Xamarin Android -  Apresentando a arquitetura Xamarin.Android

 Neste artigo vou apresentar uma visão geral sobre a arquitetura do Xamarin.Android do Framework Xamarin.

A plataforma Xamarim é uma solução da Microsoft, totalmente gratuita, para criar aplicações nativas nas 3 plataformas : Android, iOS e Windows, usando as IDE, Xamarim Studio ou o Visual Studio, e uma linguagem, a linguagem C#.

Além da plataforma Xamarim , a Xamarim possui mais duas ferramentas para o desenvolvimento de aplicações móveis multiplataforma:
  1. Xamarim Test Cloud - Permite testar a sua aplicações em centenas de dispositivos, na nuvem, de forma automática;
  2. Xamarim Insights - Permite monitorar a sua aplicação em tempo real detectando problemas de desempenho ou falhas;

O destaque é que agora podemos usar o Visual Studio ou o Xamarin Studio para o desenvolvimento de aplicações multiplataforma usando a linguagem C# criando aplicativos nativos dos Sistemas Operacionais Windows, Android e iOS.

Nota : Se você ainda não tem o Xamarin acesse o link e baixe aqui : https://www.xamarin.com/download

Como o nosso foco será o desenvolvimento para Android vou me ater apenas nos aspectos relacionados à plataforma Android.

Porque usar o Xamarin.Android ?

Antes de abordar a arquitetura do Xamarin.Android, vamos discutir primeiro a questão do porquê o Xamarin.Android é a nossa escolha.

Indo direto ao que interessa vamos relacionar as vantagens e também desvantagens em usar o Xamarin.Android:

1- Vantagens

a - Aproveitar o seu conhecimento e habilidade na plataforma .NET e na linguagem C#;
Você já investiu uma grande quantidade de tempo e recursos no aprendizado da linguagem C# e da plataforma .NET.
Se sua necessidade agora é desenvolver aplicativos para a plataforma Android porque não aproveitar todo o seu conhecimento e usar uma ferramenta grátis ganhando tempo e dinheiro ?

b - Reutilização de código em ambiente de desenvolvimento multiplataforma
Embora o Xamarin.Android não permita que você construa um único aplicativo que pode ser implantado para Android, iOS e WP8, ele lhe dá a capacidade de reutilizar grandes porções de sua base de código em todas essas plataformas.

Em geral, o código de interface de usuário e o código que lida com as capacidades do dispositivo tendem a ser escrito para cada plataforma, enquanto a lógica de cliente do serviço, validação do lado do cliente lado, cache de dados e armazenamento de dados do lado do cliente podem ser potencialmente ser reutilizados, poupando uma quantidade significativa de tempo.

c - O Xamarin é totalmente grátis e já vem integrado com o Visual Studio e também oferece a opção de uma instalação a parte como o Xamarin Studio
Tudo que você tem que fazer é fazer o download do Xamarin e escolher se deseja usá-lo integrado ao Visual Studio ou como uma ferramenta á parte no Xamarin Studio.

O Xamarin é grátis e o Visual Studio Community 2015 também é grátis.

2- Desvantagens

a - Tempo de espera para atualizações no Xamarin.Android
Há algum tempo de defasagem entre uma nova versão da plataforma Android e a liberação correspondente para a plataforma Xamarin.Android.

a - Desempenho e gerenciamento de memória
Em alguns casos, o Xamarin.Android aloca objetos Java e C# para alcançar alguns dos benefícios de desenvolver em C#/.NET para plataforma Android, e ,  isso tem um impacto tanto no consumo de memória como no desempenho da execução da aplicação. Infelizmente, até o momento, não se têm nenhum dado objetivo para quantificar este impacto.

c - Tamanho do pacote de distribuição
Existe um número maior de bibliotecas runtimes que precisam ser distribuídas com uma aplicação Xamarin.Android, aumentando assim o tamanho do pacote gerado.

O que é o Mono e como uma aplicação Xamarin.Android roda ?

O Mono é uma implementação multiplataforma do compilador C#, e da Common Language Runtime (CLR) que é compatível com a plataforma .NET.

O Mono CLR foi portado para várias plataformas, incluindo o Android e muitas distribuições Linux (BSD, OS X, Windows, Solaris e até mesmo alguns consoles de jogos como Wii, Xbox 360).

Além disso o Mono fornece um compilador estático que permite que as aplicações sejam compiladas para ambientes iOS e PS3.

Como já citei anteriormente, as aplicações rodam na máquina virtual Dalvik (Dalvik VM) e as aplicações Mono rodam no Mono CLR.

Isso posto, como uma aplicação Xamarin.Android é executada ?

Uma resposta simples é que ela usa tanto o Mono CLR como a Dalvik VM.

No diagrama abaixo temos uma descrição de como esses dois ambientes coexistem :

Como o Mono CLR e a Dalvik VM trabalham juntos em um aplicativo Xamarin.Android ?

A magia é realizada através de um conceito chamado peer objects e um framework chamado de Java Native Interface (JNI).

O Java Native Interface (JNI) é um framework que permite que um código não Java (tais como C++ ou C#) chame ou seja chamado por um código Java em execução dentro de uma JVM (Java Virtual Machine).

Como você pode ver a partir do diagrama anterior, a JNI é um componente crítico na arquitetura Xamarin.Android.

Os Peer objects são um par de objetos constituídos de um objeto gerenciado que reside na Mono CLR e um objeto Java que reside na Dalvik VM e que trabalham em conjunto para desempenhar asa funções de uma aplicativo Xamarin.Android.

O Xamarin.Android é entregue com um conjunto de assemblies chamado de bibliotecas de vinculação Android. As classes nessas bibliotecas correspondem às classes Java no framework da aplicação Android, e os métodos relativos às classes de vinculação atuam como invólucros para chamar métodos correspondentes nas classes Java.

As classes de Binding referem-se aos Managed Callable Wrappers (MCW), e, sempre que você criar uma classe C#, que herda uma dessas classes de ligação, uma classe proxy Java correspondente é gerada em tempo de compilação. O proxy Java contém uma substituição gerada para cada método sobrescrito na classe C# e atua como um wrapper para chamar o método correspondente na classe C#.

A criação de peer objects pode ser iniciada a partir do Dalvik VM pela framework Android ou de dentro do Mono CLR pelo código que você  escrever nos métodos sobrescritos.

Uma referência entre os dois objetos de mesmo nível é mantida por cada instância de um MCW e pode ser acessado através do da propriedade Android.Runtime.IJavaObject.Handle.

O diagrama a seguir mostra como os objetos peers colaboram:

Dessa forma, as partes centrais do Xamarin.Android são as vinculações para as APIs do Android o que nos leva ao seguinte:

• A API Android é se torna transparente para um desenvolvedor C# e permite ao desenvolvedor explorar a API usando o preenchimento de código e a documentação no IDE;
• Os desenvolvedores C# podem aproveitar a vasta gama de exemplos Java/Android e a documentação que pode ser facilmente transformada para utilização com C# e Xamarin.Android.

Para poder criar aplicações Android usando o Xamarin.Android o desenvolvedor pode usar as seguintes ferramentas:

  1. Xamarin Studio - O Xamarin Studio é uma versão personalizada do MonoDevelop IDE, que pode ser usado para desenvolver aplicações Android, iOS e OS X. O Xamarin Studio está disponível tanto para Windows como para OS X ;
  2. Visual Studio - O Xamarin para o Visual Studio é um add-in que suporta o desenvolvimento de aplicativos Xamarin.Android;

Assim, os arquivos da solução e dos projetos criados e atualizados pelo Xamarin Studio são compatíveis com o Visual Studio, tornando mais fácil alternar entre os dois ambientes durante toda a duração de um projeto. Isso também permite à equipe de trabalho adotar a ferramenta que mais se adéqua ao ambiente usado.

Até mais...

Porque há um só Deus, e um só Mediador entre Deus e os homens, Jesus Cristo homem.
1 Timóteo 2:5

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Referências:

José Carlos Macoratti