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java developer iphone - RoboVM: Mit Java iOS-Applikationen erstellen
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RoboVM: Mit Java iOS-Applikationen erstellen
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Java-Programmierern, die ihre Ideen auch auf Apples Mobilgeraten umsetzen wollen, bietet RoboVM neue Moglichkeiten — ganz ohne Sprachlernzwang. Die entscheidende mobile Plattform der Java-Entwickler ist Android. Viele von ihnen wurden jedoch zusatzlich gerne Apps fur Apple-Gerate programmieren. Bis vor Kurzem musste man dazu allerdings das von Apple fur den Zweck vorgesehene Objective-C erlernen. Nicht nur, dass man dabei auf Annehmlichkeiten Javas wie Garbage Collection oder Reflections verzichten musste. Auch die teils sehr umfangreichen Standardbibliotheken, eigene Snippets und Klassen standen so plotzlich nicht mehr zur Verfugung. Speziell was die Anzahl und Qualitat der verfugbaren Bibliotheken betrifft, ist Objective-C dem Angebot fur Java deutlich unterlegen. Aber auch die grundlegenden Implementierungen der Objektorientierung und der Fehlerbehandlung sind in Objective-C vollkommen anders. Selbst die uberraschenderweise im Sommer letzten Jahres aufgetauchte Programmiersprache Swift brachte in der Hinsicht keine grundlegende Anderungen, obgleich sie sich wesentlich mehr an Java orientiert. Daruber hinaus scheint es, dass es trotz der aktuellen Versionsnummer 1. So sind immer noch einige Features, unter anderem simple Refactorings wie Umbenennungen, nur in Objective-C-Projekten verfugbar. Seit dem Erscheinen des ersten iPhones wurden einige Versuche unternommen, um Java auch auf diese Plattform zu bringen. Technisch ist es zwar auf gejailbreakten Geraten gegluckt, den Einsatz auf breiter Front konnte Apple allerdings unterbinden. Wie im Artikel erwahnt, diente die Beta-Version von RoboVM als Grundlage des Artikels. Seit April unterstutzt das Projekt die automatische Interface-Builder-Integration, was die im vorliegenden Text beschriebene manuelle Methode unnotig macht. Entsprechende Hinweise sind in der Dokumentation zu finden. Die Dokumentation fur den Umgang mit den Plug-ins fur Maven und Gradle ist ebenfalls online vorhanden. Oracle versucht an der Stelle zu helfen und geht mit seinem ADF-Mobile-Framework einen ahnlichen Weg wie die zuvor erwahnten Java-Enthusiasten: Dort wird eine dedizierte Java-VM zusammen mit einer mobilen Version des ADF-Frameworks in die Applikation eingebunden. Das widerspricht jedoch einerseits den App-Store-Richtlinien, die keinerlei Interpreter oder Compiler fur andere Programmiersprachen gestatten — ganz gleich ob extern oder integriert. Andererseits sieht man den Anwendungen von vornherein ihre Herkunft an. Sie wirken sehr archaisch und sind auf keinen Fall konform zu den Apple-UI-Guidelines, was eine zweite Problemquelle bei der Zulassung zum Vertrieb uber den Store darstellt. Ein weiteres Produkt fur den selben Zweck ist "alChemo for iPhone" der Firma innaWorks. Es scheint sich dabei um ein Tool zu handeln, das uber eine integrierte VM Java-ME-Anwendungen ausfuhren kann. Obwohl bereits seit auf dem Markt, findet man keine Reviews zu dem Produkt, und Blogeintrage oder Kurzartikel geben nur leicht abgeanderte Pressetexte wieder. Aus ihr heraus wurde das Projekt RoboVM geboren. Trotz des Namens handelt es sich hierbei um keine richtige virtuelle Maschine VM , sondern um einen Compiler, der vor dem Zusammenlinken der fertigen App den Java-Code in die jeweilige Maschinensprache ubersetzt AOT, Ahead of time compiler. Das hat zur Folge, dass die VM nicht auf der Zielmaschine vorhanden sein muss und die App-Store-Prufer die Programme erst einmal nicht als in einer nicht zugelassenen Sprache erkennen und zuruckweisen. Da eine fast vollkommene Abdeckung der iOS-APIs gegeben und auch der Interface Builder mit Einschrankungen eingebunden ist, sehen die Apps genau so aus, als seien sie mit einer der Apple-Sprachen programmiert. Naturlich beschrankt sich RoboVM nicht nur auf Java, es lasst sich auch mit allen anderen Programmiersprachen verwenden, die auf der JVM laufen oder entsprechenden Code erzeugen. Darunter fallen zum Beispiel Scala, Groovy, AspectJ, Clojure, JRuby, Jython, Kotlin und Xtend. Da RoboVM in bestimmten Bereichen stark auf Annotationen setzt, die aber in einigen anderen Sprachen fehlen, ist der Einsatz der eigenstandigen Sprachen allerdings teils sehr kompliziert und in gewissen Fallen gar vollkommen unmoglich z. Jython von Version 2. Die Entwicklungsumgebung richtet sich vor allem an Entwickler mit Android-Background, die beispielsweise ihre Apps ubertragen mochten. Zu dem Zweck haben die Anbieter die Apple-Datentypen auf Android- und Java-konforme Grundtypen abgebildet. Obwohl ein AOT-Compiler anstelle einer echten VM verwendet wird, lasst sich so gut wie die gesamte Reflection-API weiterhin nutzen. Lediglich Features, die eine Abhangigkeit zum Class-Loader verwenden oder die Runtime-Generierung von Code einsetzen, werden aus offensichtlichen Grunden nicht unterstutzt. Das Tooling wird wahlweise direkt auf der Kommandozeile oder durch ein Eclipse-Plug-in gestartet. Letzteres ermoglicht es, die Anwendung aus Eclipse heraus auszufuhren. Im Anschluss ruft es uber eines der Buildwerkzeuge die Tools in der richtigen Reihenfolge auf und startet nach einem Compiler-Lauf den Debugger. Das Plug-in unterstutzt die drei unter Java klassischen Build-Werkzeuge Ant, Gradle und Maven. Leider sucht man hier nach brauchbarer Dokumentation, die auch den letzten Stand der Entwicklung widerspiegelt. Am Marz endete die Beta-Phase fur RoboVM, womit die dafur gewahrten Lizenzen abliefen und Trillian Mobile sein kommerzielles Angebot startete. Die Preise belaufen sich dabei auf jeweils , , und US-Dollar im Jahr. Bei den zwei ersten Lizenzen ist auch eine monatliche Zahlung moglich, dann jeweils zu einem Zehntel der Jahrespreises. Die ersten zwei Wochen sind als eine "Trial period" kostenlos. In der Zeit ist auch eine sofort inkraft tretende Kundigung des Dienstes moglich. Den registrierten Beta-Testern gewahrte das Unternehmen Sonderkonditionen in Hohe eines Abschlags von 50 Prozent fur das erste Jahr. Zwar lassen sich die Tools von RoboVM von der Kommandozeile aus aufrufen, wesentlich bequemer ist aber der Weg uber ein Plug-in fur die Entwicklungsumgebung der Wahl. Das ausgereifteste gibt es fur Eclipse, aber auch das Plug-in fur IntelliJIDEA ist bereits weit gediehen. Die Entwicklung fur NetBeans hingegen wurde mittlerweile eingestellt. Da der Autor nur die Version fur Eclipse getestet hat, trifft das Folgende primar auf sie zu. Der Download des Plug-ins wird von einer eigenen Update-Site uber einen per Mail zugesandten Link ausgelost und ladt das benotigte Paket herunter. Nach dem ublichen Neustart der IDE fordert das Programm auf, einen Lizenz-Code einzugeben. Von der RoboVM-Homepage kann man ein sehr kurzes Tutorial mit einem simplen Beispielsprogramm, das bereits von Xamarin bekannt ist, als Einstieg herunterladen. Das Plug-in enthalt in der derzeitigen Version noch keine Anbindung fur den Interface Builder der Entwicklungsumgebung. Das Projekt soll in Java analog zu der fur den Vergleich zwischen Xamarin und Delphi entstandenen nativen Xamarin-iOS-Implementierung aufgebaut werden. In deren Zentrum steht ein sogenanntes Storyboard. In ihm kann man das gesamte Layout inklusive automatisierter und programmgesteuerter Ubergange und Verbindungen zwischen den einzelnen Fenstern einer dialogorientierten iOS-App definieren. Leider unterstutzt RoboVM in der vorliegenden Version diese seit einiger Zeit etablierte Funktion noch nicht. Daher muss die Anwendung die altere Form des Einzel-Dialog-Designs, den XIB Mac OS X Interface Builder , verwenden. Eine kleine Beispiel-App aus dem Blog der RoboVM-Website zeigt, wie man dabei vorgehen muss. Leider ist das Beispiel aus dem Jahr und wurde nicht aktualisiert, weshalb dort eine sehr fruhe Alpha-Version von RoboVM zum Einsatz kam. Seitdem unterlagen die APIs und Annotationen weitreichenden Veranderungen, auch was die Namensgebung und die zugrunde liegenden Datentypen angeht. Mochte man die App zum Laufen bekommen, ist an der Stelle einiges anzupassen, was nicht gerade aufbauend ist, da man im Normalfall lauffahige Beispiele erwartet. Beginnt man nun die Programmierung, muss man berucksichtigen, dass die Hauptklasse sich im Default-Package befindet. Weitere Klassen lassen sich auf sinnvoll benannte Pakete verteilen. Die Hauptklasse ist an sich sehr rudimentar aufgebaut und ruft den ersten View Controller auf. Fur das Design der Dialoge ist in Xcode ein paralleles Projekt zu erstellen. Dabei ist es unerheblich, ob man eine Swift- oder eine Objective-C-Applikation ausgewahlt hat. Wichtiger ist die Verbindung zwischen dem aus dem Interface Builder hervorgegangenen XML und dem Java-Code. Hierzu mussen Entwickler eine Klasse bei Swift oder eine Header-Datei bei Objective-C mit dem gleichen Namen wie die korrespondierende Java-View-Klasse erstellen. Dort werden in ublicher Xcode-Manier die Actions und Outlets mit den Gegenstucken des Layouts verbunden beziehungsweise aus ihnen heraus definiert. Die so vorbereitete Objective-C- oder Swift-Klasse wird als FileOwner in der entsprechenden XIB-Definition eingetragen. Man sollte nicht vergessen, die implizite View Property des Controllers mit der View aus der XIB-Definition zu verbinden, was leider nicht beschrieben wurde. Das lasst sich uber die BindSelector -Annotation umsetzen, die die korrespondierenden Labels aus dem Interface Builder referenziert. Dabei ist die Namensgebung des Interface Builder ausschlaggebend. Sollten weitere Parameter folgen, hangt das Tool einen Doppelpunkt an den Namen und erweitert ihn gegebenenfalls um ein "forEvent:". Diese Annotationen werden noch um eine weitere erganzt: Callback. Die entsprechend ausgezeichneten Methoden werden als static implementiert, den Kontext der aktuellen View-Controller-Klasse bekommen sie uber einen self -Parameter. Damit kann man aus der Action-Methode auf die Daten der aktuellen Instanz zugreifen. Der self -Parameter muss zusatzlich zum Selector, dem auslosenden Steuerelement und den optionalen Parametern in die Parameterliste aufgenommen werden. Ahnlich ist es, wenn man Outlets definieren mochte. Der Ausdruck bezeichnet im Apple-Jargon die Komponenten-Referenzen. Hierfur gibt es bisher keine expliziten Annotationen auch diese sollten mal spater folgen , weshalb man einen Setter mit dem Komponentennamen implementieren muss. Bei einer derartigen Implementierung wird eine weitere Annotation benotigt, die die gegebenenfalls erforderliche Datentypen-Umsetzung beschreibt. Leider ist auch in dem Fall die Dokumentation recht durftig. Dieses Verfahren ist leider aufwendig und fehleranfallig, da man die ganzen Schnittstellen zum Layout an zwei Orten parallel pflegen muss. XIB-Datei in eine des Formats. NIB umwandeln. Hat man die zuvor genannten Punkte erfolgreich durchgefuhrt, kann man uber eine Run-Definition, wie bei Eclipse ublich, die Startbedingungen definieren:. Es ist moglich, die App sowohl auf einem physischen Device zu testen, das mit dem Rechner verbunden ist, als auch uber einen der mit der installierten Xcode-Version mitgelieferten Emulatoren. Sollten sich Leser wundern, welche Bewandtnis es mit dem Intel-Code erkennbar an den xEinstellungen in der Abbildung 4 in einem iPhone-Kontext hat: Die Erklarung liegt darin, dass Apples Emulatoren bereits seit der ersten Version keinen Kern zum Ausfuhren von Code fur ARM-Architekturen enthalten beziehungsweise emulieren und anstelle dessen direkt den Code fur einen Intel-Prozessor ausfuhren. Das ist zwar sowohl bei der Kompilierung als auch wahrend der Programmausfuhrung schnell, kann aber gegebenenfalls zu nicht erkennbaren Fehlern fuhren. Als Folge dessen ist die Applikation fur den Einsatz auf einem physischen Gerat neu zu ubersetzen. Beim ersten Aufruf einer neuen Plattform werden vorab alle vorhandenen Bibliotheken ubersetzt, was auf dem System des Autors mehrere Minuten dauerte. Die darauf folgenden Programmstarts werden innerhalb einer recht kurzen Zeit durchgefuhrt, da dann wirklich nur noch der geanderte und hinzugefugte Code ubersetzt und gelinkt wird. Der Aufruf des Programms geschieht weiterhin unter der Kontrolle von Eclipse und ihrer Debugging-Features. Sucht man im Internet geeignete Threads, findet man einige interessierte Entwickler, die sich in zwei Gruppen aufteilen. Eines haben sie gemeinsam — es existiert haufig bereits eine Android-Applikation, die nun auf iOS zu portieren ist. Die erste Gruppe bilden Spiele-Entwickler, deren Chancen recht hoch sind, innerhalb kurzer Zeit eine erfolgreiche Portierung durchzufuhren. Das lasst sich damit begrunden, dass die meisten Features der Android-Umgebung bereits integriert sind und die Parallelentwicklung in Xcode und Eclipse gar nicht oder kaum notwendig ist, da Spiele teilweise oder komplett auf Dialoge verzichten oder eigene minimalistisch Dialogimplementierungen mitbringen. Sie profitieren von der im Vergleich zu Java wesentliche hoheren Ausfuhrungsgeschwindigkeit des Kompilats und von den recht vagen UI-Vorschriften fur Spiele in den AppStore-Vorschriften. Auf der anderen Seite stehen die Entwickler dialogorientierter Apps. Auf sie wartet einiges an Neuland etwa Apples Interface-Konzept und strenge UI-Vorschriften und die Unstimmigkeiten zwischen den Beispielen und der aktuellen API-Version. Auch viele nicht oder nur unzureichend beschriebene manuelle Schritte erfordern Kenntnisse der Apple-Umgebung und Rechercheaufwand, zumal die Informationen derzeit noch recht dunn gesat sind. Dazu kommt der recht hohe Aufwand, den man treiben muss, um einen Dialog anzuzeigen und zu pflegen. Auf der Plusseite verbucht man hier naturlich das parallele Benutzen einer weitgehend gleichen Codebasis fur zwei Plattformen, was man durch den Einsatz bestimmter Techniken noch optimieren kann. Daruber hinaus gibt es fur viele Einsatzgebiete passende Java-Bibliotheken samt Tooling, die man fur Objective-C oder Swift gar nicht finden kann. Hierbei sei beispielhaft JAXP genannt, das ein deutlich einfacheres Nutzen von komplexen Webservices und allgemein XML erlaubt, als der einfache SAX-Parser, der in den iOS-Bibliotheken integriert ist. Beiden, sowohl den Spiele- als auch den Dialog-App-Entwicklern kommt zu Gute, dass man nicht nur keine neue Programmiersprache erlernen muss, sondern in den Programmen vertraute Techniken wie Reflections und Annotationen verwenden kann. Dazu kommt noch die wohlbekannte Bedienung von Eclipse oder gegebenenfalls auch IntelliJ IDEA mit den mittlerweile sehr umfangreichen Refactoring-Fahigkeiten, an denen es in Xcode fehlt beziehungsweise die im Falle von Swift bisher noch nicht fertig umgesetzt wurden. Zumindestens eines der erwahnten Build-Werkzeuge sollte einem Java-Programmierer bekannt sein. Bei Gradle oder Maven fallt auf, dass sie in der Bedienung deutlich handlicher und speziell bei der Beachtung gewisser Konventionen einfacher anzuwenden sind als die in Xcode recht rudimentar vorhandenen Entsprechungen. Mit ein wenig Muhe und ein paar Plug-ins sollte es auch moglich sein, nicht nur den Build-Prozess von manuellen Schritten zu befreien. Auch der gezielte Aufruf des Xcode-Interface-Builder-Editors, die Zwei-Wege-Generierung und Erganzung der parallelen Klassen in Java und Xcode sollten zwar nicht trivial, aber im mittleren Schwierigkeitsbereich angesiedelt sein. Ahnliches war kurz nach dem Erscheinen von Xamarin moglich geworden. Das einzig Problematische dabei konnte der durch den Prozess veranderte Code in den Java-Klassen sein. Da ist Xamarin dank der Technik der partiellen Klassen in C wesentlich besser dran. Und leider gibt es unter Eclipse auch keinen gangigen Editor, der analog zu der NetBeans-IDE partielle, nicht editierbare Bereiche kennt, die dann fur automatische Code-Anderungen zur Verfugung stehen. Einige Projekte beschaftigen sich damit, JavaFX auf diversen Plattformen lauffahig zu machen. Seit RoboVM ist es nun moglich, mit dem Framework erstellte Anwendungen auf einem iOS-Gerat auszufuhren. Leider ist JavaFX auf mobilen Geraten, nicht nur auf iPhone und iPad, immer noch nicht zu gebrauchen. Das liegt einerseits daran, dass die UI-Elemente viel zu klein sind und anderseits ist die Bedienung immer noch eher auf eine Desktop-Umgebung mit Maus ausgelegt, weshalb die Anwendungen nicht nativ wirken. Hier ist Oracle wohl gerade dabei, das in JavaFX vorhandene Potenzial, eines der fuhrenden Frameworks zur Oberflachengestaltung nicht nur fur Desktop-, sondern auch fur mobile Anwendungen zu werden, zu vernichten. Davon abgesehen, lasst sich die Demo-Anwendung ohne Anpassungen kompilieren und komplett testen. Beim Versuch, die Beispiel-Anwendung aus GitHub zu kompilieren, ist im Ubrigen darauf zu achten, dass eine aktuelle Version von Java 8 mindestens u40 auf dem Mac installiert ist. Mochte man eine Multi-Plattform-Applikation entwickeln, steht man vor dem Dilemma, auf welche Plattform man dafur setzen soll. Die Frage, ob man sich fur RoboVM, ein JavaScript-Framework, Xamarin, Delphi oder etwas ganz anderes entscheiden soll, ist schwer zu beantworten und hangt von vielen Faktoren ab. Fur Spieleentwickler etwa gibt es wahrhaft viele Werkzeuge, die ein Spiel zum Teil mit nur einer Codebasis auf mehreren Plattformen lauffahig machen konnen. Auch komplexe Frameworks wie Unity, die 3D-Darstellungen und Physiksimulationen bieten, buhlen dabei um die Gunst der Entwickler. Allerdings haben sie den Nachteil, das sie das Erlernern einer anderen Sprache als Java erfordern. Verfolgt man die Diskussionen auf unterschiedlichen Blogs, liegt an der Stelle wohl der hauptsachliche Vorteil von RoboVM. Ein weiteres in dem Zusammenhang haufig genanntes Tool ist libGdx. Das recht neue Framework der Firma Badlogic Games erlaubt die parallele Entwicklung von 2D- und 3D-Spielen fur Android und iOS in Java. Es ist wohl sogar moglich, die damit entstandene Anwendungen auf Windows Phone , Blackberry und fur das Web mit HTML5 zu portieren. Ein wenig komplizierter wird es, plant man eine dialogorientierte Anwendung. Auch hier hat man durch RoboVM den Vorteil der bekannten Sprache und der Verwendbarkeit wichtiger Bibliotheken. Jedoch steht dem die derzeit noch sehr unvollstandige Unterstutzung des Interface Builder und der aufwendige, teils manuelle Build-Prozess entgegen. Sicherlich lasst sich das Problem mit einem Gradle- oder Ant-Skript aus Maven heraus partiell losen, allerdings sollte man so etwas von einem Produkt mit der Version 1. Vor allem bietet sich ob der vielen Ahnlichkeiten der Vergleich mit Xamarin an. Beide Umgebungen erzeugen aus dem Bytecode beziehungsweise IL-Code uber einen AOT-Compiler echten Maschinencode. Beide bieten einen in der jeweiligen Sprache geschriebenen Wrapper fur so gut wie die komplette Apple API. Da Xamarin seit auf dem Markt ist, ist es jedoch das deutlich ausgereiftere Produkt. Die noch vor kurzer Zeit obligatorische Einbindung des Interface Builder aus Xcode wurde durch einen eigenen UI-Editor ersetzt. Zudem lassen sich wahlweise auch iOS-Anwendungen mit dem hauseigenen plattformubergreifenden UI-Framework Forms entwickeln. Man kann sogar beide Verfahren kombinieren. Diesen Vorteilen hat RoboVM leider gar nichts entegenzusetzen. Es bleibt zu hoffen, dass die Betreiber in Kurze zumindestens das halbautomatisierte Verfahren zum Synchronisieren der Xcode- und Java-Klassen fertigstellen, da die derzeitige Losung vergleichsweise umstandlich und fehlertrachtig ist. Auch ist die Unterstutzung der Storyboards wunschenswert, da sich damit das komplette Layout sowie das Verhalten der App unter einem Dach zusammenbringen lassen. Es steckt ohne Frage jede Menge Arbeit in RoboVM. Die APIs sind gut durchdacht, die Android-Kompatibilitatsbibliotheken sind weitgehend komplett und alles zusammen funktioniert in ersten Tests vergleichsweise reibungslos und fehlerfrei. Einzig das bereits mehrfach monierte Fehlen einer halbautomatischen Anbindung an Xcode stellt fur die Programmierer von dialogorientierten Apps ein mit Mehraufwand verbundenes Problem dar. Sollten es die Entwickler schaffen, demnachst eine Version anzubieten, die die erwahnten Schwachen beseitigen kann, gabe es parallel zu Xamarin eine weitere Alternative, um wirklich native Anwendungen in einer Sprache jenseits von Apples Standardrepertoire zu erstellen. Waldemar Cichon hat an der Ostfalia Hochschule in Wolfenbuttel Informatik studiert. Seit beschaftigt er sich mit der Programmierung mobiler Gerate von Blackberry bis Android, am liebsten plattformubergreifen. Zuletzt wird von ihm eine Rubrik uber Swift beim Apfelcheck. RoboVM: Weiterentwicklung seit der Beta-Phase Wie im Artikel erwahnt, diente die Beta-Version von RoboVM als Grundlage des Artikels. Themen: Android Java.
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