tuProlog è un interprete Prolog scritto in Java, attualmente giunto alla versione 2.7.2. La versione Android offre le stesse funzionalità della versione Java, ma con una eccezione: il supporto al class loading, che tuProlog sfrutta per il caricamento dinamico di librerie e teorie, non opera allo stesso modo e con la stessa flessibilità di quello Java a causa delle differenze fra le due piattaforme, in particolare per quanto riguarda il caricamento di jar e class "on the fly". Scopo di questa tesi è quindi studiare le differenze di funzionamento, valutare le opzioni possibili e verificando a livello sperimentale, su un opportuno prototipo, la fattibilità e la validità dell'approccio identificato.

1. A.A. 2012/2013 - Sessione III
ALMA MATER STUDIORUM - UNIVERSITÀ DI BOLOGNA
SCUOLA DI INGEGNERIA E ARCHITETTURA
CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA INFORMATICA
Dipartimento di Informatica - Scienza e Ingegneria DISI
Class Loading in Android:
applicazione a tuProlog
CANDIDATO:
Alessio Mercurio
RELATORE:
Chiar.mo Prof. Enrico Denti
CORRELATORE:
Ing. Alessandro Montanari

2. Contesto: tuProlog (1/3)
 Interprete Prolog scritto in Java
 interoperabile con Java e .NET
 disponibile per diverse piattaforme
 JavaSE
 Android
 Microsoft .NET
 Eclipse plugin

3. Contesto: tuProlog (2/3)
 Il supporto al Class Loading di tuProlog prevede:
 Caricamento dinamico di librerie Java
 LibraryManager
 Caricamento dinamico di oggetti Java
 JavaLibrary

4. Contesto: tuProlog (3/3)
 tuProlog per Android:
 Stessi core, librerie e funzionalità
MA
 Mancanza del supporto al Class Loading per il
caricamento dinamico di librerie e teorie

5. Obiettivi
 Analizzare le differenze tra le piattaforme Java e Android
riguardo al meccanismo di Class Loading
 Rivedere la struttura e l'ingegnerizzazione di tuProlog in Java
e Android per garantire anche in Android
 il caricamento e l’utilizzo di librerie Java, tramite LibraryManager
 il caricamento dinamico di oggetti Java, tramite JavaLibrary
 Verificare a livello sperimentale su un opportuno prototipo
 la fattibilità dell’approccio identificato
 l'invarianza delle scelte sul funzionamento nelle altre piattaforme

6. Da Java ad Android
 Nuova macchina virtuale: Dalvik Virtual Machine
 Nuovo bytecode: Dalvik Executable ( .dex )

7. Il formato .dex - Dalvik Executable
 Non più jar contenenti un file .class per classe
 ma jar con un solo file classes.dex contenente
tutte le classi

8. DexClassLoader
 Classloader di tipo “dex-based” utilizzato in Android
per poter eseguire codice che non è stato installato
come parte dell’applicazione
 Appartiene al package dalvik.system
 Carica classi da file .jar contenenti un singolo file
classes.dex

9. Problemi e sfide
Problema 1
 l'attuale LibraryManager non può operare in Android
 Sfida: estendere il LibraryManager per garantire il
caricamento delle librerie nel nuovo formato, senza
impatto sulle altre piattaforme
Problema 2
 l'attuale JavaLibrary non può operare in Android
 Sfida: estendere la JavaLibrary per consentire il
caricamento di oggetti Java anche in Android, senza
impatto sulle altre piattaforme

10. Refactoring del LibraryManager
 COSA: estensione del LibraryManager per consentire il
caricamento di librerie anche nel caso Android
 COME: aggiunta del supporto al DexClassLoader all’interno
del metodo loadLibrary() del LibraryManager
Caricamento e utilizzo di una
libreria Java all’interno
dell’applicazione tramite il
predicato load_library/2 .

11. Aggiornamento della GUI Android
 Obiettivo: permettere agli utenti Android di gestire
graficamente le proprie librerie
 Soluzione: progetto e realizzazione di una nuova
LibraryManagerActivity che permetta
 l’aggiunta di librerie al motore Prolog a runtime
 la rimozione di librerie dal motore Prolog a runtime

12. LibraryManagerActivity (1/2)
1. Nome completo della libreria da
caricare
2. Selezione del file jar sorgente
3. Aggiunta della nuova libreria
4. Rimozione di una libreria già caricata
5. Lista di librerie caricate
6. Messaggi di stato
1 2
3 4
5
6

13. LibraryManagerActivity (2/2)
Selezione del file .jar da
cui caricare la libreria
Caricamento della libreria

14. Refactoring di JavaLibrary (1/2)
 Obiettivo: estenderne le funzionalità mantenendo
incapsulate le dipendenze dalla piattaforma
 Soluzione: nuova gerarchia di classloader
ex ClassLoader
(reso astratto)
Concretizzazioni platform-dependent

15. Soluzioni: modifica della JavaLibrary (2/2)
Utilizzo dei predicati set_classpath
e get_classpath
Utilizzo del predicato
java_object

16. Collaudo
 Terminali virtuali utilizzati:
 Dispositivo Virtuale - Android 2.3.3 ( Gingerbread )
 Dispositivo Virtuale - Android 4.3 ( Jelly Bean )
 Dispositivi reali utilizzati:
 Samsung Galaxy W - Android 2.3.6 ( Gingerbread )
 Samsung Galaxy S3 Mini - Android 4.1.2 ( Jelly Bean )
 iOcean X7 - Android 4.2.1 ( Jelly Bean )

17. Conclusioni
 Obbiettivi completamente raggiunti
 Eliminate le dipendenze dalla versione Java
 Evitati stravolgimenti alla struttura del software
 Prestazioni invariate sulla piattaforme non coinvolte
 Novità della versione Android
 GUI Android arricchita
 Funzionamento Android più coerente e uniforme con le
altre piattaforme

18. GRAZIE PER
L’ ATTENZIONE