Primeiros passos no desenvolvimento de aplicações Android

Aprenda os primeiros passos para iniciar o desenvolvimento de aplicações para a plataforma móvel líder do mercado. Neste artigo será abordada desde a instalação e configuração do ambiente de desenvolvimento, até a construção e a execução de um projeto em um dispositivo virtual. Por fim, exportaremos o .apk deste projeto para que possa ser executado em dispositivos reais com o Android instalado.

Atualmente, Android ocupa uma boa parcela entre os sistemas operacionais móveis disponíveis no mercado, sendo que, segundo a Google, este sistema ultrapassa atualmente a marca de 1 bilhão de dispositivos. Com isso podemos constatar o grandioso mercado de oportunidades que o sistema oferece para empresas e programadores autônomos de aplicações móveis.

A Google, empresa que possui os direitos sobre o sistema atualmente, fornece excelente documentação e ferramentas gratuitas para o desenvolvimento de aplicações (apps). Inicialmente, o Android era um sistema planeado para funcionar em câmeras digitais, porém, com o passar do tempo, veio a operar em telemóveis, conhecidos como smartphones, e atualmente funciona em uma série de dispositivos, entre eles: Android Wear (Smart Watch ou Relógio Inteligente), Smartphones, Tablets, Android TV e o mais novo Android Auto. Alguns aparelhos televisores, os Smart TVs, possuem o Android instalado nativamente, porém é possível adquirir o Chromecast para televisores que não possuem o sistema (conheça o Chromecast em: http://www.google.com/chrome/devices/chromecast/).

Em primeiro lugar, vamos aprender onde encontrar algumas ferramentas e recursos necessários para iniciar o desenvolvimento de aplicações para Android, abordando a instalação e configuração do SDK com o ambiente de desenvolvimento Android Studio, recentemente adotado como ambiente de desenvolvimento padrão do sistema pelo Google. Por fim, aprenderemos a instalar e configurar um dispositivo virtual utilizando o Genymotion, sendo que através deste dispositivo virtual poderemos executar e testar aplicações. Por fim, construiremos um projeto teste e executaremos no nosso dispositivo virtual e em um dispositivo real, exportando o .apk. Todos os recursos necessários para iniciar o desenvolvimento para esta plataforma são encontrados gratuitamente na Internet.

Por onde começar?

O sistema operacional Android é mantido pelo Google, o qual fornece uma excelente documentação gratuita que pode ser acedida em: http://www.android.com/. Neste site existem informações variadas para diferentes pessoas, desde simples utilizadores aos programadores mais experientes. Para iniciar o desenvolvimento de aplicações vamos procurar por Android SDK (Standard Development Kit ou Kit de Desenvolvimento Padrão), que contém todos os recursos e plug-ins necessários para programar as aplicações para o sistema. Atualmente o SDK vem em conjunto com o IDE Android Studio, o qual pode ser descarregado em: https://developer.android.com/sdk/index.html.

Faça download do Android Studio no link acima e certifique-se que seu computador tenha pelo menos o Java Development Kit 7 (JDK) instalado. Caso não tenha, pode descarregar gratuitamente em: http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html.

Por padrão, o Android Studio virá configurado para o desenvolvimento na última versão do sistema disponível, que na data deste artigo (Abril de 2015) se refere à versão 5.0, conhecida também como Lollipop. Entretanto, é possível descarregar SDK para desenvolver apps para versões ou APIs anteriores do sistema através do SDK Mananger, o qual abordarei posteriormente neste artigo. É possível desenvolver apps para Android em diversas plataformas, porém neste artigo a instalação dos recursos será toda feita no Windows, sendo que alguns passos explicados poderão mudar conforme a plataforma de desenvolvimento escolhida. Acredita-se, no entanto, que as variações são pequenas e caso esteja a utilizar outra plataforma, também conseguirá acompanhar este artigo.

Java

Conseguiu fazer o download dos arquivos citados anteriormente? Então, vamos começar! A instalação do Java é fácil e está bem documentada online. Caso o Java não funcione no Windows, é bastante comum que o problema seja a configuração das variáveis de ambiente do sistema, sendo necessário efetuar esta configuração em alguns casos.

Android Studio

Após instalar o Java, abra o ficheiro da instalação do Android Studio. Após isso, você verá o ecrã de boas-vindas do IDE, conforme a Figura 1. Clique em Next.

Instalação do Android Studio
Figura 1: Instalação do Android Studio

No segundo ecrã, deverá marcar as opções que quer instalar na máquina. Para realmente podermos programar para a plataforma Android, é necessário ter instalado o Java e o Android SDK, ou seja, obrigatoriamente a opção Android SDK deverá estar marcada entre as opções de instalação. A instalação é obrigatória, pois ela contém todos os ficheiros necessários para o desenvolvimento, sendo que, caso já utilize outro IDE diferente do Android Studio para programar e tenha o Android SDK instalado, poderá desmarcar esta opção. Caso seja a primeira instalação destes ambientes na máquina, é recomendável que deixe todas as opções marcadas, desta forma garantimos que serão instalados todos os recursos para desenvolvimento e para simular a máquina virtual do Android para testar as aplicações.

Android Studio: escolha de componentes
Figura 2: Escolher componentes

Aceite os termos de uso e clique em Next. Após isto, selecione o diretório que queira instalar o Android Studio e o Android SDK. Recomendo que deixe os diretórios pré-selecionados pelo IDE.

Android Studio: escolher os diretórios para instalação
Figura 3: Escolher os diretórios para instalação

Após isto, será copiado todos os ficheiros do Android Studio e do SDK para a máquina nos diretórios informados no passo anterior. Este processo dependendo da configuração da máquina pode demorar.

Android Studio: instalação concluída
Figura 4: Instalação concluída

Se seguiu todos os passos citados acima, instalou o Android Studio e já está com o ambiente todo configurado para iniciar o desenvolvimento de aplicações para a plataforma mobile do Google.

OBS: O Android Studio atualiza-se frequentemente, e caso tenha algum passo diferente do que foi citado neste artigo, mantenha as configurações padrões e clique em Next.

Criar o primeiro projeto

Depois de instalar o Android Studio, abra-o e vamos em File > New Project. Devemos nos deparar com um ecrã conforme a Figura 5.

Android Studio: Criar um novo projeto
Figura 5: Criar um novo projeto

Este é o primeiro passo para criar o primeiro app. Em Application Name dever colocar o nome da aplicação, este nome é o que aparecerá para o utilizador na lista de aplicações no smartphone. Em Company Domain deve colocar o domínio da empresa, caso não possua é extremamente recomendável que registe um domínio no momento da distribuição da aplicação nas lojas online como o Google Play, pois cada aplicação Android deve ter um domínio único, o que identificará a aplicação entre as milhares de outras disponíveis. O Package Name geralmente é criado com base no domínio da aplicação, para este exemplo, deixe o package name conforme foi criado pelo IDE.

Android Studio: Selecionar as APIs de desenvolvimento
Figura 6: Selecionar as APIs de desenvolvimento

Após isso, deve especificar quais são os dispositivos que irão executar a aplicação, podendo ter como alvo os smartphones e tablets (a diferença de uma aplicação de smartphone e tablet geralmente está no tamanho do ecrã), Android TV, Android Wear e o Google Glass. Para esta aplicação iremos selecionar somente a opção Phone and Tablet, e selecionar uma API alvo para desenvolvimento. Cada versão do Android possui um número de API, sendo que este número é utilizado pelos programadores para especificar quais versões do Android são capazes de executar a aplicação. Para este exemplo selecionei a API 16, que corresponde a versão 4.1 do Android, conhecida também como Jelly Bean (note que os nomes das versões do Android são também nomes de sobremesas? Saiba mais sobre isso em: http://www.android.com/history/), que apesar de não ser atual, ainda corresponde a 78.3% dos dispositivos na Google Play Store, atingindo mais de metade dos dispositivos com Android em funcionamento no mercado, além de ser a versão do Android que instalarei ao configurar um dispositivo virtual no Genymotion.

O Google adotou o IDE Android Studio como padrão para desenvolvimento pela produtividade que os programadores conseguem ao utilizar o mesmo. Um exemplo desta produtividade são os templates de Activities que oferece no momento de criar uma aplicação. Activities são um dos principais recursos existentes em Android, sendo basicamente um fluxo de execução que será mostrado ao utilizador, ou seja, ao utilizar as aplicações, cada ecrã do seu smartphone corresponde a uma Activity. Elas são fundamentais, pois sem elas não seria possível interagir com o utilizador. Para esta primeira aplicação vamos criar uma Blank Activity, onde será criada uma atividade em branco, pronta para programarmos as nossas aplicações.

Android Studio: Templates de Activities
Figura 7: Templates de Activities

No ecrã da Figura 8, vamos colocar o nome da Activity layout_name. No Android, toda a lógica das aplicações são feitas em Java e toda a parte gráfica dos ecrãs dos dispositivos em XML. Por padrão, deixo sempre a primeira Activity conforme o ecrã acima. Após isso, criamos um projeto Android com todos os ficheiros e recursos necessários para iniciar estudos no desenvolvimento de aplicações para esta plataforma.

Android Studio: Criar uma  Activity
Figura 8: Criar uma Activity

Diretórios do projeto Android

Ao criar o projeto conforme descrito anteriormente, deparamo-nos com a estrutura de diretórios da Figura 9. Irei explicar brevemente o que cada diretório e seus ficheiros representam.

  • ManifestoO ficheiro AndroidManifest.xml é um dos ficheiros mais importantes, pois todas as permissões da aplicação, todas as atividades e recursos que irá utilizar deverão estar declarados neste ficheiro. Caso a aplicação utilize algum recurso que não esteja declarado neste ficheiro, este recursos simplesmente não irá funcionar ao distribuir o app.
  • JavaOs ficheiros Java são responsáveis pela lógica e controle da sua aplicação, sendo que os ficheiros em XML serão responsáveis pela parte de visualização. Toda a lógica e regras deverão estar implementados nestes ficheiros em Java. Sinta-se livre para criar outros pacotes e administrar o seu projeto em Java da forma que achar mais conveniente.
  • resA pasta res vem da palavra resources que significa recursos em português. Este diretório deverá conter todos os recursos gráficos que a aplicação irá utilizar, como imagens e ficheiros XML. Basicamente, as imagens deverão estar no diretório drawable  e os demais ficheiros XML em seus respectivos diretórios, como layout (especifica o layout de todas as activities da aplicação; é possível criar layouts diversos para diferentes tamanhos e tipos de ecrã; saiba mais em: http://developer.android.com/training/basics/supporting-devices/screens.html), menu (especifica como serão todos os menus da aplicação) e em values. Para quem está a começar, o ficheiro mais importante do diretório values é o strings.xml. É fortemente recomendável que todas as strings que apareçam na aplicação, principalmente as strings do layout sejam referenciadas por este ficheiro, pois isto permite a fácil internacionalização das aplicações. Assim, se quisermos criar um ficheiro para cada linguagem, basta traduzimos estas strings e o próprio Android irá se encarregar de carregar o ficheiro necessário com base na linguagem utilizada pelo sistema. Caso não exista um ficheiro strings.xml para a língua utilizada no sistema, será carregado um ficheiro padrão, que também poderá ser definido pelo programador.
Android Studio: estrutura de directórios
Figura 9: Estrutura de directórios

Basicamente esta é a estrutura de diretórios de um projeto Android. É claro que se aprofundarmos em cada um destes ficheiros iremos descobrir diversas funcionalidades possíveis . No entanto , isto é o básico que devemos entender para iniciar o desenvolvimento das nossas aplicações.

Instalação e configuração do Genymotion

O sistema operativo Android é executado em diversos tipos de smartphones, tablets, wearables, ou seja, o sistema é executado em aparelhos com diversos tamanhos de ecrã especificações de hardware diferentes, funcionalidades diferentes entre estes hardwares, o que, por consequência, acaba criando uma série de problemas para os programadores de aplicações no momento da distribuição do app. Baseado nisto, programadores fundaram uma startup e criaram a ferramenta Genymotion, que nos permite descarregar, configurar e simular diversos tipos de dispositivos virtuais Android, podendo descarregar um simulador específico para determinado smartphone. Desta forma, conseguimos simular as nossas aplicações com qualidade e eficiência em diversos tipos de hardware que executam o Android.

Para descarregar o Genymotion, basta aceder a: https://www.genymotion.com/ e fazer um registo no site para a versão pessoal que é disponibilizada gratuitamente. O Genymotion utiliza o Oracle VirtualBox para criar os dispositivos virtuais. Sendo assim, existem duas opções de download da ferramenta, incluindo ou não o VirtualBox no download. Caso você já possua o Oracle VirtualBox instalado na sua máquina, poderá descarregar do Genymotion sem ele.

Depois de instalar e abrir o Genymotion, devemos nos deparar com o ecrã mostrada na Figura 10.

Android Studio: Criar o dispositivo virtual
Figura 10: Criar o dispositivo virtual

Vamos clicar em Yes para configurar o dispositivo virtual. Ao clicar em Yes deparamo-nos com o ecrã da Figura 11.

Android Studio: Configurar o dispositivo virtual Android
Figura 11: Configurar o dispositivo virtual Android

No ecrã da Figura 11, podemos procurar por dispositivos virtuais para configurara máquina filtrando as pesquisas pela versão do Android ou pelo modelo do dispositivo. Genymotion é bastante interessante, pois permite fazer o download de configurações de um dispositivo real, ou seja, simularmos um dispositivo virtual com todas as configurações e especificações do dispositivo real, o que é bastante útil em diversos casos. Para este artigo escolhi o modelo Nexus S, que não é um dispositivo recente, mas que executa de forma estável em máquinas com configurações médias/baixas e possui a versão do Android 4.1.1, que suporta a maioria das aplicações disponíveis no Google Play atualmente. Fique à vontade para escolher outra versão do Android ou outro modelo de dispositivo virtual para instalar na máquina. Após escolher a versão a ser instalada clique em Next.

Android Studio: Confirmar as configurações
Figura 12: Confirmar as configurações

Após isto, serão informadas as especificações do dispositivo escolhido, como o nome do dispositivo, resolução da ecrã, versão do Android, quantidade de memória RAM utilizada e capacidade de memória de armazenamento em disco. Verifique se a máquina possui recursos suficientes para executar a versão escolhida, pois há versões que exigem muita memória ou muito processamento, podendo deixar o sistema lento enquanto utiliza o dispositivo virtual. Caso tenha certeza da versão a ser instalada clique em Next e espere até que o dispositivo virtual seja descarregado e instalado na sua máquina, que na verdade será instalado para funcionar no Oracle VirtualBox. Quando a instalação terminar o dispositivo virtual será carregado e caso tenha instalado o Nexus S, o seu ecrã deverá ser semelhante a Figura 13.

Android Studio: Simulação do dispositivo virtual
Figura 13: Simulação do dispositivo virtual

Após instalar o Genymotion e configurar um dispositivo virtual, devemos integrar a ferramenta com a IDE Android Studio, afim de facilitar o trabalho no momento de simularmos um app neste dispositivos virtual. Para isso, vamos abrir o IDE Android Studio e aceder ao menu File > Settings ou então, como atalho, pressionar Ctrl + Alt + S. Ao abrir o ecrã de configurações (Settings) do IDE, vamos no separador do lado esquerdo e selecionamos a opção Plugins, após isso, clicamos em Browse Repositories, no canto inferior central do ecrã. No próximo ecrã vá ao campo de pesquisa e escreva Genymotion, sendo que deverá aparecer, no separador do lado esquerdo, uma opção de plugin. Após isso, selecionamos esta opção e clicamos no botão Install Plugin em verde no lado direito doo ecrã. Desta forma o plugin do Genymotion será descarregado e instalado automaticamente no IDE Android Studio. Para ter certeza que o plugin foi instalado, basta procurar pelo ícone abaixo na barra de ferramentas do IDE. Na próxima seção aprenderemos sobre como executar aplicações utilizando este plugin, que redirecionará a aplicação para os dispositivos virtuais do Genymotion.

Testar a aplicação em dispositivo virtual

Em primeito lugar, devemos iniciar o dispositivo virtual. Para isso, vamos clicar no plugin do Genymotion no IDE Android Studio e esperar até abrir o ecrã da Figura 14.

Android Studio: Iniciar o dispositivo virtual do Genymotion
Figura 14: Iniciar o dispositivo virtual do Genymotion

No ecrã da Figura 14 serão listados todos os dispositivos virtuais instalados na máquina, então basta escolher algum destes dispositivos e clicar em Start para iniciar. Caso não apareça nenhum dispositivo , abra o Genymotion, descarregue e configure um dispositivo virtual conforme explicado anteriormente. Após isso, no menu Run > Run, com isso deverá aparecer o ecrã conforme a Figura 15.

Android Studio: Selecionar um dispositivo virtual em execução
Figura 15: Selecionar um dispositivo virtual em execução

No ecrã da Figura 15 serão listados todos os dispositivos virtuais em execução que estão prontos para executar a aplicação. Então, como já havíamos iniciado um dispositivo virtual no Genymotion, deverá aparecer pelo menos uma opção nesta lista. Vamos selecioná-la e clicar em Ok. Feito isto, a aplicação será carregada para o dispositivo virtual, o que deverá ser semelhante à Figura 16.

Android Studio: Executar a aplicação no dispositivo virtual
Figura 16: Executar a aplicação no dispositivo virtual

Exportar a aplicação para dispositivos reais

É extremamente importante que faça testes em dispositivos reais durante o desenvolvimento de seus projetos. Existem várias formas de exportar aplicações para serem testadas em dispositivos reais, sendo uma dessas formas a criação do .apk, que nada mais é do que a versão final da nossa aplicação. Para exportar um .apk no Android Studio é bastante simples. No menu superior do IDE vamos em Build > Generate Signed APK, conforme a Figura 17.

Android Studio: Criação do APK
Figura 17: Criação do APK

O apk deve ser criado com base em uma chave do programador, ou seja, na primeira vez que exportar a aplicação devemos registar ou abrir o arquivo que identifique a nossa chave. Isto é necessário, pois com esta chave será informado quem é o programador ou empresa detentora da aplicação, localidade, e é também uma forma de segurança para que outros programadores não lancem outras aplicações fazendo-se passar por determinada pessoa. Grave o ficheiro .jks em um diretório de fácil acesso, pois todas as vezes que forem exportar as aplicações será necessário informar o diretório deste ficheiro.

Android Studio: Criar uma Key Store
Figura 18: Criar uma Key Store

Após criar a chave, será solicitado qual pasta será o destino do .apk e o tipo de versão que esta aplicação é: release (versão final para o utilizador) ou debug (versão de testes). Clique em Finish e será informado com uma mensagem a avisar que o .apk foi criado com sucesso.

Android Studio: Exportar o APK
Figura 19: Exportar o APK

Caso tenha conseguido chegar aqui, basta copiar o ficheiro .apk e colocar na memória interna do dispositivo que queira testar. Antes de abrir o .apk no seu dispositivo, vá a Configurações > Segurança e certifique-se que a opção Fontes desconhecidas está acionada, caso contrário o sistema irá bloquear a instalação do .apk. Use um explorador de arquivos no  dispositivo Android (recomendo o ES File Explorer) e selecione este ficheiro. Será aberto um instalador para a  aplicação, basta seguir com os procedimentos e pronto, a aplicação esta instalada em um dispositivo real.

Como continuar?

Existem vários materiais de estudo disponibilizados na Internet de forma gratuita sobre o desenvolvimento de aplicações Android com Android Studio, e demais assuntos relacionados a esta plataforma. Caso tenha bom domínio de inglês, é extremamente recomendável estudar no site developer.android.com, pois este é o único material que está sempre 100% atualizado e contém uma parte de Training muito interessante feita pela equipa de programadores da Google. Recomendo também ver o curso de Android na plataforma Udacity, que também foi feito por programadores da Google, onde é construído uma aplicação completa utilizando o Android Studio. Este curso é disponibilizado de forma gratuita, mas caso precise do certificado é necessário desembolsar uma certa quantia para recebê-lo.

Caso queira mais, procure como os programadores  resolvem problemas  comuns na Internet. Existem vários vídeo no YouTube e várias soluções interessantes em sites como o Stack Overflow, no qual  pode publicar  ou solucionar  dúvidas de outras pessoas. Desejo a todos, bons estudos e uma boa caminhada por este fantástico mundo do desenvolvimento mobile.

Publicado na edição 49 (PDF) da Revista PROGRAMAR.