Sveučilište J.J. Strossmayera u Osijeku Odjel za matematiku Sveučilišni diplomski studij matematike, smjer: Matematika i računarstvo

Transcription

1 Sveučilište J.J. Strossmayera u Osijeku Odjel za matematiku Sveučilišni diplomski studij matematike, smjer: Matematika i računarstvo Danilo Šormaz Razvoj mobilnih aplikacija Seminarski rad Kolegij : Softversko inženjerstvo Nositelj kolegija : doc. dr. sc. Alfonzo Baumgartner Osijek, 2018

2 Sadržaj 1. Uvod Nativni vs Hibridni razvoj aplikacija Platforme mobilnih aplikacija Android Razvoj Android mobilnih aplikacija ios Razvoj ios aplikacija Windows Phone Razvoj Windows Phone aplikacija Zaključak Literatura

3 1. Uvod U ovom seminaru će biti obrađena tema razvoja mobilnih aplikacija, grane softvera koja se najbrže razvija. U prvom dijelu ćemo izvršiti podjelu razvoja aplikacija na nativni i hibridni razvoj. Navest ćemo prednosti i mane razvoja aplikacije na jedan odnosno drugi način. Usporedit ćemo ta dva razvoja, navesti primjere nativnih i hibridnih aplikacija, te primjere frameworka za hibridni razvoj. U nastavku ćemo opisati tri najpopularnije mobilne platforme te njihove razvojne okoline. 2. Nativni vs Hibridni razvoj aplikacija Nativna aplikacija je softverski proizvod razvijen za točno određenu platformu ili uređaj. To je zapravo najčešći oblik mobilnih aplikacija. Instalira se izravno na uređaj najčešće putem nekakvog online marketa kao što je Google Play. Kao što i samo ime govori nativne aplikacije koriste nativne programske jezike za svaku platformu; npr Objective - C ili Swift za ios i Javu za Android. Prednosti nativnog razvoja aplikacija: User Experience - dugogodišnjem korisniku jedne platforme ta platforma je jako dobro poznata, pa ima problema s korištenjem aplikacije koja izgleda i ponaša se prema konvencijama druge platforme. Zato će nativne aplikacije biti intuitivnije budući da svaka platforma ima svoj specifičan UI. Brzina i performanse - budući je aplikacija razvijana i optimiziriana za točno određenu platformu (bio to ios ili Android) to će se odraziti na boljoj učinkovitosti. Uz nativni način razvoja aplikacije sve je unaprijed uzeto u obzir poput memorije i baterije uređaja. Kôd nativnih aplikacija radi brže, nove funkcionalnosti se lakše integriraju te je sama aplikacija stabilnija. Mogućnosti - kada promatramo razlog zašto su Android i ios nativne aplikacije bolje, trebamo uzeti u obzir činjenicu da aplikacije imaju potpun pristup kameri, bazi podataka, geolokaciji i drugim funkcionalnostima uređaja. S hibridnim načinom razvoja postoje ograničenja prilikom konstrukcije interface-a jer se koristi na više platformi. Testiranje - testira se samo jedna platforma pa su testovi specifičniji, detaljniji, te je veća mogućnost da budu uspješniji. Internetska konekcija najčešće nije potrebna, tj. ovisi o funkcionalnosti. 3

4 Mane nativnog razvoja aplikacija: Trošak razvoja aplikacije - potrebno je zasebno razviti aplikaciju za svaki mobilni operativni sustav, što iziskuje više vremena i novca u razvoju, a i kasnijoj nadogradnji. Brzina razvoja aplikacije - sav kôd mora biti jedinstven za svaku platformu što će iziskivati više vremena za razvoj. Održavanje i evolucija - u ovisnosti o broju platformi i uređaja za koje je aplikacija rađena toliko ćemo više errora i bugova morati popraviti. Za razvoj aplikacije je potrebno ili više ljudi koji će moći pokriti razne jezike, ili jedan iskusniji developer koji mora znati više jezika. Glavna razlika između nativnih i hibridnih aplikacija dolazi iz procesa razvoja aplikacije. Hibridne aplikacije se pišu odjednom za sve platforme, tj. kôd je jedinstven, uz neke iznimke. Zapravo hibridna aplikacija se može opisati kao mješavina nativne aplikacije i web aplikacije. Hibridne aplikacije se razvijaju pomoću HTML-a, CSS-a i JS-a. Developeri razvijaju jedan bazni kod na kojem se dodatno vrše manje promjene za različite platforme. Hibridne aplikacije mogu koristiti WebView, aplikaciju koju možemo zamisliti kao fullscreen web preglednik tj. mogu koristiti nativni wrapper. Zbog toga možemo reći da su hibridne aplikacije aplikacije koje su razvijene web tehnologijom, a kao rezultat daju web aplikaciju koja se pokreće kao samostalna aplikacija. Prednosti hibridnog razvoja aplikacija: Razvijanje aplikacije je puno jednostavnije budući se izrađuje jedna aplikacija za više platformi. Brže razvijanje uz nižu cijenu. Jedinstvena logika - bez obzira na platformu logičkio dio aplikacije će se ponašati jednako. Razvijena na web tehnologijama HTML, CSS, JS koje su mnogo jednostavnije za korištenje. Mane hibridnog razvoja: User Experience - postizanje dobrog korisničkog iskustva je teško jer prilikom razvijanja interface mora zadovoljiti potrebe korisnika Androida i ios-a. Ukoliko aplikacija bude više izlazila u susret korisnicima Androida, tada će korisnici ios-a osjetiti poteškoće prilikom uporabe aplikacije (i obratno). Performanse - nedovoljno brzo renderiranje interface-a i trzanje efekata animacije kod starijih verzija OS-a. 4

5 Programski okviri za hibridne mobilne aplikacije: Framework Prednosti Mane Xamarin PhoneGap/Cordova Intel XDK Ionic Framework7 Kendo UI Performanse Nativan UX Jednostavno za održavanje Veliki izbor biblioteka Brza izrada prototipa HTML, CSS, JS mobile i Cordova Responzivan dizajn Lagana provjera na različitim uređajima kroz XDK emulate tab Rad s predefiniranim komponentama Dobar community Jednostavan Temeljen na HTML, CSS i JS Dobre performanse Animacije Brzina Dokumentacija Limitiran pristup open-source bibliotekama Community Nije za aplikacije koje imaju napredniju grafiku Veličina aplikacije Loše performanse Manjak UI widgeta Performanse Limitirane funckionalnosti zbog security modela Community Zahtjeva dobro poznavanje Angular JS-a PhoneGap/Cordova builder nije uključen Kombinacija jquery i Angular JS Apache Cordova je framework za razvoj mobilnih aplikacija. Ovaj framework omogućuje developerima da razvijaju aplikaciju koristeći CSS3, HTML5 i JS. On koristi mobilni preglednik tj. njegov rendering engine za izvršavanje aplikacije. Preko tog enginea je omogućena komunikacija s operativnim sustavom te nakon uspješne komunikacije se prikazuje UI aplikacije. Postoje dva različita smjera razvoja Cordova aplikacija: cross - platform - omogućava da pokrijemo sve željene platforme (Android, ios, BlackBerry, Windows Phone), ali nam daje nešto manje funkcionalnosti. platform - centered - bazira se na dodacima za točno određenu platformu što omogućuje bolje performanse i više mogućnosti. Iako smo strogo podijelili razvoj Cordova aplikacija, moguće je da se ova dva načina kombiniraju. Npr. možemo napisati većinu aplikacije tako da koristimo prvi pristup, a zatim taj dio iskoristiti i određenim aplikacijama dodati biblioteke za ios, Android itd. Cordova trenutno podržava razvijanje aplikacija za: Apple ios, Bada, BlackBerry, FirefoxOS, Google Android, Microsoft Windows Phone, Nokia Symbian OS, Tizen i Ubuntu Touch. 5

6 Cordova pruža API za pristup sustavskim funkcijama uređaja, tako da iz web aplikacije možemo aktivirati kameru, izbaciti notifikaciju, očitati geografske koordinate i dr. Ove funkcionalnosti su dostupne nakon instaliranja odgovarajućeg Cordova plugina: Battery Status Camera Console Contacts Device File Geolocation Media Vibration itd. Da bi odgovorili na pitanje kada koristiti nativni razvoj aplikacije, a kada hibridni, moramo znati što je cilj našeg projekta i što naš projekt zahtjeva. Izabrat ćemo nativni razvoj ukoliko : Aplikacija treba biti u mogućnosti da radi i offline i online Želimo što responzivniju aplikaciju Aplikacija zahtjeva pristup servisima i resursima uređaja Želimo što funkcionalniju aplikaciju Želimo bolji UX Želimo stabilnost i brzinu Izabrat ćemo hibridni razvoj ukoliko : Offline način rada nije važan Aplikacija ne sadrži zahtjevne obrade podataka ili kompleksne animacije Imamo web aplikaciju i želimo u što kraćem roku uz minimalne troškove izraditi mobilnu aplikaciju Primjeri hibridnih aplikacija: Gmail, Twitter, Uber, Amazon Appstore... Primjer nativnih aplikacija: Pokemon GO, Google play, App Store, Facebook, Kalkulator... 6

7 3. Platforme mobilnih aplikacija 3.1. Android Android je mobilni operacijski sustav razvijen od strane Google-a. Tvrtku Android su osnovali Andy Rubin, Rich Miner, Nick Sears i Chris White godine. Prvobitna namjera tvrke je bilo razvijanje naprednijeg operacijskog sustava za digitalne kamere. Međutim, tvrtka je shvatila kako tržište kamera nije dovoljno veliko kako bi se postigao veći uspjeh, te se prebacuju na razvoj operacijskog sustava za mobilne telefone. Google godine kupuje tvrtku Android, a bitniji zaposlenici, uključujući Rubina, Minera i White-a, se pridružuju Googleu kao dio akvizicije. U Googleu, tim vođen Rubinom razvija platformu za mobilne uređaje na Linux kernelu godine predstavlja prototip Sooner, koji je imao sličnosti s BlackBerry mobilnim uređajem. Uređaj nije imao zaslon osjetljiv na dodir, imao je QWERTY fizičku tipkovnicu. Izlaskom Appleovog iphone-a godine, Android je morao unaprijediti svoj mobilni uređaj, kako bi ostao konkurentan na budućem tržištu. Slika 1: Prototip Sooner godine osnovana je Open Handset Alliance tj. grupa koja se zalagala za open source budućnost mobilne tehnologije, a koju su sačinjavali Google, HTC, Motorola, Samsung, Sprint, T- Mobile, Qualcomm i Texas Instruments. Ubrzo grupacija dobija još dva open source konkurenta: Symbian Foundation i LiMo Foundation. Open Handset Alliance je iste godine predstavila svoj prvi projekt - Android OS godine pojavljuje se prvi komercijalni uređaj na Android sustavu - HTC Dream, poznat i kao T - Mobile G1. Uređaj je bio pokretan Androidom 1.5 kodnog imena Cupcake. Verzije Androida su dobivale imena po slasticama i to abecednim redom, pa tako imamo Cupcake, Donut, Eclair itd. Jednom prilikom Google je pokušao na svoj način objasniti zašto daju takva imena verzijama 7

8 Androida - Since these devices make our lives so sweet, each Android version is named after a dessert. Kodno ime Broj verzije Godina izlaska Bez kodnog imena Petit Four Cupcake Donut Eclair Froyo Gingerbreade Honeycomb Ice Cream Sandwich Jelly Bean KitKat Lollipop Marshmallow Nougat Oreo Android P (beta) Slika 2: Verzije Android OS-a Kako je Apple razvijao operacijski sustav isključivo za svoj uređaj Iphone, tako je i Google godine predstavio Nexus uređaj koji je specifičan po tome što se na njemu nalazi čisti Android operacijski sustav - bez dodatnih modifikacija od strane proizvođača samog uređaja. Slika 3: Verzije Android OS-a 8

9 Razvoj Android mobilnih aplikacija Aplikacije koje proširuju funkcionalnost mobilnih uređaja su pisane uz korištenje Android software develompent alata (SDK) i često uz korištenje Jave kao programskog jezika. Java može biti kombinirana sa C/C++ programskim jezikom godine Google je objavio podršku za razvoj Android mobilnih aplikacija u programskom jeziku Kotlinu. SDK omogućuje veći skup razvojnih alata, uključujući debbuger, biblioteke, emulator za mobilni uređaj baziran na QEMU (Quick Emulator - besplatan open source hypervisor ili monitor virtualne mašine), dokumentaciju, primjer koda i tutorijale. Prvobitno su developeri koristili Eclipse IDE uz ADT (Android Development Tools) plugin. Od godine do danas aplikacije za Android se razvijaju u Android Studiu (trenutačna verzija je 3.1.2), baziranom na IntelliJ IDEA (Java integrated development environment). Android Studio pruža razne mogućnosti prilikom razvoja aplikacija: fleksibilan Gradle - based build sustav (Gradle je open - source build automation sustav)brz emulator jedinstveno okruženje koje omogućuje razvoj za sve Android uređaje Instant run koji trenutno gura promjene na aktivnu aplikaciju, bez da stvara novi APK (Application Package Kit) Template kodovi i integracija s GitHubom koji omogućuju brzu izgradnju uobičajenih dijelova aplikacije Sadrži opsežne alate za testiranje aplikacije Lint alati za praćenje performansa, iskoristivosti, kompatibilnosti verzije itd. C++ i NDK (skup alata koji omogućavaju implementaciju dijelova aplikacije u nativnom kodu, koristeći jezike poput C-a i C++-a. Za određene tipove aplikacija, ovo svojstvo može pomoći prilikom ponovne iskoristivosti određenih kodova i biblioteka napisanih u tim jezicima) podrška. Layout Editor - omogućuje drag and drop UI komponente. Prezentacijski dio aplikacije se piše u XML-u. Prilikom razvoja aplikacije developeri moraju uzeti u obzir da razvijaju aplikaciju koja će biti pokretana na različitim uređajima s različitim verzijama Android sustava na sebi. Time razvoj Android aplikacija zahtjeva više vremena, veću posvećenost detaljima, te iscrpno testiranje na različitim uređajima i verzijama platforme. Android nudi različite mogućnosti distribucije aplikacija. Moguće je distribuirati aplikaciju koristeći mrežnu trgovinu aplikacija Google Play, web stranicu ili slanjem aplikacije korisniku direktno preko a. Google Play pruža najbolju uslugu distribucije aplikacija budući je na taj način 9

10 obuhvaćeno najviše potencijalnih korisnika. Kako bi developerima bilo omogućeno da distribuiraju aplikacije koristeći Google Play, moraju imati Google korisnički račun te moraju uplati iznos u vrijednost od 25$ (američkih dolara) na ime registracije. Google na stranicama za developere nudi upute i zadatke koje je potrebno obaviti prije distribucije aplikacije. Developeri dobijaju 70% cijene aplikacije, dok se s ostalih 30% financiraju distribucijski partneri. Trenutno na Google Playu postoji 3.6 milijuna Android aplikacija ios ios je mobilni operativni sustav kojeg je razvila tvrtke Apple. Prvi uređaj s ovim operativnim sustavom je bio iphone. iphone nije bio prvi uređaj sa zaslonom osjetljivim na dodir, ali je za razliku od ostalih uređaja imao bolje performanse jer je Apple razvio operacijski sustav specifično samo za iphone (za razliku od Androida koji je razvijao OS za različite uređaje). Kasnije je Apple dodatno proširio ios na uređaje ipod i ipad. Za razliku od Androida, ios je closed source operativni sustav koji pripada obitelji UNIX-oida, a pisan je u C-u, C++-u, Objective C-u te u Swiftu. Apple razvija i hardver i softver što omogućuje performanse uređaja na vrlo visokom nivou. Slika 4: ios verzije 10

11 Razvoj ios aplikacija Centar razvoja ios aplikacija je Xcode IDE. Prilikom razvoja aplikacija koristi se Apple hardver i Apple softver. Logika aplikacija se pisala u Objective C - u, dok danas developeri prelaze sve više na programski jezik Swift. Međutim dopušteno je i kombiniranje ta dva jezika prilikom izrade aplikacije. Xcode sadrži većinu potrebnih alata i resursa za razvoj ios aplikacije, ali za neke detaljnije stvari bit će potrebni neki dodatni alati. Xcode komponente : Assistant Editor - dijeli Xcode editor u dva editora, pri čemu je jedan definiran za primaran rad, dok drugi automatski prikazuje dokumente koji su korisni za rad na primarnom dokumentu Jump Bar - služi za brzi skok do bilo kojeg resursa u projektu Testing Schemes Documentation ios Simulator - omogućuje testiranje aplikacije bez samog uređaja Compilers Graphical Debugger - debuggiranje direktno u editoru Interface Builder - integriran u Xcode, omogućuje slaganje korisničkog sučelja bez pisanja koda. Iako ios simulator omogućuje trenutno testiranje aplikacije bez samog uređaja, najbolje je testirati aplikaciju na stvarnom uređaju. Aplikacije se distribuiraju putem App Store-a. Proces je jednostavan, ali postoje određena pravila prilikom objavljivanja aplikacija na App Store-u. Razvoj aplikacije od samog početka pa do distribucije podjeljen je na 5 faza: 1. Uključivanje u ios Developer Program 2. Razvoj i testiranje aplikacije 3. Dodavanje aplikacije u itunes Connect sustav, uređivanje opisa, screenshotova itd. 4. Slanje aplikacije Apple-u na pregled. Ukoliko je aplikacija odbijena vraćamo se na točku Puštanje aplikacije u App Store. Osnovna developerska licenca je skuplja od developerske licence za Android developere, i iznosi 99$ godišnje. Licenca koja podržava naprednije mogućnosti košta 299$ godišnje. Prema podacima iz 2017 godine App Store je sadržavao 2.2 milijuna aplikacija. 11

12 3.3. Windows Phone Windows Phone je familija mobilnog operativnog sustava razvijenog od strane Microsofta. Predviđen je za smartphone uređaje kao zamjena za Windows Mobile. Prvobitno je godine izašla verzija Windows Phone 7. Za razliku od Windows Mobile-a, u fokusu nisu bili samo poslovni korisnici već cijela populacija. Windows Phone 8.1 je posljednja verzija ovog operativnog sustava godine Windows Phone je zamjenjen s Windows 10 Mobile. U ovoj verziji OS-a naglasak je bio na integraciji s Windows 10 OS-om. Ovaj operativni sustav nikada nije bio konkurent Androidu i ios-u. Naime, razvoj ovog sustava nema budućnost. Broj mobilnih aplikacija za ovaj sustav je nedovoljan da bi privukao veći broj korisnika. Vrlo često su aplikacije nedovoljno razvijene i nestabilne Razvoj Windows Phone aplikacija Razvoj aplikacija za Windows mobilnu platformu moguć je samo na Windows OS-u, u Visual Studiju. Aplikacije se piše u jednom od.net programskih jezika: Visual C++, Visual C# ili Visual Basic-u. Prezentacijski dio aplikacije se piše u XAML-, modificiranoj verziji XML-a. Universal Windows Platform (UWP) je API izrađen od strane Microsofta. Svrha UWP-a je da omogući razvijanje univerzalnih aplikacija koje će biti pokretane na Windows 10, Windows 10 Mobile, Xbox One i HoloLens-u, bez dodatnog uređivanja aplikacije za svaki od prethodno navedenih uređaja. Podržava razvoj Windows aplikacija koristeći C++, C#, VB.NET, Javascript, HTML i XAML. API je implementran u C++-u. Naime, UWP je razvijen kao ekstenzija Windows Runtime-a. Windows Phone 8.1 je koristio verziju Windows Runtime-a koja se zvala Windows Phone Runtime. Ona je omogućavala razvoj aplikacija u C# i VB.NET. Distribuiranje Windows mobilnih aplikacija je omogućeno putem Windows Store-a. Licenca za individualne developere iznosi oko 19$, dok za tvrtke iznosi 99$. 12

13 4. Zaključak Mobilni telefoni i aplikacije se vrlo brzo razvijaju. Potražnja za raznolikim mobilnim aplikacijama je svakodnevna, kao i potražnja za aplikacijama koje će biti bolje od trenutnih. Korisnici koriste i nativne i hibridne aplikacije, i trenutno ne možemo s točnošću tvrditi koje aplikacije tj. koji pristup razvoju aplikacija je bolji. Sve ovisi o vrsti aplikacije i njenim potrebama. Iako, možemo reći da postoji doza preferiranja hibridnih aplikacija, zbog jednostavnosti razvoja. Danas najveći dio tržišta zauzimaju Android i ios, koji se nastavljaju rapidno razvijati. Nažalost, Windows ne predstavlja više konkurenciju prethodno navedenim tvrktama. U procesu razvoja aplikacije moramo obratiti pažnju na pojedina ograničenja i karakteristike platforme. iphone uređaji predstavljaju najkvalitetniji omjer hardvera i softvera budući Apple izrađuje i hardver i softver. U budućnosti mobilne aplikacije će i dalje držati visok nivo popularnosti, te se trenutno stanje na tržištu mobilnih platformi vjerojatno neće previše mjenjati. 13

14 5. Literatura