game


Chybov´ e hl´ aˇ sen´ ı (napˇ r´ ıklad "Server not responding")

5.3.3

Join game

Jakmile má hráˇc k dispozici seznam her, m˚ uˇze se k nˇejaké z nich pˇripojit. To obstarává poˇzadavek typu joinGame. Jeho parametry jsou jen id hry a id hráˇce. Odpovˇed’ serveru, pokud vˇse probˇehlo v poˇrádku je zopakován´ı id hry a ˇcetnost zas´ılán´ı report˚ u.

Povinn´ e parametry poˇ zadavku na server Jedin´ ym povinn´ ym parametrem je parametr action. • action - joinGame • playerId - id hráˇce, kter´ y se chce pˇripojit • gameId - id hry, ke které se chce hráˇc pˇripojit Ukázka: serverURL?action=joinGame&playerId=205&gameId=1851

Form´ at XML ze serveru • pokud vˇse probˇehne jak má, pak server vrát´ı XML v tomto tvaru · <message type="joinGame"> • pokud nastane chyba server vrac´ı XML v tomto tvaru 47

Aplikace GPS game


· <message type="error"> <errorMessage> Chybov´ e hl´ aˇ sen´ ı (napˇ r´ ıklad "Game does not exists")

5.3.4

Create game

Hráˇc si nemus´ı nutnˇe vybrat pouze hru, ke které se chce pˇridat, m˚ uˇze cht´ıt novou hru zaloˇzit. K tomu slouˇz´ı poˇzadavek na server typu createGame. Na server se mus´ı odeslat vˇsechny parametry vytváˇrené hry, takˇze poˇzadavek je trochu ”delˇs´ı”.

Povinn´ e parametry poˇ zadavku na server Jedin´ ym povinn´ ym parametrem je parametr action. • action - createGame • playerId - id hráˇce, kter´ y se chce hru vytvoˇrit • name - název hry • gameType - typ hry, reprezentován ˇc´ıslem (aplikace je pˇripravena na v´ıce typ˚ u her, ale implementován je reálnˇe jen jeden a proto volba zat´ım nemá smysl) • shootRange - vzdálenost v metrech, na kterou je moˇzné zastˇrelit protivn´ıka • duelRange - vzdálenost v metrech, ve které je vyvolán duel • gamelength - ˇcas v minutách, po kterou má trvat hra • refreshRate - ˇcas v sekundách, za kter´ y se bude pravidelnˇe pos´ılat report serveru

48

Aplikace GPS game


Ukázka: serverURL/game?action=createGame&playerId=205 &name=nova hra&gameType=1 &shootRange=200&duelRange=100 &gamelength=222&refreshRate=2

Form´ at XML ze serveru • pokud vˇse probˇehne jak má, pak server vrát´ı XML v tomto tvaru · <message type="createGame"> • pokud nastane chyba server vrac´ı XML v tomto tvaru · <message type="error"> <errorMessage> Chybov´ e hl´ aˇ sen´ ı (napˇ r´ ıklad "You are not logged or you were too long inactive")

5.3.5

Position report

Po tom, co se hráˇc pˇripoj´ı ke hˇre, at’ uˇz ji vytvoˇr´ı nebo ne, je nutné, aby pos´ılal informace o své poloze (GPS souˇradnice). Souˇcasnˇe pˇri hláˇsen´ı tˇechto souˇradnic dostává ˇr´ıd´ıc´ı zprávy v podobˇe Alert˚ u. Ty mohou b´ yt v´ıce typ˚ ua podrobnˇe se o nich zmiˇ nuji jinde.

Povinn´ e parametry poˇ zadavku na server • action - v tomto pˇr´ıpadˇe report • messageType - positionReport 49

Aplikace GPS game


• playerId - id hráˇce, kter´ y se chce hru vytvoˇrit • longitude - u ´daj o zemˇepisné délce • latitude - u ´daj o zemˇepisné ˇs´ıˇrce Ukázka: serverURL/game?action=report&messageType=positionReport &playerId=305&longitude=11.11&latitude=22.22

Form´ at XML ze serveru • pokud vˇse probˇehne jak má, pak server vrát´ı XML v tomto tvaru ·

<message> <positions coordinates="latitude"> <position latitude="22.22" playerId="205"/>

• pokud nastane chyba server vrac´ı XML v tomto tvaru · <message type="error"> <errorMessage> You are not logged or you were too long inactive

50

Aplikace GPS game

5.3.6


Fire

Pokud hráˇc vid´ı jiného hráˇce, m˚ uˇze na nˇej vystˇrelit. Serveru to dá najevo, modifikaci zprávy Position report.

Povinn´ e parametry poˇ zadavku na server • action - report • messageType - fire • playerId - id hráˇce, kter´ y stˇr´ıl´ı • enemyId - id hráˇce, na kterého se stˇr´ıl´ı • longitude - pozice hráˇce • latitude - pozice hráˇce Ukázka: serverURL/game?action=report&messageType=fire &playerId=205&enemyId=305 &longitude=11.11&latitude=22.22

Form´ at XML ze serveru Server vrac´ı zprávu ve stejném formátu jako u Position report.

5.3.7

Duel

Pokud se hráˇci k sobˇe pˇribl´ıˇz´ı bl´ıˇze neˇz je specifikováno v duel range, pak hráˇc˚ um pˇrijde Alert, ˇze se maj´ı u ´ˇcastnit duelu.

51

Aplikace GPS game


Povinn´ e parametry poˇ zadavku na server • action - duel • playerId - id hráˇce • enemyId - id nepˇr´ıtele • reaction - reakˇcn´ı doba na duel v ms Ukázka: serverURL/game?action=duel&playerId=205&enemyId=305 &reaction=2100

Form´ at XML ze serveru • pokud vˇse probˇehne jak má, pak server vrát´ı XML v tomto tvaru · <message type="duelParticipation"> • pokud nastane chyba server vrac´ı XML v tomto tvaru · <message type="error"> <errorMessage> Duel does not exist

5.3.8

Get players

Kromˇe pravideln´ ych zpráv o poloze se hráˇc jeˇstˇe mus´ı pravidelnˇe ptát, kteˇr´ı hráˇci jsou ve hˇre.

52

Aplikace GPS game

Serverov´ a aplikace

Povinn´ e parametry poˇ zadavku na server • action - getPlayers • playerId - id hráˇce • gameId - id hry Ukázka: serverURL/game?action=getPlayers&gameId=6901&playerId=305

Form´ at XML ze serveru • pokud vˇse probˇehne jak má, pak server vrát´ı XML v tomto tvaru · <message> • pokud nastane chyba server vrac´ı XML v tomto tvaru · <message type="error"> <errorMessage> You are not logged or you were too long inactive

5.4


Serverová aplikace bˇeˇz´ı v rámci serveru Apache Tomcat. Byl tedy zvolen pˇr´ıstup, kdy je OSGi framework embeddován v servletovém kontejneru. V´ yhody tohoto pˇr´ıstupu byly jiˇz zm´ınˇeny, velmi d˚ uleˇzit´ ym d˚ uvodem je, ˇze pro správce server˚ u je jednoduché restartovat aplikaci. 53

Aplikace GPS game


Aplikace mus´ı ukládat stav hry, tzn. seznam her, hráˇc˚ u apod. To zajiˇst’uje persistenˇcn´ı vrstva, která mohla b´ yt implementována nˇekolika zp˚ usoby (viz kapitola Persistence dat). Pro aplikaci je vhodnˇejˇs´ı pouˇz´ıt JPA, a to z nˇekolika d˚ uvod˚ u. Jedn´ım z nich je zadán´ı práce, které hovoˇr´ı jasnˇe. Vytvoˇrit aplikaci za pouˇzit´ı Enterprise OSGi, jehoˇz souˇcást´ı je i JPA a webová sluˇzba. Byla pouˇzita databáze Apache Derby DB. D˚ uvodem byla snadnost pouˇzit´ı. Apache Derby DB je pˇr´ımo podporovaná Eclipse Gemini (zvolenou implementac´ı Enterprise OSGI), takˇze jsou k dispozici pˇr´ımo bundly, které zprostˇredkuj´ı pˇripojen´ı do databáze. Samotná komunikace byla jiˇz naznaˇcena v popisu komunikaˇcn´ıho protokolu. Servlet dostane u ´daje, které zpracuje a poˇsle zpˇet informace pro klienta. Zde je d˚ uleˇzité zm´ınit, ˇze pro hern´ı aplikaci tohoto druhu by se velmi hodilo, aby server mohl pouˇz´ıvat push zprávy na klienta. Aplikace je navrˇzena tak, ˇze je zde faleˇsn´ y“ push - aplikace kontroluje u ´daje pokaˇzdé, kdyˇz je za” volána. Pokud je nˇejakou dobu neˇcinná, nen´ı schopna kontaktovat klienta. Pro aplikaci by bylo lepˇs´ı pouˇz´ıt nˇejakou jinou technologii, která by dovolovala push (duplexn´ı kanál, jin´ y protokol pro pˇrenos neˇz HTTP. . . ). Taková technologie by byla ovˇsem drahá, takˇze byl nakonec pouˇzit HTTP protokol, kter´ y je sice bezestavov´ y, ovˇsem lze s n´ım doc´ılit poˇzadovaného v´ ysledku. Serverová aplikace se skládá z následuj´ıc´ıch bundl˚ u: • SupportBundle Bundle obsahuje rozhran´ı pro sluˇzby a model dat persistenˇcn´ıho bundle (IGameDAO a IPlayerDAO). • PersistenceBundle Odpov´ıdá za ukládán´ı dat do databáze. Bundle poskytuje dvˇe sluˇzby do frameworku, odpov´ıdaj´ıc´ı rozhran´ım ze SupportBundle. • GameServletBundle Nese hlavn´ı ˇcást ˇcinnosti serverové aplikace, zaregistruje se jako servlet, pˇrij´ımá poˇzadavky klienta, odpov´ıdá za kontroly her a hráˇc˚ u. • DashboardBundle Slouˇz´ı jako bundle, kter´ ym m˚ uˇzeme monitorovat a ovládat hry, hráˇce a obecnˇe stav serveru.

54

Aplikace GPS game

5.4.1


Model dat a persistenˇ cn´ı bundle

Vˇetˇsina dat, které aplikace pouˇz´ıvá, jsou ukládány do databáze. V této kapitole bych rád popsal, jak vypadaj´ı tabulky databáze a jak´ ym zp˚ usobem se z nich ˇcte v aplikaci.

Datab´ aze Jako databáze byla zvolena Apache Derby DB. Databáze obsahuje 7 tabulek a sama o sobˇe nen´ı pˇr´ıliˇs sloˇzitá (viz obrázek 5.2). Scoreboard *

-shootType : Integer

*

0..1

0..1

Player

Game

-name : String -logged : boolean -lastActivity : Timestamp

0..1

0..1

-name : String -gameStarted : Timestamp -duelRange : Integer * -shootRange : Integer +gamelength : Integer -refreshRate : Integer

0..1

0..1

0..1

GameType 1

-name : String

*

Position *

-longitude : double -latitude : double

*

PositionLog *

*

AlertLog *

0..1

Obrázek 5.2: E-R-A model databáze Pro hru jsou zásadn´ı 4 tabulky: • Player - tabulka, která obsahuje vˇsechny informace o hráˇc´ıch (login, posledn´ı aktivitu a jestli je momentálnˇe pˇrihláˇsen) • Game - tabulka obsahuje vˇsechny aktivn´ı hry (po ukonˇcen´ı hry se hra maˇze z databáze) vˇcetnˇe d˚ uleˇzit´ ych parametr˚ u hry (název, kdy byla hra 55

Aplikace GPS game


zaloˇzena, jak dlouho bude trvat, jak ˇcasto se hráˇci hlás´ı, vzdálenosti pro duel a stˇrelbu) • Scoreboard - tabulka zásah˚ u hráˇc˚ u, obsahuje vˇzdy, jak´ y hráˇc zasáhl jakého a kter´ ym zp˚ usobem • Position - tato tabulka udrˇzuje aktuáln´ı pozice hráˇc˚ u ve hˇre. Teoreticky je moˇzné, aby hráˇc mˇel v tabulce v´ıce pozic, ale vˇzdy má pouze jednu pozici pro danou hru

Pˇ r´ıstup do datab´ aze Pro pˇr´ıstup do databáze bylo zvoleno JPA, konkrétnˇe jeho implementace EclipseLink. Pˇr´ıstup do databáze je zprostˇredkován bundlem PersistenceBundle, kter´ y poskytuje aplikaci a frameworku sluˇzby typu IPlayerDAO a IGameDAO, které jsou specifikovány v SupportBundle. PersistenceBundle vyuˇz´ıvá modelu dat, kter´ y je také poskytován SupportBundle. Nebudu zde popisovat kaˇzdou metodu rozhran´ı IGameDAO nebo IPlayerDAO, pro ilustraci dodám ukázku anotované tˇr´ıdy modelu a ukázku metody z DAO. Jako ukázku jsem zvolil ˇcást tˇr´ıdy Player, která je navázaná stejnojmennou tabulku.

@Entity public class Player implements Serializable { private static final long serialVersionUID = 1L; @Id @SequenceGenerator(name = "PLAYER_ID_GENERATOR", sequenceName = "PLAYER_ID") @GeneratedValue(strategy = GenerationType.SEQUENCE, generator = "PLAYER_ID_GENERATOR") private int id; private String name; // bi-directional many-to-one association to Game @ManyToOne @JoinColumn(name = "GAME") 56

Aplikace GPS game


private Game gameBean; @Column(name = "LOGGED") private boolean logged; @Column(name = "LAST_ACTIVITY") private Timestamp lastActivity; // bi-directional many-to-one association to Position @OneToMany(mappedBy = "player") private Set positions; // bi-directional many-to-one association to Position @OneToMany(mappedBy = "player") private Set<Scoreboard> sourcePlayerScoreboards; // bi-directional many-to-one association to Position @OneToMany(mappedBy = "destinationPlayer") private Set<Scoreboard> destinationPlayerScoreboards;

Jak je vidˇet, kousek tˇr´ıdy chyb´ı. Tˇr´ıda má pro kaˇzdou svoji datovou poloˇzku jeˇstˇe getter a setter. Ze tˇr´ıdy jde vidˇet také, jak jsou definovány vztahy s jin´ ymi entitami v databázi. Na ukázce lze vidˇet vztah N..1 s entitou Position, nebo s Game. V JPA je totiˇz nutné vztah definovat na obou stranách, takˇze ve tˇr´ıdách Position a Game mus´ı b´ yt anotován vztah 1..N. Následuje ukázka metody z DAO, konkrétnˇe z metody savePosition: public void savePosition(Game game,~Player player, double longitude,~double latitude) { EntityManager em = emf.createEntityManager(); // nejdriv musim najit jestli tam uz pozice neni Query query = em.createQuery ("SELECT X FROM Position x WHERE x.player.id = " + player.getId() + " AND x.game.id = " + game.getId()); 57

Aplikace GPS game


Position position; boolean createRecord = false; if (query.getResultList().size() > 0) { position = (Position) query.getResultList().get(0); } else { position = new Position(); createRecord = true; } position.setGame(game); position.setPlayer(player); position.setLatitude((float) latitude); position.setLongitude((float) longitude); PositionLog positionLog = new PositionLog(); positionLog.setCreationTime(new Timestamp( System.currentTimeMillis())); positionLog.setGame(game); positionLog.setLatitude((float) latitude); positionLog.setLongitude((float) longitude); positionLog.setPlayer(player); EntityTransaction transaction = em.getTransaction(); if (!transaction.isActive()) transaction.begin(); if (createRecord) { em.persist(position); } else { em.merge(position); } em.persist(positionLog); em.flush(); transaction.commit(); em.close(); } Metoda je trochu delˇs´ı, protoˇze pˇri uloˇzen´ı souˇcasné pozice hráˇce se mus´ı vykonat nˇekolik krok˚ u:

58

Aplikace GPS game


1. Nejdˇr´ıve se mus´ı zjistit, jestli hráˇc jiˇz nemá pozici uloˇzenou. Pokud ano, mus´ı se daná pozice pˇrepsat a ne pˇridat dalˇs´ı. 2. Dále se mus´ı nastavit správné hodnoty do tabulky Position. 3. Dalˇs´ım krokem je zalogován´ı pozice do tabulky PositionLog. 4. Nakonec se data uloˇz´ı do databáze.

5.4.2

Aplikaˇ cn´ı logika

Aplikaˇcn´ı logika je obsaˇzena hlavnˇe v GameServlet bundlu. Bundle si v aktivátoru ovˇeˇr´ı, jestli má k dispozici sluˇzby persistenˇcn´ıho bundlu (implementované v rozhran´ı IGameDAO a IPlayerDAO). Pokud ano, pak se zaregistruje jako servlet a ˇceká na poˇzadavky. Popis aplikaˇcn´ıho protokolu naznaˇcil, ˇze hráˇc se pravidelnˇe hlás´ı zprávou typu report. Jako odpovˇed’ dostává nejen jednu ze souˇradnic vˇsech soupeˇr˚ u, ale také seznam varován´ı (na serveru je implementován pomoc´ı tˇr´ıdy Alert, takˇze dále budu pouˇz´ıvat pojem alert). Pˇri kaˇzdém poˇzadavku je nutné zkontrolovat stav hry (jestli uˇz hra nemá skonˇcit, vzdálenost hráˇc˚ u kv˚ uli duelu, stáˇr´ı alert˚ u a duel˚ u). Pˇri kaˇzdém poˇzadavku probˇehnou 3 d˚ uleˇzité metody: • checkGames - kontroluje, jestli hry jiˇz nemaj´ı konˇcit. . . • checkPlayers - kontroluje vzdálenost hráˇc˚ u od sebe, dobu od posledn´ı aktivity - hráˇc je totiˇz pˇri neaktivitˇe delˇs´ı neˇz 5 minut odhláˇsen ze hry. . . • checkAlerts - kontroluje jestli jiˇz nebyly nˇekteré Alerty a Duely na serveru pˇr´ıliˇs dlouho (standardn´ı ˇcas je 5 minut) a pˇr´ıpadnˇe je ˇreˇs´ı

Tˇ r´ıda Alert Tˇr´ıda Alert je klasická datová tˇr´ıda, které obsahuje následuj´ıc´ı poloˇzky: • sourcePlayer - hráˇc, od kterého pocház´ı Alert (m˚ uˇze b´ yt null, pokud varován´ı vzniklo ze serveru) 59

Aplikace GPS game


• destinationPlayer - hráˇc, kterého se Alert t´ yká • game - hra, ve které k Alertu doˇslo • createTime - ˇcas, kdy byl Alert vytvoˇren. Je to d˚ uleˇzit´ yu ´daj, protoˇze je pravidelnˇe kontrolováno, jestli Alerty nejsou pˇr´ıliˇs staré • alertType - mohou b´ yt následuj´ıc´ı druhy varován´ı: – Fire Hlás´ı, ˇze na hráˇce nˇekdo vystˇrelil, tˇr´ıda samozˇrejmˇe obsahuje i hráˇce, kter´ y byl zdrojem tohoto v´ ystˇrelu, hráˇce poté má moˇznost bud’ stˇrelbu pˇrijmout nebo odm´ıtnout. Alerty i pozice hráˇc˚ u jsou logovány do databáze, takˇze je moˇzné pozdˇeji posoudit situaci, kdy hráˇc odm´ıtl uznat, ˇze byl zastˇrelen, aˇckoliv mˇel. Pokud hráˇc neodpov´ıdá na Alert po dobu delˇs´ı neˇz 1 minutu, je bráno, jako ˇze v´ ystˇrel pˇrijal. Pˇri kaˇzdém v´ ystˇrelu je nejdˇr´ıve ovˇeˇrena vzdálenost mezi hráˇci, nesm´ı b´ yt vˇetˇs´ı neˇz ta, která byla nastavena pˇri zakládán´ı hry. – Time over Tento alert, jak název napov´ıdá, ˇr´ıká hráˇci (klientské aplikaci), ˇze hra skonˇcila a má opustit hru. – Fire confirmed Pokud hráˇc uzná, ˇze byl zastˇrelen, samozˇrejmˇe nepokraˇcuje dále aktivnˇe ve hˇre. Vid´ı ostatn´ı hráˇce, ale nem˚ uˇze stˇr´ılet ani nen´ı uvaˇzován do duelu. – Fire rejected Hráˇc m˚ uˇze samozˇrejmˇe v´ ystˇrel odm´ıtnout (pˇredpokládá se, ˇze hráˇc, kter´ y vystˇrelil, se druhému ukáˇze, aby bylo vidˇet, ˇze na nˇej opravdu mohl vystˇrelit a jen tak to nezkouˇsel). Pokud hráˇc v´ ystˇrel odm´ıtne, je to oznámeno stˇr´ılej´ıc´ımu hráˇci t´ımto Alertem. – Duel Pokud se hráˇci pˇribl´ıˇz´ı na vzdálenost stanovenou pˇri vytváˇren´ı hry nastává duel. Obˇema hráˇc˚ um se zobraz´ı hláˇska o tom, ˇze se u ´ˇcastn´ı duelu a mus´ı rychle zmáˇcknout tlaˇc´ıtko. Oba hráˇci odes´ılaj´ı serveru sv˚ uj reakˇcn´ı ˇcas. Ten, kter´ y byl rychlejˇs´ı vyhrává a pˇreˇz´ıvá. – Duel win Oznámen´ı hráˇci, ˇze vyhrál duel. 60

Aplikace GPS game


– Duel lost Oznámen´ı hráˇci, ˇze prohrál duel.

Tˇ r´ıda Duel Tˇr´ıda podobná tˇr´ıdˇe Alert, slouˇz´ı k ukládán´ı stavu duelu. Duel mus´ı b´ yt ukládán, protoˇze nen´ı moˇzné vracet hráˇci okamˇzitˇe v´ ysledek jeho volán´ı o u ´ˇcasti v duelu (mus´ı se poˇckat, aˇz se ohlás´ı protivn´ık nebo uplyne ˇcasov´ y limit). Podobnˇe jako tˇr´ıda Alert je i tato tˇr´ıda pomˇernˇe jednoduchou datovou tˇr´ıdou. V následuj´ıc´ım v´ ypisu ukáˇzi jednotlivé poloˇzky tˇr´ıdy: • player1 - odkaz na prvn´ıho hráˇce v duelu • player2 - odkaz na druhého hráˇce v duelu • game - odkaz na hru, ve které se duel odehrává • player1Reaction - reakˇcn´ı ˇcas prvn´ıho hráˇce v milisekundách (milisekundy zvoleny, protoˇze je vrac´ı systémová metoda System.currentMillis()) • player2Reaction - reakˇcn´ı ˇcas druhého hráˇce • createTime - posledn´ı, ale velmi d˚ uleˇzitou datovou poloˇzkou tˇr´ıdy, je ˇcas vytvoˇren´ı duelu (je uloˇzen jako Timestamp, kter´ y je vytvoˇren ze systémového ˇcasu)

V´ ypoˇ cet vzd´ alenosti Server potˇrebuje poˇc´ıtat vzdálenosti mezi hráˇci hned pˇri dvou pˇr´ıleˇzitostech pˇri ovˇeˇrován´ı, jestli má doj´ıt k duelu a pokud jeden hráˇc vystˇrel´ı na druhého. Pro v´ ypoˇcet vzdálenosti dvou bodu podle GPS souˇradnic jsem pouˇzil tzv. Haversinovu formuli. Algoritmus byl ˇcásteˇcnˇe pˇrevzat od Chrise Venesse ([17]). Pro ilustraci uvád´ım celou metodu v´ ypoˇctu:

private long getDistance(double lat1, double lon1, double lat2, double lon2) { 61

Aplikace GPS game


int R = 6371000; // km double dLat = Math.toRadians(lat2 - lat1); double dLon = Math.toRadians(lon2 - lon1); double a = Math.sin(dLat / 2) * Math.sin(dLat / 2) + Math.cos(Math. toRadians(lat1)) * Math.cos(Math.toRadians(lat2)) * Math.sin(dLon / 2) * Math.sin(dLon / 2); double c = 2 * Math.asin(Math.sqrt(a)); return Math.round(R * c); }

Uveden´ y v´ ypoˇcet vrac´ı vzdálenosti mezi body v metrech.

5.4.3

Dashboard

Aplikace m˚ uˇze b´ yt ˇcásteˇcnˇe spravována a monitorována pomoc´ı DashboardServletu. Bohuˇzel zp˚ usob, kter´ y je pouˇzit pro aplikaci (Felix bˇeˇz´ı jako embedded v rámci servletového kontejneru), neumoˇzn ˇuje pouˇz´ıt JSP ani podobn´ y zp˚ usob pro zobrazen´ı informac´ı. Konkrétn´ı implementace ExtHttpService a HttpService od Apache Felix vrac´ı totiˇz pro getDispatcher vˇzdy null, coˇz v praxi znamená, ˇze nen´ı moˇzné jakékoliv pˇresmˇerován´ı (forward) na jin´ y servlet nebo i JSP. Obecnˇe se zdá, ˇze forwardován´ı nen´ı dobˇre napsané. Jako náhradn´ı variantu jsem tedy zvolil pouˇzit´ı PrintWriteru, kter´ y je z´ıskáván z HttpServletResponse: PrintWriter = response.getWriter(); Pomoc´ı nˇeho je tedy zapisován pˇr´ımo HTML kód. Toto ˇreˇsen´ı nen´ı zrovna ˇst’astné a je pomˇernˇe pracné pomoc´ı nˇeho nˇeco tvoˇrit nebo upravovat, ale na jin´ y zp˚ usob jsem nepˇriˇsel.

62

Aplikace GPS game

5.5

Klientská aplikace

Klientsk´ a aplikace

Klientská aplikace je vytvoˇrena pro mobiln´ı zaˇr´ızen´ı s operaˇcn´ım systémem Android. Pro svoje fungován´ı potˇrebuje, aby zaˇr´ızen´ı mˇelo pamˇet’ovou kartu a GPS sensor.

5.5.1


V rámci aplikace bˇeˇz´ı framework Apache Felix (viz kapitola 3.3). Pˇri tvorbˇe jsem stál pˇred nˇekolika problémy, jak zajistit, aby instance bˇeˇz´ıc´ıho frameworku byla k dispozici vˇsem aktivitám, jak´ ym zp˚ usobem pˇrep´ınat z frameworku aktivity a jak´ ym zp˚ usobem v˚ ubec aktivity definovat.

Framework pro vˇ sechny aktivity Je jasné, ˇze framework se nastartuje v prvn´ı aktivitˇe (v tomto pˇr´ıpadˇe LoginActivity). Dále je nutné nˇejak´ ym zp˚ usobem pˇredávat instance frameworku. Mezi aktivitami lze pˇredávat data napˇr´ıklad pomoci tzv. Extra. Bohuˇzel pro tento pˇr´ıpad se moc nehod´ı. Hod´ı se napˇr´ıklad pro pˇredáván´ı jednoduch´ ych dat, reference na objekt takto pˇredávat jednoduˇse nejdou. Tedy moˇzné to je, ale pˇredávat lze pouze objekty, které implementuj´ı rozhran´ı Parcelable. Protoˇze nen´ı jednoduché pouˇz´ıt Extra, tak jsem zvolil jinou variantu spustit framework v rámci sluˇzby. Na platformˇe Android je moˇzné spustit v zásadˇe dva druhy sluˇzeb: sluˇzba m˚ uˇze b´ yt navázaná pˇr´ımo na aktivitu (coˇz se pˇr´ıliˇs nehod´ı), nebo m˚ uˇze b´ yt aktivitou pouze spuˇstˇena a sv˚ uj ˇzivotn´ı cyklus si ˇr´ıd´ı sama (takovéto sluˇzby se vyuˇz´ıvaj´ı napˇr´ıklad pro dlouhé v´ ypoˇcty, nebo stahován´ı rozsáhl´ ych dat). Pro náˇs problém jsem zvolil druhou jmenovanou variantu. V rámci LoginActivity se vˇzdy spust´ı sluˇzba, která poskytuje pˇr´ıstup k frameworku. Tato sluˇzba má ovˇsem jedno specifikum, je zároveˇ n vˇzdy i navázaná na aktivitu.

Pˇ rep´ın´ an´ı aktivit z frameworku Bylo ˇzádouc´ı, aby aktivity byly pˇrep´ınány (obecnˇe ˇr´ızen´ı ˇzivotn´ıho cyklu aktivity) pˇr´ımo z frameworku (ne pˇr´ımo z aktivit). Aktivita se v Androidu 63

Aplikace GPS game


pˇrep´ıná pomoc´ı Intentu. Pro tento Intent ovˇsem potˇrebujeme konkrétn´ı tˇr´ıdu (objekt typu Class) aktivity. Tyto objekty jsou k dispozici pouze v rámci Android aplikace, nikoliv v rámci frameworku. Proto je nutné objekty aktivit uloˇzit do frameworku jako OSGi sluˇzby. Potom je jiˇz moˇzné pouˇz´ıt tyto tˇr´ıdy pro pˇrep´ınán´ı. Ukázka registrace aktivity do frameworku: // login activity Properties props = new Properties(); props.put("ActivityName","LoginActivity"); m_felix.getBundleContext().registerService(Class.class.getName(), LoginActivity.class, props); Ukázka pˇrepnut´ı aktivity v rámci frameworku: public String loginUser(Activity activity, String login, String password) { ServiceReference[] sRef2; sRef2 = bundleContext.getServiceReferences(Class.class.getName(), "(ActivityName=JoinOrCreateActivity)"); Class activityClass = (Class) bundleContext.getService(sRef2[0]); Intent myIntent = new Intent(activity, activityClass); activity.startActivity(myIntent); K ukázce je tu jedna d˚ uleˇzitá pˇripom´ınka. Je velmi d˚ uleˇzité, aby se metoda startActivity volala pomoc´ı instance minulé aktivity. Android totiˇz aktivity skládá do zásobn´ıku, ve kterém se tvoˇr´ı ˇretˇez aktivit, jak byly spouˇstˇeny, aby bylo moˇzné po skonˇcen´ı aktivity (tlaˇc´ıtko back, nebo metoda finish()) se vrátit k minulé aktivitˇe (je moˇzné pomoc´ı vlastnost´ı Intentu zajistit, aby se nˇekteré aktivity neukládaly do zásobn´ıku, nebo dokonce aby ho cel´ y pˇrepsaly).

Oddˇ elen´ı prezentaˇ cn´ı vrstvy od aplikaˇ cn´ı Pˇri tvorbˇe nastala jeˇstˇe dalˇs´ı otázka, kde definovat aktivity aplikace. Bylo by hezké, kdyby vˇsechny aktivity byly definovány v rámci Apache Felix, to 64

Aplikace GPS game


ovˇsem naráˇz´ı na problém koncepce aplikace na Android. Aplikace na Android mus´ı m´ıt vˇsechny své aktivity vypsány v souboru Androidmanifest.xml. Pokud bychom chtˇeli definovat aktivity ve frameworku, máme problém. Proto doˇslo k oddˇelen´ı prezentaˇcn´ı vrstvy aplikace, která je celá v Androidu (aktivity, sluˇzby, ˇretˇezce, layouty . . . ), od aplikaˇcn´ı a datové, která bˇeˇz´ı celá v rámci bundl˚ u uvnitˇr frameworku.

5.5.2

Prezentaˇ cn´ı vrstva - Android

Prezentaˇcn´ı vrstva se skládá ze dvou velk´ ych ˇcást´ı: aktivit (vˇcetnˇe layout˚ ua ˇretˇezc˚ u) a sluˇzby, která má poskytuje rozhran´ı do frameworku.

Aktivity klientsk´ e aplikace Na následuj´ıc´ım obrázku (obrázek 5.3) lze vidˇet, jak v aplikaci docház´ı k pˇrep´ınán´ı jednotliv´ ych aktivit. Kaˇzdá aktivita si v metodˇe onStart() naváˇze FelixService. Na obrázku lze vidˇet tyto aktivity (pˇrechody mezi aktivitami budou dále popsány v kapitolách o jednotliv´ ych aktivitách): • LoginActivity • ConfigurationActivity • JoinOrCreateActivity • CreateGameActivity • GameListActivity • MapsActivity

LoginActivity Je to u ´vodn´ı aktivita, která se spouˇst´ı s aplikac´ı. Na zaˇcátku vˇzdy vytvoˇr´ı instanci Apache Felix. A zobraz´ı textové pole pro zadán´ı uˇzivatelského jména a tlaˇc´ıtko pro zalogován´ı se do hry(viz obrázek 5.4). Uˇzivatel zde zadá své jméno a klikne na Login, poté aplikace pˇrejde do aktivity JoinOrCreateGameActivity. Dalˇs´ım moˇzn´ ym pˇrechodem je pˇres tlaˇc´ıtko Menu->Configuration, kde aplikace pˇrejde na ConfigurationActivity. 65

Aplikace GPS game


Back button pressed (finish())

LoginActivity

Menu->Configuration

ConfigurationActivity

Login JoinOrCreateActivity

Create game button CreateGameActivity

Game created

Join game button GameListActivity

Game joined MapsActivity

Logout

Leave game

Report to server and get positions and alerts from server

Obrázek 5.3: Diagram pˇrechod˚ u v závislosti na komunikaˇcn´ım protokolu

66

Aplikace GPS game


Aktivita si pamatuje posledn´ı zadané jméno pomoc´ı Preferences. Zde je opˇet vyuˇzita sluˇzba FelixService.

Obrázek 5.4: Login Activity

ConfiguratinActivity V této aktivitˇe lze nastavit pouze URL adresu serveru(viz obrázek 5.5). Z aktivity se lze dostat pouze tlaˇc´ıtkem zpˇet do LoginActivity.

JoinOrCreateActivity Dalˇs´ı v ˇradˇe pomˇernˇe jednoduch´ ych aktivit. Uˇzivatel zde má pouze 4 moˇznosti (viz obrázek 5.6): pˇrej´ıt k vytvoˇren´ı hry, pˇrej´ıt k pˇripojen´ı hry nebo tlaˇc´ıtkem zpˇet se odhlásit a pˇrej´ıt do LoginActivity, stejnou moˇznost má pˇres tlaˇc´ıtko menu->logout.

CreateGameActivity Uˇzivateli se zobraz´ı formuláˇr, k zadán´ı parametr˚ u nové hry. Pˇrej´ıt odsud m˚ uˇze jen zpˇet (JoinOrCreateActivity) nebo tlaˇc´ıtkem hru vytvoˇrit a pˇripojit se k n´ı, tedy pˇrej´ıt do MapActivity. Posledn´ı moˇznost´ı je tlaˇc´ıtko menu->logout, ˇc´ımˇz uˇzivatel pˇrejde do LoginActivity.

67

Aplikace GPS game


Obrázek 5.5: Configuration activity GameListActivity Uˇzivateli se zobraz´ı seznam her, které jsou k dispozici (pˇr´ıpadnˇe prázdná obrazovka, pokud nen´ı k dispozici ˇzádná hra)(viz obrázek 5.8. Odsud podobnˇe jako v CreateGameActivity m˚ uˇze jen dvˇema smˇery zpˇet k JoinOrCreateGameActivity nebo klepnut´ım na hru se pˇripoj´ı k hˇre. Posledn´ı moˇznost´ı je tlaˇc´ıtko menu->logout, ˇc´ımˇz uˇzivatel pˇrejde do LoginActivity.

MapsActivity Z hlediska hry je to nejd˚ uleˇzitˇejˇs´ı aktivita. Vˇetˇsinu obrazovky pokr´ yvá mapa (viz obrázek 5.9). K zobrazen´ı mapy je pouˇzita komponenta z Google API MapView. Zde je d˚ uleˇzité poznamenat, ˇze k tomu, aby se aplikaci zobrazila mapa, je nutné se zaregistrovat a opatˇrit Google API Key. Na spodn´ı ˇcásti obrazovky je jeden Spinner (pro v´ ybˇer hráˇc˚ u), 2 tlaˇc´ıtka (Fire pro v´ ystˇrel na hráˇc, Center Me pro vycentrován´ı mapy na moji polohu) a zaˇskrtávac´ı tlaˇc´ıtko Center Me?, jestli se má po kaˇzdé aktualizaci polohy vycentrovat mapa. Co se t´ yˇce pˇrechod˚ u tak je zde jen pár moˇznost´ı, jak vypl´ yvá i z obrázku (obrázek 5.3). M˚ uˇzeme opustit hru nebo u ´plnˇe odhlásit. D˚ uleˇzité v této metodˇe je, ˇze mus´ı pravidelnˇe podle nastaven´ı obnovo68

Aplikace GPS game


Obrázek 5.6: JoinOrCreate activity vac´ıho ˇcasu pos´ılat reporty na server. Pro implementaci opakovaného spuˇstˇen´ı je zde nˇekolik moˇznost´ı, je urˇcitˇe nutné, aby updater“ bˇeˇzel v samostatné ” vláknˇe. Zde jsem vyuˇzil tˇr´ıdy Handler. Této tˇr´ıdˇe se nastav´ı zpoˇzdˇen´ı, kdy se má spustit. Pˇri kaˇzdém spuˇstˇen´ı si vˇzdy naplánuje dalˇs´ı spuˇstˇen´ı. Samotn´ y report je obsaˇzen ve tˇr´ıdˇe MapUpdateTask, která se vytváˇr´ı na zaˇcátku aktivity.

Obnova zobrazen´ ych dat Obnovu zajiˇst’uje tˇr´ıda MapUpdateTask, která zajist´ı spuˇstˇen´ı metod MapsActivity: updatePositions() a updatePlayers(). • updatePositions Metoda, která zjist´ı, jestli jsou k dispozici GPS souˇradnice uˇzivatele a pokud ano, pak pos´ılá report serveru. Jako odpovˇed’ dostává HashMap<String,Object>, kter´ y obsahuje: informaci o tom, jestli souˇradnice soupeˇr˚ u jsou zemˇepisná délka nebo ˇs´ıˇrka, seznam Alert˚ u, seznam pozic hráˇc˚ u. Potom nastává fáze zpracován´ı informac´ı. Nejdˇr´ıv uprav´ı pozici hráˇce na mapˇe. Pozice hráˇce je zobrazena v tzv. Overlay, kde je vykreslen symbol kˇr´ıˇzku na dané pozici. Daleko zaj´ımavˇejˇs´ı je ovˇsem vytvoˇren´ı 69

Aplikace GPS game


Obrázek 5.7: Creategame activity Overlay pro hráˇce, vzhledem k tomu, ˇze máme k dispozici pouze jednu souˇradnici. Naˇstˇest´ı v rámci MapView je k dispozici poloˇzka Projection, která reprezentuje aktuálnˇe zobrazen´ y v´ yˇrez mapy. Pomoc´ı této souˇradnice lze pˇrepoˇc´ıtat bod urˇcen´ y GPS souˇradnic´ı na souˇradnice v pixelech pˇr´ımo na mapˇe. Pozice jsou pak zobrazeny jako ˇcáry od kraje ke kraji mapy vodorovnˇe nebo svisle, podle toho, jestli je zadána ˇs´ıˇrka nebo délka. • updatePlayers Tato metoda se pravidelnˇe ptá serveru, kteˇr´ı hráˇci jsou ve hˇre. Tato informace je vyuˇz´ıvána dvˇema zp˚ usoby: pro zobrazen´ı nab´ıdky hráˇc˚ u k v´ ystˇrelu a pro ovˇeˇren´ı, ˇze je hráˇc jeˇstˇe na ˇzivu - pokud je mrtev, nem˚ uˇze stˇr´ılet.

Pˇ red´ av´ an´ı uˇ zivatelsk´ eho jm´ ena a id mezi aktivitami Kaˇzdá aktivita, kromˇe LoginActivity, potˇrebuje znát, kter´ y hráˇc je pˇrihláˇsen, protoˇze je to nutné v komunikaci se serverem. Proto je nutné tyto informace pˇredávat. K tomu je vyuˇzit systém Extra hodnot, které se daj´ı uloˇzit do Intentu. Zde je ukázka ukládán´ı dat do Intentu: 70

Aplikace GPS game


Obrázek 5.8: Gamelist activity Intent myIntent = new Intent(activity, activityClass); myIntent.putExtra("userId", playerId); myIntent.putExtra("login", login); activity.startActivity(myIntent);

Tˇ r´ıda FelixService Tˇr´ıda FelixService slouˇz´ı jako brána aplikace do frameworku, slouˇz´ı jako jakási aplikaˇcn´ı logika v rámci prezentaˇcn´ı vrstvy. Pˇri vytvoˇren´ı této tˇr´ıdy se vytvoˇr´ı a spust´ı framework Apache Felix. Po spuˇstˇen´ı se nainstaluj´ı a spust´ı vˇsechny bundly, které se nacház´ı na pˇredem známém m´ıstˇe na SD kartˇe (/mnt/sdcard/gpsGame/bundles). Potom se do frameworku zaregistruj´ı vˇsechny aktivity, které v aplikaci jsou. Posledn´ı operac´ı je z´ıskán´ı OSGi sluˇzby IUIBundle z frameworku.

Pˇ r´ıstup do frameworku Podobnˇe jako FelixService slouˇz´ı jako brána aplikace do frameworku, tak na druhé stranˇe této brány stoj´ı UIBundle (s sluˇzbou odpov´ıdaj´ıc´ı IUIBundle). Po z´ıskán´ı UI sluˇzby z frameworku

71

Aplikace GPS game


Obrázek 5.9: Map activity m˚ uˇzeme ˇr´ıkat frameworku, co dˇelat. Bohuˇzel je zde jedna komplikace. Objekt z´ıskan´ y z frameworku je nám sice znám´ y, ale nem˚ uˇzeme ho pˇr´ımo pouˇz´ıt, d˚ uvodem jsou rozd´ılné ClassLoadery, které tˇr´ıdy identifikuj´ı. Pokud bychom tedy chtˇeli z´ıskan´ y objekt pˇretypovat na IUIBundle (z´ıskané z jar souboru bundlu), ohlás´ı nám ClassCastException. Musel jsem tedy zvolit jin´ y pˇr´ıstup - reflexe. Protoˇze znám jména jednotliv´ ych tˇr´ıd, mohu je vˇzdy v objektu proj´ıt a zavolat s parametry, které jsou mi také známé. Tento pˇr´ıstup nen´ı v˚ ubec elegantn´ı, ale je funkˇcn´ı. Zde je ukázka volán´ı funkce z UIBundlu: public String loginUser(Activity activity, String login, String password) throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException, InvocationTargetException { Class myclass = this.uiBundleFunctions.getClass(); Method[] methods = myclass.getMethods(); String message = null; for (int i = 0; i < methods.length; i++) { if (methods[i].getName().equals("loginUser")) { message = (String) methods[i].invoke(uiBundleFunctions, 72

Aplikace GPS game


activity, login, password); break; // neni dale nutne prohledavat } } return message; }

5.5.3

Aplikaˇ cn´ı logika a s´ıt’ov´ a komunikace

Aplikaˇcn´ı logika aplikace je obsaˇzena v bundlech, které jsou spuˇstˇeny v rámci OSGi frameworku. Zde je seznam bundl˚ u, které jsou pouˇzity v aplikaci, jejichˇz funkˇcnost budu postupnˇe prob´ırat: • SupportBundle • UIBundle • CommnunicationBundle • LocationBundle

Pouˇ zit´ e bundly SupportBundle Support bundle, podobnˇe jako u serverové aplikace, obsahuje rozhran´ı pouˇzit´ ych sluˇzeb. V tomto pˇr´ıpadˇe: • IUIBundleFunctions • ICommunicationBundle • ILocationBundle

UIBundle UIBundle je vlastnˇe ˇr´ıd´ıc´ı bundle celé aplikace. UIBundle poskytuje frameworku d˚ uleˇzité rozhran´ı IUIBundleFunctions. Pomoc´ı tohoto rozhran´ı k nˇemu pˇristupuje Android´ı ˇcást aplikace. Fakticky potom ˇr´ıd´ı celou aplikaci, protoˇze právˇe v UIBundlu se pˇrep´ınaj´ı aktivity apod. 73

Aplikace GPS game


K tomu, aby bundle mohl poskytovat sluˇzbu frameworku, sám potˇrebuje dalˇs´ı dvˇe sluˇzby: ILocationBundle a ICommunicationBundle. Do té doby, neˇz má k dispozici obˇe tyto sluˇzby, tak sluˇzbu frameworku neposkytuje. Jednotlivé metody rozhran´ı IUIBundleFunctions poskytuj´ı veˇskerou funkˇcnost, která je na prezentaˇcn´ı vrstvˇe potˇreba. Pokud je napˇr´ıklad potˇreba nˇejaká s´ıt’ová komunikace, je volána metoda rozhran´ı ICommunicationBundle. Nemá cenu zde vypisovat veˇskeré metody, které bundle poskytuje, ale pro pˇredstavu uvedu pˇr´ıklady: loginUser, getGames, joinGame.

CommunicationBundle Dalˇs´ı souˇcást´ı aplikace je komunikaˇcn´ı bundle. Bundle zajiˇst’uje s´ıt’ovou komunikaci se serverem. Má na starosti vlastn´ı pˇredán´ı dat a zpracován´ı odpovˇedi. Komunikace prob´ıhá pomoc´ı HTTP protokolu a server pos´ılá odpovˇedi v XML. Zp˚ usob komunikace se serverem je popsán v´ yˇse v kapitole o HTTP komunikaci.

LocationBundle Lokaˇcn´ı bundle je asi nejjednoduˇsˇs´ı bundle v aplikaci. Jeho hlavn´ı nápln´ı je, ˇze se zaregistruje k naslouchán´ı zmˇen na GPS sensoru zaˇr´ızen´ı (k tomu slouˇz´ı tˇr´ıda MyLocationListener ) a posledn´ı pozici ukládá. Listener je moˇzné zaregistrovat pˇres aplikaˇcn´ı kontext. Registrace listeneru je dvoukroková: locationManager = (LocationManager) androidContext .getSystemService(Context.LOCATION_SERVICE); locationManager .requestLocationUpdates(LocationManager.GPS_PROVIDER, 0, 0, locationListener);

Z´ astupn´ e komponenty D´ıky tomu, ˇze kaˇzdá sluˇzba implementuje rozhran´ı, je moˇzné m´ıt r˚ uzné komponenty, které poskytuj´ı sluˇzby. Jako pˇr´ıklad zde uvedu dvˇe moˇznosti zástupn´ ych komponent (bundl˚ u).

Simulace polohy Jednou z moˇznost´ı zástupn´ ych komponent je vytvoˇren´ı lokaˇcn´ıho bundlu tak, ˇze ve skuteˇcnosti nepotˇrebuje GPS sensor zaˇr´ızen´ı, ale 74

Aplikace GPS game

Ovˇeˇren´ı výsledné aplikace

poskytuje nˇejakou sadu GPS souˇradnic cyklicky.

Simulovan´ a s´ıt’ov´ a komunikace Dalˇs´ı moˇznost´ı je simulovat i s´ıt’ovou komunikaci, coˇz se m˚ uˇze hodit pro to, kdyˇz má aplikace slouˇzit jenom jako nástroj pro zjiˇstˇen´ı polohy a jej´ı zobrazen´ı na mapˇe.

5.6

Ovˇ eˇ ren´ı v´ ysledn´ e aplikace

V´ ysledkem práce jsou dvˇe aplikace: aplikace pro server a aplikace pro mobiln´ı zaˇr´ızen´ı s Android. V´ yvoj serverové aplikace prob´ıhal na lokálnˇe na nainstalovaném Apache Tomcat. Poˇzadavky klienta byly simulovány pomoc´ı prohl´ıˇzeˇce. Klientská ˇcást byla vyv´ıjena na emulátoru. Poˇzadavky na server byly pos´ılány na adresu 10.0.2.2, coˇz je speciáln´ı adresa Android emulátoru pro komunikaci aplikac´ı emulátoru s hostitelsk´ ym poˇc´ıtaˇcem. Aplikace byla následnˇe testována na reáln´ ych zaˇr´ızen´ıch (HTC Desire, Xperia Mini Pro). Na zaˇr´ızen´ıch byl nainstalován Android verze 2.2.2 (HTC Desire) a 2.3.3 (Xperia Mini). Jako server byl vyuˇzit ˇskoln´ı server Ares (students.kiv.zcu.cz) na portu 9999. Zaˇr´ızen´ı HTC Desire lze s pouˇzit´ım HTC Sync vyuˇz´ıt jako v´ yvojové zaˇr´ızen´ı (lze na nˇej aplikaci pˇr´ımo nahrávat z Eclipse, lze monitorovat pˇr´ımo jeho LogCat. . . ). D´ıky tomu ˇsli ovˇeˇrit aspekty aplikace, které se neprojevili pˇri provozu na emulátoru (viz kapitola 6.1).

5.7

Rozˇ s´ıˇ ren´ı aplikace

Aplikaci jako takovou je moˇzné dále rozˇsiˇrovat, a to jak na stranˇe serveru, tak i na stranˇe klienta. Zˇcásti lze vyuˇz´ıt rozdˇelen´ı aplikace na bundly.

5.7.1

V´ıce typ˚ u her

V souˇcasné podobˇe podporuje aplikace pouze jeden typ hry. Pˇritom je ale pˇripravena na to, aby bylo k dispozici v´ıce typ˚ u her. Pˇr´ıkladem jin´ ych typ˚ u her je souboj t´ ym˚ u nebo hon na liˇsku. 75

Aplikace GPS game

Rozˇs´ıˇren´ı aplikace

K implementován´ı této moˇznosti je pˇripravena databáze, která obsahuje tabulku pro typ hry, která je v souˇcasné dobˇe nevyuˇzitá. Pro podporu v´ıce typ˚ u her je ovˇsem zapotˇreb´ı zasáhnout do aplikaˇcn´ı logiky. Funkce, které kontroluj´ı pozice hráˇc˚ u, stáˇr´ı her, Alert˚ u a Duel˚ u, by musely b´ yt upraveny, aby vˇzdy zkontrolovaly, o jak´ y typ hry se jedná a podle ˇceho se chovat.

5.7.2

V´ıce ˇ zivot˚ u pro hr´ aˇ ce

Dalˇs´ım rozˇs´ıˇren´ım hry by byla moˇznost urˇcen´ı poˇctu ˇzivot˚ u hráˇce. Implementace této zmˇeny by byla sloˇzitˇejˇs´ı neˇz pˇredchoz´ı rozˇs´ıˇren´ı. Protoˇze by se musela rozmyslet koncepce oˇzivován´ı hráˇce, jestli by se oˇzivoval u nˇejaké vlajky (pak by se muselo toto m´ısto nˇekam ukládat, coˇz by znamenalo u ´pravu datového modelu), nebo po nˇejaké dobˇe, která by se ovˇsem musela také nˇekde specifikovat.

5.7.3

Lepˇ s´ı lokaˇ cn´ı bundle

Souˇcasn´ y lokaˇcn´ı bundle je velmi jednoduch´ y. Lokaˇcn´ı bundle by ˇsel vylepˇsit, aby zohledˇ noval i pˇresnost u ´daj˚ u. Také by zde ˇsel zavést algoritmus, kter´ y by vyhlazoval pˇr´ıpadné v´ ykyvy informac´ı ze sensor˚ u.

5.7.4

Dashboard na mobil

Dalˇs´ı dobˇre pouˇzitelnou pom˚ uckou pro aplikaci by byla dalˇs´ı aplikace, která by slouˇzila jako souˇcasn´ y bundle DashboardServlet. Uˇzivatel by mohl spravovat server i ze svého mobiln´ıho zaˇr´ızen´ı. Pro implementaci tohoto ˇreˇsen´ı by se muselo rozˇs´ıˇrit rozhran´ı pro správu pˇres HTTP.

76

6 Zkuˇsenosti s pouˇzit´ım OSGi Bˇehem v´ yvoje aplikace jsem narazil na ˇradu pˇredpokládan´ ych i ménˇe pˇredpokládan´ ych pˇrekáˇzek. Nˇekteré jsem jiˇz zm´ınil, napˇr´ıklad zprovoznˇen´ı samostatného frameworku na Android. Dalˇs´ı jsem zm´ınil jen okrajovˇe nebo v˚ ubec ne. Pomˇernˇe krátce po zaˇcátku v´ yvoje jsem zjistil, ˇze pro klientskou a serverovou aplikaci bude potˇreba jin´ y pˇr´ıstup. Zat´ımco v´ yvoj na serveru je po zprovoznˇen´ı základn´ıho rámce, kter´ y spust´ı framework, nainstaluje a spust´ı bundly, velmi podobn´ y v´ yvoji jakékoliv jiné Java aplikace. Pˇri v´ yvoji klientské ˇcásti je situace troˇsku odliˇsná a to hlavnˇe t´ım, ˇze je nutné pouˇz´ıvat bud’ emulátor nebo zaˇr´ızen´ı, na které máte ovladaˇce, coˇz práci docela dost zpomaluje.

6.1

Pouˇ zit´ı emul´ atoru nebo re´ aln´ eho zaˇ r´ızen´ı

Obecnˇe lze ˇr´ıct, ˇze se vyplat´ı aplikaci nejdˇr´ıve odladit na emulátoru a teprve potom aplikaci zkouˇset na reálném zaˇr´ızen´ı (minimálnˇe kv˚ uli bezpeˇcnosti zaˇr´ızen´ı a dat na nˇem). Menˇs´ım problémem je rychlost emulátoru, která je v porovnán´ı s reáln´ ym zaˇr´ızen´ım mnohem menˇs´ı (porovnáváno s HTC Desire) a také pomˇernˇe dlouho trvá, neˇz v˚ ubec emulátor nabˇehne (nˇekdy to trvá i nˇekolik minut). Proto se vyplat´ı emulátor nastartovat a nevyp´ınat ho. Pouˇzit´ı reálného zaˇr´ızen´ı na ladˇen´ı má také své pˇrekáˇzky. Pˇrednˇe, aby bylo moˇzné zaˇr´ızen´ı pro takové u ´ˇcely pouˇz´ıt, mus´ı b´ yt k dispozici ovladaˇc (standardnˇe je k dispozici zaˇr´ızen´ı Nexus - v´ yvojáˇrsk´ y telefon Google). Pro m˚ uj telefon (HTC Desire) je také ovladaˇc k dispozici, ale jen v rámci aplikace HTC Sync. Zaˇr´ızen´ı se mus´ı pˇripojit k PC, nastavit mód synchronizace, ale synchronizace se nesm´ı provádˇet, pak je zaˇr´ızen´ı k dispozici k ladˇen´ı. Pˇri ladˇen´ı na emulátoru si mus´ıme dát pozor jeˇstˇe na jednu vˇec: v´ ypis na System.out a to jak pˇr´ımo System.out.println(), tak i nepˇr´ımo ve vyj´ımkách e.printStackTrace. Na emulátoru aplikace funguje spolehlivˇe, ale na reálném zaˇr´ızen´ı aplikace spadne s RunTimeException.

77

Zkuˇsenosti s pouˇzit´ım OSGi

6.2

ADT plugin pro Eclipse

ADT plugin pro Eclipse

Klientskou aplikaci jsem vyv´ıjel v Eclipse za pouˇzit´ı ADT pluginu. Obecnˇe mohu toto ˇreˇsen´ı doporuˇcit. Pluginu se pouze nastav´ı cesta k SDK Androidu a dále jiˇz nen´ı tˇreba nic ˇreˇsit. Plugin poskytuje obdobu nástroje DDMS pro správu zaˇr´ızen´ı (souborov´ y systém, ovládán´ı sensor˚ u).

6.3

Pˇ r´ıprava bundl˚ u

Pro kompilován´ı OSGi bundl˚ u jsem pouˇz´ıval Maven, kde jsem vyuˇzil mavenbundle-plugin od Apache. Tento plugin poskytuje pomˇernˇe jednoduché nastaven´ı bundl˚ u, sám vytvoˇr´ı manifest, ve kterém urˇc´ı exportované a importované bal´ıky. Po kompilaci je nutné do bundl˚ u dodat soubor classes.dex, jak jiˇz bylo zm´ınˇeno v kapitole o pˇr´ıpravˇe bundl˚ u. Zde jsem ovˇsem narazil na problém pod Windows 7, a to konkrétnˇe s právy. Pokud je SDK nainstalováno na standardn´ı um´ıstˇen´ı do C:\ Program File, pak je nutné m´ıt správcovská práva pro spuˇstˇen´ı potˇrebn´ ych nástroj˚ u. Situaci ovˇsem u ´plnˇe nevyˇreˇs´ı ani instalace jinam, protoˇze je pravdˇepodobnˇe chyba ve skriptu dx.bat, kter´ y nem˚ uˇze naj´ıt dalˇs´ı potˇrebné nástroje. Problém jsem ˇreˇsil tak, ˇze jsem bundly (jar soubory) pˇripravoval pˇr´ımo v adresáˇri se skriptem dx.bat.

6.4

Spr´ avn´ e nastaven´ı poˇ rad´ı spouˇ stˇ en´ı bundl˚ u

Pˇri instalaci a spuˇstˇen´ı bundl˚ u ve frameworku je tˇreba dbát na správné poˇrad´ı bundl˚ u. Aplikace je postavená tak, ˇze prohledává urˇcen´ y adresáˇr a instaluje vˇsechny jar soubory. Bohuˇzel m˚ uˇze nastat situace, kdy framework sám o sobˇe nedokáˇze rozebrat strom závislost´ı a nainstalovat bundly ve správném poˇrad´ı. Problém jsem ˇreˇsil, i kdyˇz ne moc elegantnˇe, t´ım, ˇze jsem bundly pˇrejmenoval tak, ˇze prvn´ı bundle zaˇc´ıná znakem 0, dalˇs´ı 1 . . .

78


6.5

Správné nastaven´ı frameworku

Spr´ avn´ e nastaven´ı frameworku

Velmi d˚ uleˇzité je nastavit správnˇe, které bal´ıky budou jako systémové, pˇred spuˇstˇen´ım frameworku, protoˇze napˇr´ıklad bal´ıky s nástroji pro zpracován´ı XML nejsou standardnˇe poskytovány. Systémové bal´ıky jsou pak poskytovány systémov´ ym bundlem (bundlem s id 0). Aplikace potom nˇekdy padá se ˇspatnˇe ˇciteln´ ymi chybami.

6.6

Nastaven´ı z´ avislost´ı pro Android pod Maven

V oficiáln´ım maven repositáˇri jsou k dispozici artefakty pro Android. Tyto artefakty bohuˇzel nejsou u ´plnˇe kompletn´ı, neobsahuj´ı knihovnu Google API. Nastalou situaci lze vyˇreˇsit t´ım, ˇze se pouˇzije lokáln´ı SDK, vytvoˇr´ı se z nˇeho artefakty, které potom poskytuj´ı API. Postup je pˇrevzat´ y od Manfreda Mosera ([11]). Po instalaci se do závislost´ı v pom.xml uvede toto: <dependency> android <artifactId>android 2.1_r3 <scope>provided

6.7

Zhodnocen´ı pouˇ zit´ı OSGi komponent

Velkou v´ yhodou pouˇzit´ı OSGi je snadná v´ ymˇena komponent. Pro v´ ymˇenu komponent staˇc´ı pˇrepsat soubory s bundly. Takˇze rozˇs´ıˇren´ı aplikace je potom velmi jednoduché. Na druhou stranu pouˇzit´ı bundl˚ u ve skuteˇcnosti poruˇsuje bezpeˇcnostn´ı pravidla Androidu. Aplikace na Android jsou zaloˇzené na tom, ˇze se napˇred v´ı, co dˇelaj´ı, kde jsou apod. Bundly jsou ˇcásti kódu programu, nad kter´ ymi nemá systém pˇrehled. Zároveˇ n samozˇrejmˇe m˚ uˇze pokulhávat verzován´ı aplikac´ı, protoˇze m˚ uˇze b´ yt rozd´ılné pro bundly a pro aplikaci.

79


Zhodnocen´ı pouˇzit´ı OSGi komponent

Pouˇzit´ı OSGi komponent také trochu komplikuje rychlost v´ yvoje. Celkovˇe posoudit pouˇzit´ı OSGi komponent na mobiln´ıch zaˇr´ızen´ıch Android nen´ı jednoduché. V celkovém obraze si mysl´ım, ˇze snadná moˇznost v´ ymˇeny komponent vyváˇz´ı ostatn´ı nev´ yhody.

80

7 Závˇer C´ılem mé práce bylo prostudovat moˇznost OSGi komponent na mobiln´ıch zaˇr´ızen´ıch. Tyto moˇznosti jsem mˇel následnˇe ovˇeˇrit vytvoˇren´ım hern´ı aplikace na mobiln´ı zaˇr´ızen´ı s operaˇcn´ım systémem Android. D´ıky nabyt´ ym znalostem se mi podaˇrilo vytvoˇrit funkˇcn´ı aplikaci, která potvrzuje pouˇzitelnost OSGi na mobiln´ıch zaˇr´ızen´ıch. Hlavn´ım pˇr´ınosem mé aplikace nen´ı hra samotná, ale ukázka mobiln´ı aplikace zaloˇzené na OSGi se server-klient modelem. V´ yhodou pouˇzit´ı komponentového frameworku je i snadná rozˇsiˇritelnost aplikace. Bˇehem tvorby mé práce jsem z´ıskal mnoho zkuˇsenost´ı s tvorbou aplikac´ı pro Android. Prohloubil jsem svoje zkuˇsenosti s v´ yvojem servletov´ ych aplikac´ı. Dále jsem si rozˇs´ıˇril znalosti o vyuˇzit´ı OSGi a v neposledn´ı ˇradˇe jsem se zdokonalil v práci s JPA. V ˇsirˇs´ım vyuˇzit´ı komponentov´ ych framework˚ u na mobiln´ıch zaˇr´ızen´ı vid´ım velkou budoucnost d´ıky jejich modularitˇe a znovupouˇzitelnosti. Otázkou vˇsak je, jestli jejich ˇsirˇs´ımu rozˇs´ıˇren´ı a integraci nezabrán´ı moˇzná bezpeˇcnostn´ı rizika spojená s jejich modularitou.

81

Literatura [1] ABLESON, W. F. et al. Android in Action. Shelter Island : Manning, 2012. ISBN 1-61729-050-5. [2] Android (operating system) [online]. 2012. [cit. 15.4.2012]. Dostupné z: http://www.openhandsetalliance.com/oha_members.html. [3] Apache Aries Home [online]. apr 2012. [cit. 15.4.2012]. Dostupné z: http://aries.apache.org/. [4] Apache Felix Framework and Google Android [online]. 2012. [cit. 15.3.2012]. Dostupné z: http://felix.apache.org/site/apache-felix-frameworkand-google-android.html. [5] Apache Felix HTTP Service [online]. 2012. [cit. 15.4.2012]. Dostupné z: http://felix.apache.org/site/apache-felix-http-service.html#ApacheFelixHTTPService-UsingtheServletBridge. [6] CUMMINS, H. – WARD, T. Enterprise OSGi in Action. Shelter Island : Manning, 2012. ISBN 9781617290138. [7] Example 6 - Spell Checker Service Bundle [online]. 2012. [cit. 15.4.2012]. Dostupné z: http://felix.apache.org/site/apache-felix-tutorial-example-6.html. [8] Gemini Home [online]. 2012. [cit. 15.4.2012]. http://www.eclipse.org/gemini/.

Dostupné z:

[9] Windows Phone and the Cloud–an Introduction [online]. 2012. [cit. 30.4.2012]. Dostupné z: http://msdn.microsoft.com/en-us/magazine/ff872395.aspx. [10] Metro User Interface Controls [online]. 2012. [cit. 30.4.2012]. Dostupné z: http://metroui.com/. 82

LITERATURA

LITERATURA

[11] MOSER, M. maven-android-sdk-deployer line]. 2012. [cit. 15.4.2012]. Dostupné https://github.com/mosabua/maven-android-sdk-deployer.

[onz:

[12] Members [online]. 2012. [cit. 15.4.2012]. Dostupné http://en.wikipedia.org/wiki/Android_(operating_system).

z:

[13] JDBC [online]. 2012. [cit. 20.1.2012]. http://www.orafaq.com/wiki/JDBC.

z:

Dostupné

[14] OSGi Service Platform Enterprise Specification [online]. 2010. [cit. 15.4.2012]. Dostupné z: http://www.osgi.org/download/r4v42/r4.enterprise.pdf. [15] TEAM, T. C. GPS HUNTING ADVENTURE. 2009. [16] UPTON, C. OSGi Enabled War [online]. 2012. [cit. 15.4.2012]. Dostupné z: http://heapdump.wordpress.com/2010/03/25/osgi-enabled-war/. [17] VENESS, C. Calculate distance, bearing and more between Latitude/Longitude points [online]. 2012. [cit. 20.4.2012]. Dostupné z: http://www.movable-type.co.uk/scripts/latlong.html. [18] What is Android? [online]. 2012. [cit. 15.4.2012]. Dostupné z: http://developer.android.com/guide/basics/what-is-android.html. [19] What Is Cocoa? [online]. 2012. [cit. 30.4.2012]. Dostupné z: http://developer.apple.com/library/ios/#DOCUMENTATION/ Cocoa/Conceptual/CocoaFundamentals/WhatIsCocoa/ WhatIsCocoa.html#//apple_ref/doc/uid/TP40002974-CH3-SW16. [20] Write Objective-C Code [online]. 2012. [cit. 29.4.2012]. Dostupné z: https://developer.apple.com/library/ios/#referencelibrary/ GettingStarted/RoadMapiOS/Languages/WriteObjective-CCode/ WriteObjective-CCode/WriteObjective-CCode.html. ˇ [21] REHOˇ r´ıK, F. Windows Phone 7 [online]. 2012. [cit. 19.4.2012].

83

A Uˇzivatelská pˇr´ıruˇcka A.1 A.1.1

Serverov´ aˇ c´ ast Instalace na server

Serverová ˇcást potˇrebuje pro sv˚ uj chod servletov´ y kontejner a databázi. V instalaˇcn´ım adresáˇri je k dispozici jak databáze(Apache Derby), tak i servletov´ y kontejner (Apache Tomcat). Pro pouˇzit´ı staˇc´ı adresáˇre nakop´ırovat na server a spustit. Tomcat je nakonfigurován na port 9999, servisn´ı port 9998, Derby bˇeˇz´ı na portu 9990. Samozˇrejmˇe je moˇzné toto nastaven´ı zmˇenit. Porty Tomcat se mˇen´ı pomoc´ı konfiguraˇcn´ıch soubor˚ u (v´ıce v manuálu pro Tomcat na stránkách v´ yrobce). Port Derby lze snadno zmˇenit ve spouˇstˇec´ım skriptu (za argumentem -p zmˇenit ˇc´ıslo portu).

Nastaven´ı portu datab´ aze v PersistenceBundle Pokud zmˇen´ıme ˇc´ıslo portu databáze, je nutné nastavit správnˇe port v souboru persistence.xml v PersistenceBundle. Stejn´ ym zp˚ usobem je samozˇrejmˇe moˇzné pouˇz´ıt i jinou databázi. <property name="javax.persistence.jdbc.url" value="jdbc:derby://localhost:9990/GPSGameDB;create=true" /> Obecnˇe u ´pravou persistence.xml a dodán´ım JDBC ovladaˇc˚ u lze pouˇz´ıt i jinou databázi neˇz Apache Derby.

A.2

Klientsk´ aˇ c´ ast

´ celem hry je pohyb a vyhledáván´ı protihráˇc˚ Uˇ u v hern´ım prostoru a jejich zasaˇzen´ı. Po uplynut´ı hern´ı doby hráˇc, kter´ y má nejv´ıce bod˚ u v´ıtˇez´ı.

84

Uˇzivatelsk´ a pˇr´ıruˇcka

A.2.1

Klientská ˇcást

Pˇ rihl´ aˇ sen´ı

Po spuˇstˇen´ı aplikace se u ´vodn´ı pˇrihlaˇsovac´ı obrazovka (obrázek A.1). Zde uˇzivatel zadá své pˇrihlaˇsovac´ı jméno a stiskne tlaˇc´ıtko Login. Pokud se jiˇz uˇzivatel pˇrihlásil dˇr´ıve, aplikace si pamatuje jeho pˇrihlaˇsovac´ı jméno.

Obrázek A.1: Login Activity

A.2.2

Konfigurace serveru

Uˇzivatel m˚ uˇze nakonfigurovat na jak´ y server se bude pˇrihlaˇsovat. Na pˇrihlaˇsovac´ı obrazovce stiskne tlaˇc´ıtko Menu -> Configuration. Objev´ı se mu obrazovka, kde zadá adresu serveru a potvrd´ı. Nyn´ı se m˚ uˇze po návratu zpˇet (tlaˇc´ıtko Zpˇ et) pˇrihlásit na poˇzadovan´ y server.

A.2.3

Vytvoˇ ren´ı a pˇ ripojen´ı se ke hˇ re

Po pˇrihláˇsen´ı si uˇzivatel mus´ı vybrat, jestli chce hru zaloˇzit, nebo se pˇripojit k vytvoˇrené hry. Pokud se chce uˇzivatel pˇripojit ke hˇre staˇc´ı klepnout na hru ze seznamu (obrazovka je prázdná, pokud nen´ı k dispozici ˇzádná hra). 85



Vytvoˇ ren´ı hry Pokud chce uˇzivatel vytvoˇrit hru objev´ı se formuláˇr (obrázek A.2), kde mus´ı zadat nˇekolik u ´daj˚ u: • Game name – název hry m˚ uˇze b´ yt libovoln´ y neprázdn´ y • Game type – je nastaven na Honˇená, reálnˇe nemá vliv na hru • Duel range – vzdálenost v metrech, na kterou kdyˇz se hráˇci pˇribl´ıˇz´ı nastane duel • Shoot range – vzdálenost, na kterou po sobˇe hráˇci mohou stˇr´ılet, kdyˇz se vid´ı • Game length – u ´daj v minutách, jak dlouhá má hra b´ yt • Refresh rate – jak ˇcasto se aktualizuj´ı data ze serveru (v sekundách)

Obrázek A.2: Creategame activity

86


A.2.4


Samotn´ a hra

Po pˇrihláˇsen´ı do hry se hráˇci objev´ı obrazovka s mapou (obrázek A.3). Na té vid´ı kˇr´ıˇzkem oznaˇcenou svou pozici (pˇr´ıpadnˇe m˚ uˇze dole blikat hláˇska Waiting for signal GPS. . . ) a vodorovn´ ymi, ˇci svisl´ ymi ˇcarami vid´ı své soupeˇre. Pokud hráˇc vid´ı protihráˇce, zvol´ı ve spodn´ı ˇcásti jeho jméno a stiskne Fire. Po nˇejaké dobˇe hráˇc zjist´ı v´ ysledek v´ ystˇrelu (protihráˇc m˚ uˇze v´ ystˇrel odm´ıtnout s t´ım, ˇze ho hráˇc nevidˇel). Pokud se hráˇci pˇribl´ıˇz´ı natolik, ˇze je vzdálenost menˇs´ı neˇz nastavena v Duel range nastává duel. V tomto pˇr´ıpadˇe hráˇc mus´ı co nejrychleji zmáˇcknout tlaˇc´ıtko dialogu, protoˇze vyhrává ten, kter´ y byl rychlejˇs´ı.

Obrázek A.3: Map activity

A.2.5

V´ ymˇ ena komponent

K dispozici jsou dvˇe dalˇs´ı komponenty: jedna simuluj´ıc´ı polohu, druhá simuluj´ıc´ı komunikaci se serverem slouˇz´ıc´ı pouze pro orientaci na mapˇe. Komponenty pouˇzijeme následuj´ıc´ım postupem:

87



1. Pˇrepsán´ı soubor˚ u bundl˚ u – nejdˇr´ıve mus´ıme pˇrepsat soubory v SD karta \ gpsGame \ felix \ bundles 2. Vymazán´ı cache Felix – poté je nutné vymazat cache Felix – smazán´ı adresáˇre felix cache 3. Ukonˇcen´ı aplikace – pokud aplikace stále bˇeˇz´ı je tˇreba ji ukonˇcit (vˇcetnˇe spuˇstˇené sluˇzby) 4. Spuˇstˇen´ı aplikace – nyn´ı m˚ uˇzeme aplikaci spustit s nov´ ymi komponentami

A.2.6

Ukonˇ cen´ı aplikace

Po ukonˇcen´ı aplikace obˇcas z˚ ustává bˇeˇzet sluˇzba FelixService. Pro ˇrádné ukonˇcen´ı je potˇreba sluˇzbu ukonˇcit (bˇeˇz´ıc´ı sluˇzba nijak nebrán´ı fungován´ı aplikace, nebo ˇcehokoliv jiného). Sluˇzba jde ukonˇcit pˇres Menu->Nastaven´ı>Aplikace->Spr´ ava sluˇ zeb. Poté se nˇekdy znova spust´ı aplikace, která kdyˇz se znova ukonˇc´ı jiˇz nic nen´ı spuˇstˇeno.

88

Západočeská univerzita v Plzni Fakulta aplikovaných věd Katedra informatiky a výpočetní techniky. Herní aplikace pro. komponent na OS Android

Recommend Documents