Пишем, собираем и запускаем HelloWorld для Android в блокноте

Когда я начал изучать Android, захотелось полностью написать и скомпилировать Android-приложение вручную — без использования IDE. Однако эта задача оказалась непростой и заняла у меня довольно много времени. Но как оказалось — такой подход принёс большую пользу и прояснил многие тонкости, которые скрывают IDE.

По-сути эта статья является переводом и переработкой статьи Building Android programs on the command line под современные на данный момент JDK (7) и Android SDK (API level 19). Кроме того, я многое упростил и добавил кое-что от себя.

Используя только блокнот, мы напишем совсем маленькое учебное Android-приложение. А затем скомпилируем его, соберём и запустим на устройстве — и всё через командную строку. Заинтересовало? Тогда прошу.

Я был поражён, насколько сложным и запутанным является шаблонное приложение в android studio. Оно просто нагромождено ресурсами. И в меньшей степени — кодом и скриптами. Хотя всё что оно должно делать — это выводить на экран HelloWorld! Кроме того, в книгах и руководствах, которые я просмотрел, объясняется, как с помощью диалоговых окон создать IDEA-шный или эклипсовый HelloWorld — и от него уже идёт дальнейшее повествование. А что происходит «под капотом» — остаётся только гадать.

Долгие поиски были почти безрезультатны — на русском языке статей по данной теме я не нашёл, а на английском — была устаревшая информация и кое-что пришлось дорабатывать напильником, гуляя по stackowerflow и документации. Когда я разобрался, то решил восполнить пробел — вдруг кому-то пригодится? Собственно, так и появилась эта статья.

Мы создадим свой шаблонный проект, который идеально использовать для обучения. Там не будет ничего лишнего, только всё самое необходимое. А потом детально разберём, как его собрать и запустить на вашем Android-устройстве. В конце статьи будет ссылка на скачивание архива с итоговым проектом — если возникнут какие-то вопросы — можете свериться с ним.

Таким образом, вы будете на 100% знать и понимать состав вашего проекта и процесс его сборки. Хотя этот тестовый проект предназначен для обучения, при небольшой доработке его можно будет использовать как прочный фундамент для ваших реальных проектов.

Для начала у вас должен быть установлен JDK 7 и android SDK. Последний кстати нужно чуточку настроить после установки.

Главное требование перед прочтением этой статьи — кроме установленного софта вы должны уже уметь запускать на вашем девайсе тот Helloworld, который поставляется вместе с Eclipse или Android Studio. Т.е. у вас должен быть настроен драйвер usb, включена отладка по usb на вашем девайсе и т.д… Или же создан и настроен эмулятор. Это совсем элементарные вещи, и их рассмотрение выходит за рамки данной статьи — в сети достаточно информации. Кстати прочитать пару глав из книг тоже будет не лишним — хотя бы понимать, как устроен манифест, ресурсы, да и вообще основы языка Java. А в этой статье я опишу то, о чём книги молчат.

Для начала, создайте некоторую папку, где будет ваш проект. Назовём её mytestapp. В ней создайте ещё 4 папки — bin,obj,res и src.

Создайте пустой текстовый файл и измените его имя на AndroidManifest.xml. Если вы начинающий пользователь Windows, вам нужно включить показ расширений, иначе файл будет по-прежнему текстовым.

Добавьте в него следующее:

Тут всё просто. Мы намерены сделать приложение с именем TestApp, которое при старте запускает класс MainActivity. Осталось только написать этот небольшой класс — и приложение готово. Если нужно — отредактируйте в теге uses-sdk свойство android:targetSdkVersion — поставьте ту версию, которая у вас.

Далее — создадим простейший ресурс — строку Hello test app. Вообще-то мы могли обойтись и без ресурса, вставив эту строку прямо в Java код. Но некоторые шаги сборки работают с ресурсами, и чтобы увидеть интересные моменты — мы всё-таки поработаем с ними.

Давайте создадим в папке res папку values. Все ресурсы следует разбивать по папкам. Далее — в ней создадим пустой файл strings.xml. а в нём напишем

Вот и все ресурсы, нам необходимые. Просто, не так ли? Далее создадим внутри src папку com, в ней папку example, потом ещё ниже по иерархии папку testapp — а там уже наш класс MainActivity.java. Добавим туда код

Структура каталогов должна получится такая

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

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

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

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

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

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

А теперь самое интересное. Помните, как классические Java-программы компилируются и запускаются в 2 строчки? Здесь мы используем тот же самый javac, однако кроме него нам предстоит использовать ещё много утилит.

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

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

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

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

Теперь в нашем проекте нет никакой магии и он полностью синтаксически корректен для обычного Java-компилятора. Давайте скомпилируем его.

• -d — куда поместить итоговые пакеты и *.class-файлы
• -cp — classpatch — укажем путь к библиотеке android.jar
• -sourcepath — пути, где находятся (или могут находится) наши *.java файлы

Опция --dex указывает на то, что нам нужно преобразовать из *.class в *.dex. Затем после опции --output мы задаём путь к итоговому файлу classes.dex. И последний аргумент в этой команде — путь непосредственно к пакетам, содержащим *.class файлы

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

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

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

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

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

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

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

После сборки всех файлов дерево каталогов должно быть примерно таким.

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

Выкладываю архив проекта (Нажимайте Файл-Скачать). Обратите внимание, что я добавил туда ещё один маленький скрипт — clear.bat. Он удаляет все созданные при сборке файлы. И поставил его запуск на начало comp.bat. Также добавил комментарии после Rem — по шагам.

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