مفهوم SDK در برنامه نویسی اندروید چیست؟

SDK در برنامه نویسی اندروید جعبه ابزار کاملی است که هر توسعه‌دهنده‌ای به آن نیاز دارد. این کیت توسعه شامل تمامی ابزارها، کتابخانه‌ها و منابعی است که برای طراحی، توسعه، تست و انتشار اپلیکیشن‌ها مورد نیاز است. توسعه‌دهندگان با بهره گرفتن از SDK ایده‌های خود را به واقعیت تبدیل کرده و اپلیکیشن‌های جذاب و کاربردی برای میلیون‌ها کاربران خلق می‌کنند.

SDK چیست و چرا در برنامه‌نویسی اندروید اهمیت دارد؟

SDK یا «کیت توسعه اندروید شامل مجموعه ابزارها، کتابخانه‌ها، مستندات، نمونه کدها و امولاتور است که برای توسعه اپلیکیشن‌های اندروید لازم هستند. کیت توسعه به عنوان ستون فقرات توسعه اندروید به شما اجازه می‌دهد اپلیکیشن‌های خود را با سرعت و دقت بالا برای دستگاه‌های متنوع بسازید و تست کنید.

به واسطه تغییرات سریع و پیوسته در سیستم عامل اندروید، نسخه‌‌های قدیمی SDK مناسب ورژن جدید نخواهند بود. از این‌رو هر زمان که گوگل نسخه‌ای جدید از اندروید منتشر یا آن را به‌روزرسانی می‌کند، یک کیت توسعه جدید همراه آن ارائه می‌شود. 

هر نسخه از اندروید دارای API Level خاصی است و توسعه‌دهنده با استفاده از SDK تعیین می‌کند که اپلیکیشن برای چه نسخه‌ای از اندروید قابل اجرا باشد.

محتویات یک SDK اندروید چیست؟

SDK اندروید شامل مجموعه کاملی از ابزارهای توسعه، آزمایش و دیباگ برای اندروید است. این محتویات در توسعه اپلیکیشن نقش مهمی داشته و شامل این موارد می‌شوند:

ابزار های پلتفرم

کاربرد اصلی ابزارهای پلتفرم آزمایش اپلیکیشن است و مهمترین ابزارهای آن سه مورد هستند:

• Android Debug Bridge: این مورد که با نام ADB  شناخته می‌شود، برای ارتباط با دستگاه‌های اندرویدی (فیزیکی یا مجازی)، اجرای دستورات و دیباگ کاربرد دارد. 
• Fastboot: ابزاری برای فلش کردن سیستم‌عامل یا بازیابی سیستم بر روی دستگاه‌های اندرویدی.
• ابزارهای Systrace: به جمع‌آوری و رهگیری اطلاعات زمان‌بندی کمک می‌کنند و در دیباگ اپ اهمیت زیادی دارند. 

ابزار های ساخت 

برای کامپایل و ساخت اپ‌های اندروید استفاده می‌شود. ابزارهای موجود در آن به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهند تا کدهای خود را به فایل‌های APK تبدیل کنند که روی گجت‌های اندرویدی نصب می‌شود:

• AAPT: ابزاری برای مدیریت منابع اپلیکیشن‌ها.
• DX: ابزاری برای تبدیل فایل‌های بایت‌کد جاوا به کدهای DEX
• Zipalign: ابزاری برای بهینه‌سازی فایل APK به منظور اجرای بهتر روی دستگاه‌ها.

 ورژن Build Tools باید با نسخه اندروید استودیو و SDK اپلیکیشن سازگار باشد. بنابراین هنگام نصب یا به‌روزرسانی اندروید در سیستم از آپدیت بودن این بخش در Android SDK Manager مطمئن شوید. 

امولاتور اندروید

امولاتور یا شبیه‌ساز اندروید به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا اپلیکیشن‌های خود را بدون نیاز به دستگاه فیزیکی اندروید تست کنند. امولاتور برای شبیه‌سازی انواع دستگاه‌های اندرویدی از جمله گوشی، تبلت‌، ساعت هوشمند و دستگاه‌های Android TV کاربرد دارد. 

پلتفرم‌ های SDK

هر نسخه از سیستم‌عامل اندروید دارای یک پلتفرم SDK مخصوص است که شامل APIها و ابزارهای مربوط به همان نسخه می‌شود. قبل از ساخت اپ اندروید باید SDK Platform را به عنوان بیلد هدف خود مشخص کنید.

پلتفرم‌های SDK جدیدتر قابلیت‌های بیشتری برای توسعه‌دهندگان دارند اما دستگاه‌های قدیمی ممکن است با نسخه جدید پلتفرم سازگار نباشند و اپلیکیشن به درستی روی آنها اجرا نشود. 

کتابخانه‌ ها

شامل مجموعه‌ای از کدهای از پیش نوشته شده است که وظایف خاصی را انجام می‌دهند. توسعه‌دهندگان می‌توانند از کتابخانه‌ها برای سرعت بخشیدن به فرآیند توسعه استفاده کنند:

• AndroidX: مجموعه‌ای از کتابخانه‌های جدید که جایگزین نسخه قدیمی Android.support شده است. این کتابخانه‌ها شامل امکاناتی مثل معماری اپلیکیشن، کار با رابط کاربری، مدیریت داده‌ها، و غیره می‌شود.
• Play Services: دسترسی به سرویس‌های مختلف گوگل مانند موقعیت‌یابی، پیام‌رسانی، تبلیغات و تحلیل‌های اپلیکیشن را فراهم می‌کنند.

مستندات و راهنما ها 

اندروید SDK همراه با مستندات کامل ارائه می‌شود که شامل توضیحات درباره APIها، کتابخانه‌ها و نمونه‌کدهای متنوع برای آموزش بهتر است. نمونه‌کدها به توسعه‌دهنده کمک می‌کند با نحوه استفاده از APIها و توسعه ویژگی‌های مختلف آشنا شود.

API های گوگل

گوگل برای آسان‌تر کردن توسعه اپلیکیشن تعدادی از APIهای انحصاری خود را در دسترس توسعه دهندگان قرار می‌دهد. این پکیج یک سیستم ایمیج هم برای امولاتور فراهم می‌کند تا اپلیکیشن را با استفاده از API گوگل تست کنید. 

مزایا و معایب استفاده از SDK در توسعه اندروید

کیت توسه برای دولوپرها و کسب‌وکارها به یک اندازه مفید است. به لطف قابلیت‌های گسترده آن توسعه، آزمایش، دیباگ و یکپارچه‌سازی اپ‌ها بسیار آسان‌تر می‌شود. 

مزایای SDK در برنامه نویسی اندروید شامل این موارد است:

توسعه سریع‌تر: ابزارهای موجود در SDK فرایند توسعه، دیباگ و دیپلوی اپلیکیشن را به شکل چشمگیری تسریع می‌کنند. 

 APIهای اندروید: فراهم کردن دسترسی مستقیم به APIهای اندروید کار با بخش‌های مهم دستگاه مثل دوربین، سنسورها، سرویس‌های مکان‌یابی و غیره را آسان می‌‌کند. 

امولاتور و دیباگ: امولاتور اندروید بدون نیاز به تهیه دستگاه‌های واقعی همه آنها را برای شما شبیه‌سازی می‌کند. علاوه بر این ابزارهای دیباگر به سرعت مشکلات را شناسایی و رفع می‌کنند. 

سازگاری با انواع پلتفرم‌ها: کیت توسعه برای اندروید طراحی شده اما با ابزارهای Flutter یا React Native می‌توان اپ‌هایی را توسعه داد که در پلفترم‌های مختلف قابل اجرا باشند. 

آپدیت‌های منظم: گوگل همیشه کیت توسعه را با قابلیت‌های جدید به‌روز کرده و باگ‌های آن را رفع می‌کند تا توسعه دهندگان به جدیدترین فناوری‌های دسترسی داشته باشند. 

جامعه کاربری بزرگ: اندروید SDK یک پلتفرم متن‌باز با جامعه کاربری عظیم است که دانش خود را با هم به اشتراک گذاشته و از یکدیگر پشتیبانی می‌کنند.

SDK اندروید با وجود مزایای گسترده معایبی هم دارد که باید در نظر داشته باشید:

مصرف منابع: اندروید SDK و اندروید استودیو به مصرف بالای منابع سخت‌افزاری معروف هستند. توسعه و اجرای امولاتور به خصوص در پروژه‌های بزرگ بخش عمده‌ای از پردازنده و حافظه رم را درگیر می‌کند. 

وابستگی به پلی استور گوگل: بسیاری از اجزای کیت توسعه به سرویس‌های گوگل وابسته‌اند که انعطاف پذیری خارج از این اکوسیستم را محدود می‌کند. 

نحوه نصب و راه‌ اندازی SDK اندروید

کیت توسعه برای محیط Android Studio بهینه‌سازی شده و برای بهره‌بردن از حداکثر مزایای SDK در برنامه نویسی اندروید باید این IDE را نصب کنید. 

مدیریت SDK اندروید از طریق Android Studio بسیار ساده‌تر است چون از زبان‌هایی مثل جاوا، کاتلین و ++C پشتیبانی می‌کند. علاوه بر این آپدیت‌های کیت توسعه به صورت خودکار در این محیط نصب می‌شود. 

Android Studio با ویندوز، لینوکس، مک و Chrome OS سازگار است و می‌توانید از سایت رسمی آن را دانلود کنید.  برای نصب این برنامه سیستم شما باید حداقل چنین مشخصاتی داشته باشد:

• سیستم عامل لینوکس، Mac OS X 10.10، ویندوز ۷ و بالاتر 
• پردازنده: اینتل Core i3 یا بالاتر با هسته پردازشی حداقل ۲ گیگاهرتز
• حافظه رم: حداقل ۴ گیگابایت
• کارت گرافیک: پردازشگر گرافیکی سازگار با OpenGL 2.0

این مشخصات حداقل سیستم مورد نیاز Android Studio است و برای اجرای روان‌تر و سریع‌تر توصیه می‌کنیم از سیستم قوی‌تر با رم حداقل ۸ یا ۱۶ گیگابایتی استفاده کنید. 

Android Studio برای اجرا به کیت توسعه جاوا (JDK) نسخه ۸ یا بالاتر نیاز دارد. 

مراحل نصب و راه‌اندازی SDK اندروید:

• در صفحه شروع Android Studio ابتدا Configure و سپس SDK Manager را انتخاب کنید. 

• آیکون SDK Manager مثل تصویر زیر در گوشه بالا و سمت راست نمایش داده می‌شود. روی آن کلیک کنید. 

• از پنجره باز شده پیکج‌ها و ابزارهای توسعه اندروید SDK را برای نصب انتخاب کنید. برای شروع این موارد را پیشنهاد می‌کنیم:

Android SDK Build-Tools

Android Emulator

Android SDK Platform-Tools

Android SDK Tools

Documentation for Android SDK

• روی Apply کلیک کنید تا تغییرات مورد نظر اعمال شود. 

API های موجود در SDK اندروید

یکی از دلایل توسعه‌دهندگان برای استفاده از SDK در برنامه نویسی اندروید مجموعه گسترده رابط‌های برنامه‌نویسی (API) است. API تعامل اپلیکیشن با سیستم و افزودن قابلیت‌های جدید به آن را بسیار ساده می‌کند. در ادامه تعدادی از APIهای موجود در SDK اندروید را معرفی می‌کنیم:

API رابط کاربری (UI):

به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهند تا عناصر مختلف رابط کاربری مانند دکمه‌ها، فرم‌ها، لیست‌ها و صفحات مختلف را طراحی و مدیریت کنند:

• View: نمایش المان‌های رابط کاربری.
• Drawable API: تعریف تصاویر، شکل‌ها و حالت‌های مختلف استفاده می‌شود. مثلاً یک دکمه می‌تواند حالت عادی، فشرده یا غیرفعال داشته باشد.

API مدیریت داده‌ها:

برای ذخیره و مدیریت داده‌ها در اپلیکیشن‌ها استفاده می‌شوند. برای مثال:

• SharedPreferences: ذخیره تنظیمات ساده و داده‌های کلیدی-مقداری.
• Storage API: خواندن و نوشتن فایل‌ها در حافظه داخلی و خارجی دستگاه..

API شبکه:

برای ارسال و دریافت داده از طریق اینترنت یا شبکه‌های محلی استفاده می‌شوند:

• HttpURLConnection: برای ارتباطات HTTP.
• Retrofit یا Volley: کتابخانه‌هایی برای ساده‌سازی درخواست‌های شبکه.

API مکان‌یابی:

به اپلیکیشن‌ها امکان می‌دهند تا مکان جغرافیایی دستگاه را شناسایی کنند:

• LocationManager: دسترسی به GPS و اطلاعات مکانی.
• FusedLocationProviderClient: یک API ساده‌تر برای مکان‌یابی دقیق‌تر و بهینه‌تر.

API رسانه:

برای پخش و مدیریت فایل‌های صوتی، تصویری و ویدئویی استفاده می‌شوند:

• MediaPlayer: پخش فایل‌های صوتی و تصویری.
• MediaRecorder:  ضبط صدا و تصویر

API اعلان (نوتیفیکیشن):

• برای ارسال و مدیریت اعلان‌ها در دستگاه‌های اندرویدی استفاده می‌شوند:
  • NotificationManager: ایجاد و نمایش اعلان‌ها.
  • NotificationChannel: مدیریت دسته‌بندی اعلان‌ها در نسخه‌های جدید اندروید.

API مدیریت حسگرها:

• این APIها برای دسترسی به سنسورهای دستگاه مانند شتاب‌سنج، ژیروسکوپ و حسگرهای مجاورت استفاده می‌شوند:
  • SensorManager: دسترسی و مدیریت داده‌های سنسورها.

 API امنیتی:

این APIها برای مدیریت امنیت و احراز هویت کاربران در اپلیکیشن‌ها استفاده می‌شوند:

• BiometricPrompt: احراز هویت با استفاده از سیستم بیومتریک (اثر انگشت، تشخیص چهره).

ارتباط SDK اندروید با Android Studio

Android Studio و اندروید SDK دو ابزار حیاتی برای توسعه اپلیکیشن‌های اندرویدی هستند که به یکدیگر وابستگی زیادی دارند. 

Android Studio یک IDE یا «محیط توسعه یکپارچه» است که گوگل به عنوان ابزار رسمی توسعه اپلیکیشن‌های اندروید معرفی می‌کند. این IDE تمامی امکانات و ابزارهای لازم برای نوشتن، دیباگ، تست و انتشار اپلیکیشن‌های اندرویدی را در اختیار توسعه‌دهندگان قرار می‌دهد.

Android Studio برای انجام این وظیفه به اندروید SDK وابسته است. در واقع SDK کتابخانه‌ها و ابزارهای توسعه اپ‌های اندرویدی را فراهم می‌کند و Android Studio به عنوان رابط کاربری و محیط کدنویسی از این منابع استفاده می‌کند.

به عبارت ساده‌تر Android Studio ابزارهای موجود در SDK را به یک رابط گرافیکی کاربر پسند و کاربردی تبدیل می‌کند تا فرآیند توسعه سریع‌تر و کارآمدتر باشد.

چالش‌ های معمول هنگام کار با SDK اندروید و نحوه رفع آنها

هنگام استفاده از SDK در برنامه نویسی اندروید ممکن است به مشکلات رایجی مثل خطای لایسنس برخورد کنید که در ادامه به آنها می‌پردازیم. 

حل مشکل نصب SDK در اندروید استودیو

یکی از رایج‌ترین خطاها برای کاربران ایرانی پس از نصب SDK در اندروید استودیو این مورد است:

Emulator directory is missing

مشکل اصلی به زبان پیش‌فرض سیستم مربوط می‌شود و برای رفع آن باید مراحل زیر را دنبال کنید:

1. از کنترل پنل ویندوز وارد تنظیمات مربوط به منطقه یا Region شوید. 

1. مطابق تصویر زیر اگر فرمت زبان روی زبان فارسی تنظیم شده، آن را به انگلیسی تغییر دهید. 

3. از تب Administrative گزینه Copy settings را باز کرده و تیک‌های مشخص شده را فعال کنید. 

4. گزینه Change system locale را کلیک کرده و در پنجره باز شده منوی Current system locale را روی گزینه English قرار دهید. 

5. سیستم را دوباره راه‌اندازی کنید تا تغییرات مربوط به زبان و محل اعمال شود. 

6. با اتصال به ابزارهای دور زدن تحریم، دوباره بسته SDK را نصب کنید. 

حل خطای لایسنس SDK

برخی کاربران بعد از نصب یا به‌روزرسانی اندروید استودیو با این خطا مواجه می‌شوند که به لایسنس برنامه مربوط می‌شود:

Failed to install the following Android SDK packages as some licenses have not been accepted “error

برای حل این مشکل مراحل زیر را دنبال کنید:

• در اندروید استودیو  گزینه Tools را انتخاب کرده و روی SDK Manager کلیک کنید.
• سپس وارد تب SDK Tools شوید. 

• از لیست باز شده تیک گزینه Android SDK Com mand-line Tools را فعال کنید. 
• روی Apply کلیک کنید تا خط فرمان به‌روز شده و مشکل حل شود.

جمع بندی

اندروید SDK قلب تپنده توسعه اپلیکیشن‌های اندرویدی و شامل کامپایلرها، دیباگرها، کتابخانه‌ها و امولاتور است. به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهد که به‌راحتی برای نسخه‌های مختلف اندروید اپلیکیشن بسازند و آن‌ را تست کنند. با کیت توسعه می‌توان از قابلیت‌ دستگاه‌های اندرویدی مانند دوربین، سنسورها، مکان‌یابی و غیره استفاده کرده و اپلیکیشن‌هایی با کارایی بالا و تجربه کاربری جذاب ایجاد کرد. در نهایت SDK اندروید تنها یک مجموعه ابزار نیست بلکه اکوسیستمی در حال رشد است که به طور مداوم با معرفی ویژگی‌ها و بهبودهای جدید به‌روز می‌شود.