Nghiên cứu và xây dựng ứng dụng Phone Book Safe Manager trên Android DANH MỤC HÌNH VẼ CHƯƠNG 1 CHƯƠNG 2 CHƯƠNG 3 Sinh viên: Trần Hữu Phước | 1 Nghiên cứu và xây dựng ứng dụng Phone Book Safe Manager trên Android CÁC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT Ký hiệu, viết tắt và thuật ngữ Giải nghĩa SDK Software develop kit Android Platform Nền tảng Android Soft-keyboard Bàn phím ảo trong điện thoại VM Visual Machine (Máy ảo) Android Emulator Thiết bị giả lập điện thoại Android để chạy các ứng dụng. Activity (danh từ) Một đối tượng trong Android. Cần phân biệt với động từ active Running Trạng thái đạng thực thi của một ứng dụng Issue Vấn đề phát sinh trong quá trình xây dựng ứng dụng Bug Lỗi phát sinh trong quá trình xây dựng ứng dụng Uri Đường dẫn chỉ đến các dữ liệu trong hệ thống Android Content Provider Một thành phần trong hệ thống Android hỗ trợ truy vấn vào các dữ liệu trong hệ thống. Callback Gọi lại một hàm nào đó khi xảy ra một sự kiện tương ứng. SIM Thẻ SIM điện thoại Sinh viên: Trần Hữu Phước | 2 Nghiên cứu và xây dựng ứng dụng Phone Book Safe Manager trên Android Mục lục DANH MỤC HÌNH VẼ 1 CÁC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT 2 MỤC LỤC 3 MỞ ĐẦU 5 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 6 1. LỊCH SỬ ANDROID 6 2. MÁY ẢO DALVIK 7 3. KIẾN TRÚC CỦA ANDROID 7 3.1. Applications (tầng ứng dụng) 8 3.2. Application framework 8 3.3. Library 9 3.4. Android Runtime (môi trường thực thi) 9 3.5. Linux kernel (nhân Linux) 10 4. ANDROID EMULATOR 10 5. CÁC THÀNH PHẦN TRONG MỘT DỰ ÁN ANDROID 11 5.1. AndroidManifest.xml 11 5.2. File R.java 12 6. CHU KỲ ỨNG DỤNG ANDROID 13 6.1. Chu kỳ sống thành phần 14 6.2. Activity Stack 14 6.3. Các trạng thái của chu kỳ sống 15 6.4. Chu kỳ sống của ứng dụng 15 6.5. Các sự kiện trong chu kỳ sống của ứng dụng 16 6.6. Thời gian sống của ứng dụng 16 6.7. Thời gian hiển thị của Activity 16 6.8. Các phương thức của chu kỳ sống 16 7. CÁC THÀNH PHẦN TRONG ỨNG DỤNG ANDROID 18 7.1. View 18 7.2. ViewGroup 18 7.3. Button 20 7.4. ImageButton 21 7.5. ImageView 22 7.6. ListView 22 7.7. TextView 23 7.8. EditText 23 7.9. CheckBox 24 Sinh viên: Trần Hữu Phước | 3 Nghiên cứu và xây dựng ứng dụng Phone Book Safe Manager trên Android 7.10. MenuOptions 24 7.11. ContextMenu 25 7.12. Quick Search Box 26 7.13. Activity 27 7.14. Intent 28 7.15. Content provider và Uri 30 7.16. Background service 31 7.17. Telephony 34 7.18. SQLite 34 12. ANDROID & WEBSERVICE 35 12.1. Khái niệm Web service và SOAP 35 12.2. Giới thiệu về XStream 36 12.3. Thao tác với web service trong Android 38 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 41 1. ĐẶC TẢ BÀI TOÁN 41 2. ĐẶC TẢ HỆ THỐNG 41 2.1. Giới thiệu các mối quan hệ 41 2.2. Biểu đồ Use-case của ứng dụng 42 2.3. Biểu đồ Class 43 43 2.4. Đặc tả chức năng 44 2.5. CƠ SỞ DỮ LIỆU 56 CHƯƠNG 3: TRIỂN KHAI VÀ KIỂM THỬ ỨNG DỤNG 59 1. MỘT VÀI HÌNH ẢNH ỨNG DỤNG 59 2. SƠ ĐỒ LIÊN KẾT CÁC MÀN HÌNH VÀ DIALOG 62 3. ĐÁNH GIÁ ỨNG DỤNG 62 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 Sinh viên: Trần Hữu Phước | 4 Nghiên cứu và xây dựng ứng dụng Phone Book Safe Manager trên Android MỞ ĐẦU Ngày nay, xu thế của xã hội thông tin đang chuyển dần sang lĩnh vực công nghệ di động nói chung và điện thoại di động nói riêng. Minh chứng cho điều đó là sự ra đời của hai dòng điện thoại smartphone Android và iPhone. Tuy nhiên, hiện nay tiêu điểm gây chú ý nhất trong xã hội thông tin vẫn là nền tảng Android của Google. Android là một nền tảng phần mềm mở dựa trên nhân hệ điều hành Linux và đánh giá là một nền tảng công nghệ phổ biến trong nhiều lĩnh vực trong tương lai. Hiện nay, Android đã thu hút được sự quan tâm của các nhà sản xuất điện thoại di động lớn trên thế giới và mức tăng trưởng của Android vượt lên dẫn đầu so với iPhone, Nokia và nhiều hãng khác. Ở nước ta, Android thực sự là một mảnh đất màu mỡ mà các công ty phần mềm khai thác. Điều này cũng kéo theo việc cơ hội việc làm cho sinh viên mới ra trường cũng nhiều hơn. Ngoài ra, Android là một nền tảng mở và được viết bằng ngôn ngữ Java nên đây là một điểm rất thuận lợi để cho nhiều người có thể dễ dàng bắt tay vào nghiên cứu cũng như dễ dàng tiếp cận công nghệ. Ngoài ra, việc sử dụng một chiếc điện thoại di động ngay nay đã không chỉ đơn thuần là để gọi và nhắn tin mà thêm vào đó là rất nhiều các chức năng tiện ích khác giúp người dùng có thể quản lý công việc một cách hiệu quả và an toàn nhất. Một trong số đó là việc quản lý các Contact (thông tin liên lạc) trong điện thoại. Bất kỳ một chiếc điện thoại nào cũng cần phải có một trình quản lý Contact giúp người dùng lưu trữ, tìm kiếm Contact một cách nhanh chóng, dễ dàng và nhất là đối với một chiếc smartphone Android thì yếu tố an toàn là không thể thiếu. Để giải quyết vấn đề này tôi đã nghiên cứu và xây dựng ứng dụng Phone Book Safe Manager trên Android. Mặc dù, cũng đã có những ứng dụng tương tự trên Android cho phép quản lý và lưu trữ Contact một cách an toàn nhưng hướng nghiên cứu của tôi là bằng cách lưu trữ dữ liệu trên một server riêng không phải là dựa vào Gmail như các ứng dụng khác. Việc lưu trữ dữ liệu Contact trên một server riêng cho phép dễ dàng mở rộng các tính năng trong tương lai mà không bị phụ thuộc vào các dịch vụ trực tuyến. Đồng thời, cũng dễ dàng chia sẽ dữ liệu và các thông tin liên lạc. Mục đích chính khi thực hiện đề tài này là nhằm tiếp cận, nghiên cứu và khai thác nền tảng phần mềm mở Android để tạo ra một phần mềm có tính thực tiễn cao, ứng dụng hiệu quả vào cuộc sống. Báo cáo của đề tài bao gồm 3 chương: Chương 1: Giới thiệu các vấn đề lý thuyết liên quan Chương 2: Đặt vấn đề, trình bày giải pháp, phân tích và thiết kế Chương 3: Triển khai ứng dụng và demo Sinh viên: Trần Hữu Phước | 5 Nghiên cứu và xây dựng ứng dụng Phone Book Safe Manager trên Android CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1. LỊCH SỬ ANDROID Ban đầu, Android là hệ điều hành cho các thiết bị cầm tay dựa trên lõi Linux do công ty Android Inc. (California, Mỹ) thiết kế. Công ty này sau đó được Google mua lại vào năm 2005 và bắt đầu xây dựng Android Platform. Các thành viên chủ chốt tại ở Android Inc. gồm có: Andy Rubin, Rich Miner, Nick Sears, and Chris White. Hình 1- Android timeline Vào cuối năm 2007, thuộc về Liên minh Thiết bị Cầm tay Mã Nguồn mở (Open Handset Alliance) gồm các thành viên nổi bật trong ngành viễn thông và thiết bị cầm tay như: Texas Instruments, Broadcom Corporation, Google, HTC, Intel, LG, Marvell Technology Group, Motorola, Nvidia, Qualcomm, Samsung Electronics, Sprint Nextel, T-Mobile, ARM Holdings, Atheros Communications, Asustek Computer Inc, Garmin Ltd, Softbank, Sony Ericsson, Toshiba Corp, and Vodafone Group,… Mục tiêu của Liên minh này là nhanh chóng đổi mới để đáp ứng tốt hơn cho nhu cầu người tiêu dùng và kết quả đầu tiên của nó chính là nền tảng Android. Android được thiết kế để phục vụ nhu cầu của các nhà sản xuất thiết, các nhà khai thác và các lập trình viên thiết bị cầm tay. Phiên bản SDK lần đầu tiên phát hành vào tháng 11 năm 2007, hãng T-Mobile cũng công bố chiếc điện thoại Android đầu tiên đó là chiếc T-Mobile G1, chiếc smartphone đầu tiên dựa trên nền tảng Android. Một vài ngày sau đó, Google lại tiếp tục công bố sự ra mắt phiên bản Android SDK release Candidate 1.0. Trong tháng 10 năm 2008, Google được cấp giấy phép mã nguồn mở cho Android Platform. Sinh viên: Trần Hữu Phước | 6 Nghiên cứu và xây dựng ứng dụng Phone Book Safe Manager trên Android Khi Android được phát hành thì một trong số các mục tiêu trong kiến trúc của nó là cho phép các ứng dụng có thể tương tác được với nhau và có thể sử dụng lại các thành phần từ những ứng dụng khác. Việc tái sử dụng không chỉ được áp dụng cho cho các dịch vụ mà nó còn được áp dụng cho cả các thành phần dữ liệu và giao diện người dùng. Vào cuối năm 2008, Google cho phát hành một thiết bị cầm tay được gọi là Android Dev Phone 1 có thể chạy được các ứng dụng Android mà không bị ràng buộc vào các nhà cung cấp mạng điện thoại di động. Mục tiêu của thiết bị này là cho phép các nhà phát triển thực hiện các cuộc thí nghiệ m trên một thiết bị thực có thể chạy hệ điều hành Android mà không phải ký một bản hợp đồng nào. Vào khoảng cùng thời gian đó thì Google cũng cho phát hành một phiên vản vá lỗi 1.1 của hệ điều hành này. Ở cả hai phiên bản 1.0 và 1.1 Android chưa hỗ trợ soft- keyboard mà đòi hỏi các thiết bị phải sử dụ ng bàn phím vật lý. Android cố định vấn đề này bằng cách phát hành SDK 1.5 vào tháng Tư năm 2009, cùng với một số tính năng khác. Chẳng hạn như nâng cao khả năng ghi âm truyền thông, vật dụng, và các live folder. 2. MÁY ẢO DALVIK Dalvik là máy ảo giúp các ứng dụng java chạy được trên các thiết bị động Android. Nó chạy các ứng dụng đã được chuyển đổi thành một file thực thi Dalvik (dex). Định dạng phù hợp cho các hệ thống mà thường bị hạn chế về bộ nhớ và tốc độ xử lý. Dalvik đã được thiết kế và viết bởi Dan Bornstein, người đã đặt tên cho nó sau khi đến thăm một ngôi làng đánh cá nhỏ có tên là Dalvík ở đảo Eyjafjörður, nơi mà một số tổ tiên của ông sinh sống. Từ góc nhìn của một nhà phát triển, Dalvik trông giống như máy ảo Java (Java Virtual Machine) nhưng thực tế thì hoàn toàn khác. Khi nhà phát triển viết một ứng dụng dành cho Android, anh ta thực hiện các đoạn mã trong môi trường Java. Sau đó, nó sẽ được biên dịch sang các bytecode của Java, tuy nhiên để thực thi được ứng dụng này trên Android thì nhà phát triển phải thực thi một công cụ có tên là dx. Đây là công cụ dùng để chuyển đổi bytecode sang một dạng gọi là dex bytecode. "Dex" là từ viết tắt của "Dalvik executable" đóng vai trò như cơ chế ảo thực thi các ứng dụng Android. 3. KIẾN TRÚC CỦA ANDROID Mô hình sau thể hiện một cách tổng quát các thành phần của hệ điều hành Android. Mỗi một phần sẽ được đặc tả một cách chi tiết dưới đây. Sinh viên: Trần Hữu Phước | 7 Nghiên cứu và xây dựng ứng dụng Phone Book Safe Manager trên Android Hình 1- Cấu trúc stack hệ thống Android 3.1. Applications (tầng ứng dụng) Android được tích hợp sẵn một số ứng dụng cần thiết cơ bản như: contacts, browser, camera, Phone,… Tất cả các ứng dụng chạy trên hệ điều hành Android đều được viết bằng Java. 3.2. Application framework Bằng cách cung cấp một nền tảng phát triển mở, Android cung cấp cho các nhà phát triển khả năng xây dựng các ứng dụng cực kỳ phong phú và sáng tạo. Nhà phát triển được tự do tận dụng các thiết bị phần cứng, thông tin địa điểm truy cập, các dịch vụ chạy nền, thiết lập hệ thống báo động, thêm các thông báo để các thanh trạng thái, và nhiều, nhiều hơn nữa. Nhà phát triển có thể truy cập vào các API cùng một khuôn khổ được sử dụng bởi các ứng dụng lõi. Các kiến trúc ứng dụng được thiết kế để đơn giản hóa việc sử dụng lại các thành phần; bất kỳ ứng dụng có thể xuất bản khả năng của mình và ứng dụng nào khác sau đó có thể sử dụng những khả năng (có thể hạn chế bảo mật được thực thi bởi khuôn khổ). Cơ chế này cho phép các thành phần tương tự sẽ được thay thế bởi người sử dụng. Cơ bản tất cả các ứng dụng là một bộ các dịch vụ và các hệ thống, bao gồm: • Một tập hợp rất nhiều các View có khả năng kế thừa lẫn nhau dùng để thiết kế phần giao diện ứng dụng như: gridview, tableview, linearlayout,… Sinh viên: Trần Hữu Phước | 8 Nghiên cứu và xây dựng ứng dụng Phone Book Safe Manager trên Android • Một “Content Provider” cho phép các ứng dụng có thể truy xuất dữ liệu từ các ứng dụng khác (chẳng hạn như Contacts) hoặc là chia sẻ dữ liệu giữa các ứng dụng đó. • Một “Resource Manager” cung cấp truy xuất tới các tài nguyên không phải là mã nguồn, chẳng hạn như: localized strings, graphics, and layout files. • Một “Notifycation Manager” cho phép tất cả các ứng dụng hiển thị các custom alerts trong status bar. Activity Maanager được dùng để quản lý chu trình sống của ứng dụng và điều hướng các activity. 3.3. Library Android bao gồm một tập hợp các thư viên C/C++ được sử dụng bởi nhiều thành phần khác nhau trong hệ thống Android. Điều này được thể hiện thông qua nền tảng ứng dụng Android. Một số các thư viện cơ bản được liệt kê dưới đây: • System C library: a BSD-derived triển khai các thư viện hệ thống ngôn ngữ C chuẩn, được nhúng vào các thiết bị dựa trên hệ điều hành Linux. • Media Libraries – Dựa trên PacketVideo's OpenCORE; thư viện này hỗ trợ cho việc chơi nhạc, quay phim, chụp hình theo các định dạng file MPEG4, H.264, MP3, AAC, AMR, JPG, and PNG • Surface Manager – Quản lý truy cập đến các hệ thống con hiển thị cũng như các lớp đồ họa 2D, 3D từ tầng ứng dụng. • LibWebCore – Thư viện được dùng để tạo nên thành phần webview trong Android và có thể nhúng được vào nhiều ứng dụng. • SGL – Thư viện hỗ trợ đồ hoạ 2D. • 3D libraries – Thư viện đồ họa 3D. • FreeType - bitmap and vector font rendering. • SQLite – Một cơ sở dữ liệu nhỏ được dùng cho các thiết bị cầm tay có bộ nhớ hạn chế. SQLite không có quan hệ như các cơ sở dữ liệu khác 3.4. Android Runtime (môi trường thực thi) Android bao gồm một tập hợp các thư viện cơ bản mà cung cấp hầu hết các chức năng có sẵn trong các thư viện lõi của ngôn ngữ lập trình Java. Tất cả các ứng dụng Android đều chạy trong tiến trình riêng. Máy ảo Dalvik đã được viết để cho một thiết bị có thể chạy nhiều máy ảo hiệu quả. Các VM Dalvik thực thi các tập tin thực thi Dalvik (dex). Định dạng được tối ưu hóa cho bộ nhớ tối thiểu. VM là dựa trên Sinh viên: Trần Hữu Phước | 9 Nghiên cứu và xây dựng ứng dụng Phone Book Safe Manager trên Android register-based, và chạy các lớp đã được biên dịch bởi một trình biên dịch Java để chuyển đổi thành các định dạng dex. Các VM Dalvik dựa vào nhân Linux cho các chức năng cơ bản như luồng và quản lý bộ nhớ thấp. 3.5. Linux kernel (nhân Linux) Android dựa trên Linux phiên bản 2.6 cho hệ thống dịch vụ cốt lõi như bảo mật quản lý bộ nhớ, quản lý tiến trình, các tầng network, và các mô hình điều khiển. Kernel Linux hoạt động như một lớp trừu tượng hóa giữa phần cứng và phần còn lại của phần mềm stack. 4. ANDROID EMULATOR Android SDK và Plugin Eclipse được gọi là một Android Deverloper Tool (ADT). Các lập trình viên Android sẽ cần phải sử dụng công cụ IDE (Integrated Development Enveronment) này để phát triển, gỡ lỗi và kiểm thử cho các ứng dụng. Tuy nhiên, các lập trình viên cũng có thể không cần phải sử dụng IDE mà thay vào đó là sử dụng “command line” để biên dịch và tất nhiên là vẫn có Emulator như thường. Android Emulator được trang bị đầy đủ hầu hết các tính năng của một thiết bị thật. Tuy nhiên, một số đã bị giới hạn như là kết nối qua cổng USB, camera và video, nghe phone, nguồn điện giả lập và bluetooth. Android Emulator thực hiện các công việc thông qua một bộ xử lý mã nguồn mở, công nghệ này được gọi là QEMU (http://bellard.org/qemu/) được phát triển bởi Fabrice Bellard. Hình 1- Android emulator Sinh viên: Trần Hữu Phước | 10 [...]... android: name = “string”  thuộc tính này để đặt tên cho ứng dụng Android Tên này sẽ được hiển thị lên màn hình sau khi cài đặt ứng dụng Sinh viên: Trần Hữu Phước | 11 Nghiên cứu và xây dựng ứng dụng Phone Book Safe Manager trên Android  android: theme = “drawable theme”  thuộc tính này để đặt theme cho ứng dụng Các theme là các cách để hiển thị giao diện ứng dụng Ngoài ra còn nhiều thuộc tính khác… Permission.. .Nghiên cứu và xây dựng ứng dụng Phone Book Safe Manager trên Android 5 CÁC THÀNH PHẦN TRONG MỘT DỰ ÁN ANDROID 5.1 AndroidManifest.xml Trong bất kì một dự án Android nào khi tạo ra đều có một file AndroidManifest.xml, file này được dùng để định nghĩa các màn hình sử dụng, các quyền cũng như các giao diện cho ứng dụng Đồng thời nó cũng chứa thông tin về phiên... duyển lên và trở thành active Hình 1- Activity stack Sinh viên: Trần Hữu Phước | 14 Nghiên cứu và xây dựng ứng dụng Phone Book Safe Manager trên Android 6.3 Các trạng thái của chu kỳ sống Hình 1- Chu kỳ sống của Activity Một Activity chủ yếu có 3 chu kỳ chính sau: 1 Active hoặc running: Khi Activity là được chạy trên màn hình Activity này tập trung vào những thao tác của người dùng trên ứng dụng 2 Paused:... | 24 Nghiên cứu và xây dựng ứng dụng Phone Book Safe Manager trên Android // when we turn the 2nd parameter to false menu.setGroupVisible(1, false); return super.onCreateOptionsMenu(menu); } } Hình 1- Minh hoạ option menu Tạo bằng XML