Fondamentaux du développement Android

Architecture, Composants et Publication

Architecture et Composants principaux d’une application Android

Auteur

Affiliations

Emmanuel BRUNO

Université de Toulon

LIS UMR CNRS 7020

Les Activities

• Définition
  • Composant fondamental d’une application Android
  • Représente un écran unique avec une interface utilisateur
  • Point d’entrée principal pour l’interaction utilisateur
• Caractéristiques principales
  • Une seule activité active à la fois
  • Gestion automatique dans une pile (back stack)
  • Cycle de vie bien défini
  • Peut être démarrée par d’autres applications
• Activité principale: MainActivity
  • Déclarée dans le fichier AndroidManifest.xml
• Etudier MainActivity.kt dans le projet Android

Les Intents

• Définition
  • Mécanisme de messagerie pour communiquer entre composants
  • Permet de démarrer des activités, services, etc.
  • Support des communications inter-applications
• Types d’Intents
  1. Explicites
     • Cible spécifique (composant exact)
     • Utilisés pour navigation intra-app
  2. Implicites
     • Action générique
     • Système choisit le composant approprié

Exemples d’Intents

// Intent Explicite
val intent = Intent(this, SecondActivity::class.java)
startActivity(intent)

// Intent Implicite pour sélectionner un contact 
val intent = Intent(Intent.ACTION_PICK).apply {
    type = ContactsContract.CommonDataKinds.Phone.CONTENT_TYPE
}
startActivityForResult(intent, PICK_CONTACT_REQUEST)

Passage de données

// Envoi de données
val intent = Intent(this, DetailActivity::class.java).apply {
    putExtra("key_name", "value")
    putExtra("key_id", 123)
}
startActivity(intent)

// Réception de données
class DetailActivity : AppCompatActivity() {
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        val name = intent.getStringExtra("key_name")
        val id = intent.getIntExtra("key_id", 0)
    }
}

Les Fragments

• Définition
  • Sous-composants modulaires d’une Activity
  • Représentent une portion réutilisable de l’interface utilisateur
  • Peuvent être combinés pour créer des interfaces complexes
• Caractéristiques principales
  • Cycle de vie propre, lié à l’Activity hôte
  • Peuvent être ajoutés/supprimés dynamiquement
  • Réutilisables dans différentes Activities
  • Adaptés aux interfaces flexibles et responsive

Les Services

• Définition
  • Composant qui exécute des opérations de longue durée en arrière-plan
  • Ne fournit pas d’interface utilisateur
  • Continue à fonctionner même si l’utilisateur change d’application
• Types de Services
  • Services en Premier Plan (Foreground)
    • Notification visible pour l’utilisateur
    • Exemple : lecteur de musique
  • Services en Arrière-plan (Background)
    • Opérations invisibles pour l’utilisateur
    • Exemple : synchronisation de données

Exemple d’Implémentation

class MyBackgroundService : Service() {
    override fun onBind(intent: Intent): IBinder? {
        return null
    }

    override fun onStartCommand(intent: Intent?, flags: Int, startId: Int): Int {
        // Code à exécuter en arrière-plan
        return START_STICKY
    }
}

Déclaration dans le Manifest

<service
    android:name=".MyBackgroundService"
    android:exported="false" />

Démarrage d’un Service

// Démarrer un service
val serviceIntent = Intent(this, MyBackgroundService::class.java)
startService(serviceIntent)

// Arrêter un service
stopService(serviceIntent)

Bonnes Pratiques

• Utiliser WorkManager pour les tâches périodiques
• Gérer efficacement le cycle de vie
• Respecter les restrictions de batterie
• Libérer les ressources correctement

Le Manifest Android

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools">

    <application
        android:allowBackup="true"
        android:dataExtractionRules="@xml/data_extraction_rules"
        android:fullBackupContent="@xml/backup_rules"
        android:icon="@mipmap/ic_launcher"
        android:label="@string/app_name"
        android:roundIcon="@mipmap/ic_launcher_round"
        android:supportsRtl="true"
        android:theme="@style/Theme.MyApplication"
        tools:targetApi="31">
        <activity
            android:name=".MainActivity"
            android:exported="true"
            android:label="@string/app_name"
            android:theme="@style/Theme.MyApplication">
            <intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.MAIN" />

                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
            </intent-filter>
        </activity>
    </application>

</manifest>

Structure du Manifest

Le fichier AndroidManifest.xml est un composant crucial de toute application Android. Il contient les informations essentielles de l’application que le système Android doit connaître avant de pouvoir exécuter le code. Dans cet exemple :

• <application> définit les propriétés globales de l’application :
  • android:allowBackup permet la sauvegarde des données
  • android:icon et android:roundIcon définissent les icônes de l’application
  • android:theme spécifie le thème visuel global
• <activity> déclare la MainActivity comme point d’entrée de l’application :
  • android:exported="true" permet son lancement depuis l’extérieur
  • L’intent-filter avec android.intent.action.MAIN et android.intent.category.LAUNCHER indique que cette activité est le point de départ et doit apparaître dans le lanceur d’applications

Cycle de Vie des Composants

Les composants Android suivent un cycle de vie strict géré par le système d’exploitation. Cette gestion est essentielle pour :

Objectifs du cycle de vie : - Optimiser l’utilisation des ressources système - Éviter les fuites de mémoire - Garantir une expérience utilisateur fluide - Gérer les changements de configuration

Principaux composants concernés : - Activities : gestion des écrans et interactions utilisateur - Fragments : sous-parties modulaires d’une interface - Services : opérations en arrière-plan - ViewModels : conservation des données lors des changements de configuration

Points clés : - Chaque état correspond à une méthode de callback spécifique - Le système gère automatiquement les transitions entre états - Les développeurs doivent implémenter les comportements appropriés - Important pour la gestion de la mémoire et des ressources

Cas d’usage typiques : - Sauvegarde de données lors de la rotation de l’écran - Libération des ressources quand l’app passe en arrière-plan - Reprise d’état après un redémarrage de l’application - Gestion des permissions et des résultats d’intents

Exemple d’Activité

class MainActivity : AppCompatActivity() {
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_main)
    }
    
    override fun onResume() {
        super.onResume()
        // L'activité devient visible
    }
    
    override fun onPause() {
        super.onPause()
        // L'activité n'est plus au premier plan
    }
}

États du Cycle de Vie d’une Activity

1. Création (onCreate)
   • Premier callback appelé
   • Initialisation des composants UI
   • Création des ViewModels
   • Configuration de base de l’Activity
2. Démarrage (onStart)
   • Activity devient visible
   • Initialisation des ressources UI
   • Préparation des animations
3. Reprise (onResume)
   • Activity au premier plan
   • Interactive avec l’utilisateur
   • Capture des événements UI
   • Démarrage des animations
4. Active
   • État où l’Activity est pleinement fonctionnelle
   • Interaction utilisateur possible
   • Exécution des opérations principales

5. Pause (onPause)
   • Activity partiellement visible
   • Arrêt des animations
   • Sauvegarde de l’état léger
   • Libération des ressources non essentielles
6. Arrêt (onStop)
   • Activity non visible
   • Sauvegarde de l’état complet
   • Libération des ressources lourdes
   • Arrêt des opérations en cours
7. Redémarrage (onRestart)
   • Transition vers onStart
   • Restauration de l’état
   • Réinitialisation des ressources
8. Destruction (onDestroy)
   • Nettoyage final
   • Libération de toutes les ressources
   • Désinscription des observers
   • Fin du cycle de vie

Fragments

class MainFragment : Fragment() {
    override fun onCreateView(
        inflater: LayoutInflater,
        container: ViewGroup?,
        savedInstanceState: Bundle?
    ): View? {
        return inflater.inflate(
            R.layout.fragment_main,
            container,
            false
        )
    }
}

Les Broadcast Receivers

• Définition
  • Composant qui réagit aux messages système et applicatifs
  • Permet de répondre aux événements à l’échelle du système
  • Fonctionne même si l’application n’est pas active
• Types d’événements courants
  • Changement d’état de connectivité
  • Niveau de batterie faible
  • Installation/désinstallation d’applications
  • Redémarrage du système
  • Messages personnalisés

Les Content Providers

• Définition
  • Interface standardisée pour le partage de données entre applications
  • Permet l’accès sécurisé aux données structurées
  • Encapsule les données et fournit des mécanismes de sécurité
• Caractéristiques principales
  • Utilise une structure similaire aux URI pour accéder aux données
  • Supporte les opérations CRUD (Create, Read, Update, Delete)
  • Gère les permissions d’accès aux données
  • Permet le partage de données entre applications
• Cas d’Usage Courants
  • Accès aux contacts du téléphone
  • Gestion des fichiers médias
  • Partage de données d’application
  • Synchronisation de données avec le serveur

Les ViewModels

• Définition
  • Composant d’architecture qui conserve et gère les données liées à l’UI
  • Survit aux changements de configuration (rotation d’écran)
  • Sépare la logique métier de l’interface utilisateur
• Caractéristiques principales
  • Conserve les données pendant le cycle de vie de l’Activity/Fragment
  • Évite la perte de données lors des changements de configuration
  • Facilite le partage de données entre fragments
  • Suit le pattern MVVM (Model-View-ViewModel)

MVVM (Model-View-ViewModel)

• Architecture en 3 couches
  • Model: Données et logique métier
  • View: Interface utilisateur (Activity/Fragment)
  • ViewModel: Pont entre Model et View
• Différent de MVC (Model-View-Controller)
  • MVC
    • Controller gère directement les interactions UI
    • Vue dépend directement du Model
    • Risque de controllers monolithiques
    • Difficile à tester unitairement
  • MVVM Avantages
    • ViewModel ne connaît pas la View
    • Communication unidirectionnelle
    • Meilleure séparation des responsabilités
    • Plus facile à tester

MVVM vs MVC

graph TD
    subgraph MVC
        C[Controller] -->|met à jour| V1[View]
          V1[View] -->|notifie| C[Controller]
        C -->|manipule| M1[Model]
        M1 -->|notifie| V1
    end
    
    subgraph MVVM
        VM[ViewModel] -->|met à jour| M2[Model]
        V2[View] <-->|liaison de données| VM
        M2 -..->|notifie| VM
    end

graph TD
    subgraph MVC
        C[Controller] -->|met à jour| V1[View]
          V1[View] -->|notifie| C[Controller]
        C -->|manipule| M1[Model]
        M1 -->|notifie| V1
    end
    
    subgraph MVVM
        VM[ViewModel] -->|met à jour| M2[Model]
        V2[View] <-->|liaison de données| VM
        M2 -..->|notifie| VM
    end

Interfaces Utilisateur

• Approches de Développement UI
  • XML Layouts (Approche traditionnelle)
  • Jetpack Compose (Moderne, déclarative)

XML Layouts

• Définition
  • Fichiers XML décrivant la structure de l’interface utilisateur
  • Utilisés pour définir les vues, les contraintes et les interactions
  • Supportent les ressources, les styles et les thèmes
• Caractéristiques
  • Séparation claire entre UI et logique
  • Support historique et mature
  • Éditeur visuel disponible
  • Structure hiérarchique

XML Layout Example

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:orientation="vertical">
    
    <TextView
        android:id="@+id/title"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="Hello Android!" />
        
    <Button
        android:id="@+id/button"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="Click Me" />
</LinearLayout>

Jetpack Compose

• Définition
  • Toolkit moderne pour la création d’interfaces utilisateur Android
  • Basé sur le langage de programmation Kotlin
  • Utilise une approche déclarative pour la création d’UI
  • Intégré dans Android Studio et les outils de développement
• Avantages
  • API moderne et déclarative
  • Code plus concis
  • Preview en temps réel
  • État prévisible

Jetpack Compose Example

@Composable
fun GreetingScreen(name: String) {
    Column(
        modifier = Modifier
            .fillMaxSize()
            .padding(16.dp)
    ) {
        Text(
            text = "Hello $name!",
            style = MaterialTheme.typography.h4
        )
        
        Button(
            onClick = { /* action */ }
        ) {
            Text("Click Me")
        }
    }
}

Bonnes Pratiques UI

• Respecter les guidelines Material Design
• Supporter différentes tailles d’écran
• Gérer les thèmes sombre/clair
• Optimiser les performances
• Implémenter l’accessibilité