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Vista la grande diffusione delle applicazioni mobile, può essere utile avere uno strumento che fornisca un’alternativa allo sviluppo in codice nativo per i diversi ecosistemi mobile. Xamarin offre questa possibilità, utilizzando un unico linguaggio (C#), una libreria di classi e un run-time, utilizzabili su tutte e 3 le piattaforme per dispositivi mobile (iOS, Android, Windows Phone).
Xamarin ha, quindi, il vantaggio di poter scrivere una singola volta le funzionalità comuni a tutte le piattaforme, garantendo quindi il riuso del codice e dando la possibilità agli sviluppatori di implementare le logiche di business, funzionalità di rete e funzionalità comuni una sola volta per tutti i dispositivi.
In aggiunta a questo, Xamarin assicura anche un’interoperabilità con le librerie native (Objective-C, Java, C/C++), fornendo così la possibilità di sfruttare i vantaggi delle librerie iOS e Android (ad esempio per la realizzazione delle interfacce).
Gli elementi principali che costituiscono Xamarin sono:
La compilazione, in particolare, genera l’applicazione nativa in modi diversi a seconda della piattaforma.
In iOS il codice C# viene compilato in linguaggio assembly ARM con compilazione ahead-of-time (AOT), cioè viene compilata staticamente prima di eseguire il codice run-time. Il framework .NET viene incluso nell’assembly con delle limitazioni, poiché Apple non consente la generazione del codice a run-time:
In Android, invece, la compilazione del codice C# genera un codice intermedio che viene incluso nel pacchetto MonoVM + JIT, che verrà poi compilato in codice nativo dal run-time Android (ART) durante l’istallazione dell’applicazione. La compilazione del codice intermedio genera tipi proxy Java, quindi alcune parti del codice C# vengono generati in maniera limitata (supporto parziale per i Generics).
In Windows il codice C# viene compilato in linguaggio intermedio eseguibile dal run-time predefinito. Le piattaforme windows contengono anche un’opzione .NET Native che si comporta in maniera analoga al compilatore AOT.
L’obbiettivo principale dello sviluppo multipiattaforma è creare un’architettura che massimizzi il codice condiviso. A questo scopo, utilizzare i principi della programmazione ad oggetti aiuta a creare un’applicazione ben strutturata:
Il risultato sarà un’applicazione strutturata a livelli, partendo dai livelli più bassi adibiti alla gestione dei dati, i livelli di gestione dei servizi e logiche di business, fino ad arrivare al livello di interfaccia utente
Un progetto Xamarin è normalmente suddiviso in 2 parti, il progetto core e i progetti specifici per piattaforma.
Il progetto core è la parte di progetto che conterrà il codice condiviso, quindi opportunamente incapsulato. Dovendo contenere le parti condivise, questo progetto può avere al suo interno i seguenti livelli:
I progetti specifici per piattaforma dovranno implementare i seguenti livelli, facendo riferimento ognuno al proprio assembly (Xamarin.iOS, Xamarin.Android, Windows):
Non sempre è possibile generalizzare le funzionalità che si vogliono implementare. Ci sono differenze tra piattaforme, ed anche tra modelli della stessa piattaforma (per esempio nei dispositivi Android), che impediscono la generalizzazione. Ad esempio, consideriamo le dimensioni degli schermo: alcune piattaforme hanno un meccanismo standard per gestirle (iOS, Windows), mentre altre hanno un’ampia gamma di dimensioni, che richiedono una gestione più complessa (Android). Un altro esempio è la gestione delle fotocamere, presenti fronte/retro solo su alcuni dispositivi, e spesso in grado anche di fare video. Per poter utilizzare queste funzionalità specifiche del dispositivo esistono 2 approcci: l’astrazione della piattaforma oppure l’utilizzo di implementazioni divergenti.
Per astrazione della piattaforma si intende la definizione di interfacce o classi base nel codice condiviso, per poi creare l’implementazione specifica nel progetto della piattaforma. Questo approccio ha il vantaggio di poter utilizzare nell’implementazione il codice specifico della piattaforma, ma ha lo svantaggio di dover passare, come parametro o proprietà, l’interfaccia e la sua implementazione ai livelli del codice condiviso.
Nell’approccio con implementazioni divergenti, invece, vengono utilizzate funzionalità specifiche di una piattaforma, tramite la compilazione condizionale oppure tramite l’ereditarietà delle interfacce. La compilazione condizionale è utile soprattutto nelle situazioni in cui il codice condiviso dovrà comunque comportarsi in maniera diversa a seconda della piattaforma su cui verrà eseguito. Di seguito un esempio che mostra come impostare il percorso di salvataggio di un file per database SQLite.
Public static string DatabaseFilePath {
get {
var filename = “TodoDatabase.db3”;
#if SILVERLIGHT
// Windows Phone 8
var path = filename;
#else
#if __ANDROID__
string libraryPath = Environment.GetFolderPath(Environment.SpecialFolder.Personal); ;
#else
#if __IOS__
// we need to put in /Library/ on iOS5.1 to meet Apple’s iCloud terms
// (they don’t want non-user-generated data in Documents)
string documentsPath = Environment.GetFolderPath (Environment.SpecialFolder.Personal); // Documents folder
string libraryPath = Path.Combine (documentsPath, “..”, “Library”);
#else
// UWP
string libraryPath = Windows.Storage.ApplicationData.Current.LocalFolder.Path;
#endif
#endif
var path = Path.Combine (libraryPath, filename);
#endif
return path;
}
Il risultato sarà una classe che può essere usata su tutte le piattaforme, inserendo il file di database in un percorso diverso per ogni piattaforma.
Le scarse prestazioni di un’applicazione possono inficiare irrimediabilmente l’esperienza dell’utente, tuttavia per migliorare le prestazioni non basta implementare codice efficiente. In Xamarin esistono delle strategie che è bene conoscere per migliorare le prestazioni della propria applicazione.
I linguaggi come C# utilizzano la Garbage Collection per recuperare la memoria che non è più in uso. Xamarin utilizza 2 Garbage Collector:
Il Garbage Collector impatta sulle prestazioni poiché, quando viene avviato, interrompe l’esecuzione del thread principale per recuperare la memoria. Durante questo periodo quindi potrebbe verificarsi una breve pausa dell’applicazione o addirittura un blocco dell’interfaccia. È quindi importante ridurre la pressione del Garbage Collector sull’applicazione riducendo la frequenza con cui viene effettuata l’operazione di recupero della memoria e la durata dell’operazione di Garbage Collection. Per fare questo basterà attenersi a delle regole precise:
Per ridurre le dimensioni del file eseguibile è necessario agire sul processo di compilazione. Come visto in precedenza, a seconda della piattaforma, il codice compilato conterrà anche le classi definite nel framework .NET. Oltre a questo, se l’applicazione fa uso dei Generics, saranno presenti anche le versioni compilate di tutti i Generics nativi.
Per favorire la riduzione delle dimensioni delle applicazioni, gli strumenti di compilazione della piattaforma Xamarin includono un linker. In fase di compilazione, il linker esegue un’analisi statica dell’applicazione per determinare i tipi e i membri effettivamente usati dall’applicazione stessa e una volta finito rimuove tutti i tipi e tutti i metodi inutilizzati dall’applicazione, riducendo così le dimensioni dell’eseguibile finale.
La profilatura è una tecnica che consente di determinare i punti del codice in cui l’ottimizzazione può influire maggiormente nella riduzione dei problemi di prestazioni. Il profiler tiene traccia dell’utilizzo di memoria dell’applicazione e quindi registra il tempo di esecuzione dei metodi nell’applicazione stessa. Il profiler Xamarin consente l’individualicazionizione dei problemi relativi alle prestazioni in un’applicazione, quantificando e valutando i problemi individuati. Questo strumento può essere usato per profilare le applicazioni Xamarin.iOS e Xamarin.Android da Visual lilStudio.
Esistono inoltre altri accorgimenti per migliorare le prestazioni: