на каком языке написана ios

На каком языке пишут приложения для iOS

Хотите создавать революционные приложения, но не знаете, на каком языке? Мы подготовили статью, чтобы вы могли определиться (спойлер: Swift).

Разработка приложений под iOS может быть кросс-платформенной или нативной. Первый способ позволяет использовать код на Java, C++, Python и других языках — просто компилируете приложение под iOS, и оно будет работать.

Второй — писать на Objective-C или Swift — языках, которые лучше всего подходят для создания приложения под операционные системы Apple.

Разработка кросс-платформенных приложений

Как уже говорилось выше, создать приложение для iOS можно с помощью:

Вы пишете один код, а потом компилируете его для разных платформ. Такой способ быстрее и дешевле, но подобные приложения работают гораздо хуже, чем нативные. Это связано с тем, что реализовать многие возможности в них не получится без костылей.

Можно, конечно, оптимизировать код, но работать приложение все равно будет медленнее нативного. Чем больше функций должно быть в приложении, тем хуже оно будет функционировать, не говоря уже о бесконечных багах и уязвимостях.

Разрабатывать кросс-платформенно рекомендуется, если не хватает времени или бюджета. Также такой подход предпочтительнее, когда речь идет о корпоративных приложениях в больших компаниях, где сотрудники пользуются миллионом разных устройств.

Примеры кросс-платформенных приложений:

Нативная разработка для iOS

Нативные приложения отлично работают без всяких костылей, потому что используются языки, которые подходят для конкретной платформы. В случае с iOS — Objective-C и Swift.

Objective-C

В 1980 году Брэд Кокс в своей компании Stepstone создал Objective-C — позже он стал основным языком разработки для устройств Apple. Objective-C — это компилируемый объектно-ориентированный язык программирования (ООП), основанный на C.

С помощью объектов решается проблема повторяемости кода. Но делается это не так топорно, как при структурном программировании, в котором увеличение объема и сложности программы снижает качество.

Основное отличие Objective-C от C++ (тоже поддерживает ООП и тоже был разработан в восьмидесятых годах) в том, что вызов метода в нем интерпретируется не как функция, а как сообщение — как в языке Smalltalk. Такие сообщения могут содержать что угодно, а отправить их можно куда потребуется.

Также объект может переслать часть полученного сообщения другому объекту (даже если он находится не на этом компьютере), что позволяет делегировать задачи — по такому же принципу работают нейросети.

Objective-C — компилируемый язык. Однако сообщения привязываются к функциям исключительно во время выполнения программы, что позволяет создавать динамичные приложения. Еще в языке поддерживаются протоколы и метаинформация.

Синтаксис здесь значительно отличается от синтаксиса C-подобных языков. Для сравнения:

Источник

На чем написан iOS? Краткий гайд по программированию на iPhone

Без чего точно не обойтись, так это без знания английского языка. Потому что действительно актуальная информация по разработке для iOS находится на официальном сайте Apple, а он на английском.

Собственные языки программирования: Objective-C и Swift.

Инструменты для пользовательского интерфейса: Interface Builder, StoryBoards и фреймворк SwiftUI.

Поэтому использовать крос сп латформенные языки для iOS рекомендуется только в том случае, когда есть ограничения по бюджету или просто нет времени разработать приложение нативными инструментами.

Язык программирования для iOS

Описанные ниже языки относятся к тем самым нативным инструментам компании Apple. Как уже упоминалось, есть два основных языка, на которых пишутся приложения для Apple:

Подытожим

работу с API системами Apple;

систему контроля версий, тот же Git;

инструменты для создания прототипов приложений: Sketch, Figma, Canva и др.

Objective-C актуально изучать, если планируете работать в поддержке и адаптации уже разработанных приложений, так как со временем разработка приложений на этом языке угаснет, хотя на данный момент она еще актуальна.

Swift рано или поздно займет свое место, потому что он заручился продвижением и поддержкой самой компании Apple, так что его изучение актуально, если в планах писать и разрабатывать новые приложения для iOS.

Мы будем очень благодарны

если под понравившемся материалом Вы нажмёте одну из кнопок социальных сетей и поделитесь с друзьями.

Источник

На чём пишут приложения для iOS?

Операционная система iOS является одной из самых популярных в мире. Неудивительно, что под нее создается большое количество программ. Для этого используется язык программирования iOS, который помогает создать эффективное приложение с широким функционалом, и определенная среда разработки. Давайте разбираться.

Содержание

Разработка нативных приложений

В отличие от кроссплатформенных, нативные приложения разрабатываются специально под одну операционную систему. Они имеют множество преимуществ: быстрая оптимизация и корректная работа, отсутствие задержек в анимации и быстрый отклик, корректный доступ к аппаратной части устройства – камере, микрофону и другим функциям. Также нативные приложения имеют родной для платформы интерфейс.

Кроссплатформенная разработка актуальна в том случае, если бюджет слишком ограничен и необходимо сразу зайти на несколько платформ. В остальных случаях лучше делать выбор в пользу нативных решений. Программирование под iOS даст возможность создать качественное быстродействующее приложение с широким функционалом.

Языки программирования для iOS

Язык программирования iOS определила компания Apple. Разработчикам предоставляется несколько вариантов: Objective-C, Swift и C++. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, подходит для выполнения определенных задач. Все они относятся к объектно-ориентированному программированию, где выполняются основные принципы разработки, среди которых группирование схожих задач в классы.

Objective-C

Objective-C – это язык программирования iOS, который был разработан еще в 80-х годах прошлого века. Долгое время он был самым популярным языком разработки в компании Apple. Появился он путем скрещивания С и Smalltalk. По сути, его первоначально считали только надстройкой над языком C, которая позволяет расширить возможности.

Преимущества:

Код поддерживается, регулярно обновляется, при этом внесение изменений простое. Много документации и технической литературы, большое сообщество, где люди помогают друг другу познавать этот язык. Он очень похож на любой другой из семейства С, нужно только изучить синтаксис. Кроме того, Objective-C можно применять внутри проектов, написанных на Swift, потому что они совместимы.

Недостатки:

Если пользователь только начинает осваивать программирование под iOS, возникнут сложности с пониманием, он сложен в изучении. Производительность не слишком быстрая, а сам процесс сборки замедляется, если происходит взаимодействие с файлами Swift, потому что используется своеобразный «адаптер», переводящий код из Swift в Objective-C.

Но при всех недостатках Objective-C является очень популярным языком программирования iOS. Он используется для крупных проектов и интернет магазинов.

Swift

Swift – это современный язык программирования для iOS, который используется большинством разработчиков. Он появился в 2014 году, и вобрал в себя лучшие качества языков С и Objective-C. Главная особенность данного языка заключается в том, что на этапе программирования значительно уменьшается количество ошибок за счет строгой типизации объектов. Добавлено большое количество современных функций: замыкания, дженерики и прочие. Процесс программирования под iOS стал более гибким и увлекательным.

Преимущества:

Он очень быстрый, навигация по файлам понятная и упрощенная, он полностью построен на C, поэтому легко читается. Внешне он максимально напоминает английский язык, его синтаксис упрощен и понятен. Размер кода уменьшается за счет лаконичности. Есть возможность использовать шаблоны, он легко сочетается с Objective-C и имеет отличный уровень безопасности. Использование динамических библиотек позволяет программам работать быстрее и стабильнее.

Недостатки:

Из-за того, что Swift – это молодой язык программирования iOS, постоянно происходят обновления и изменения, поэтому приходится тщательно следить за готовыми программами. Остается еще довольно много разработчиков, которые используют Objective-C, так как он более стабилен.

Swift подходит для проектов разной сложности, от интернет магазинов до банковских сервисов.

C++ (Си плюс)

Преимущества:

Как правило, C++ используется для разработки логических задач и модулей. Он легко справляется со сложными алгоритмами. C++ (Си плюс) является востребованным при программировании на iOS. Он значительно повышает производительность и оптимизирует задачи. Если приложение имеет сложный функционал, сложную логическую взаимосвязь элементов, нередко применяется именно C++ для отличной оптимизации.

Недостатки:

Не получится полностью написать готовое рабочее приложение. Для создания пользовательского интерфейса используют вышеописанные языки программирования.

На каком языке пишут приложения для iOS? На всех трех. Swift используется чаще всего, так как компания Apple занимается его активным продвижением, но множество приложений создано на Objective-C, и еще долгое время он будет актуален, а C++ используется в качестве дополнительного инструмента.

Среда разработки iOS приложений

Xcode

Xcode – это современный быстрый редактор, который позволяет создавать функциональные приложения под iOS. Он бесплатный, разработан компанией Apple и скачать его можно в App Store.

Преимущества:

Недостатки:

AppCode

AppCode – популярная среда разработки приложений для iOS. Его придумала компания JetBrains. Главная особенность – отличная совместимость с Xcode. Разрабатывая в одной среде, приложение легко перенести в другую. Данная среда понимает любой язык программирования для iOS, содержит большой набор инструментов и функций.

Преимущества:

Недостатки:

Заключение

Программирование под iOS всегда будет актуально. Для этого используется несколько языков и различные среды. Язык программирования iOS полностью строится на основе C, поэтому, зная его, освоить другие языки будет легче.

Зачастую разрабатываются нативные приложения, так как они более стабильны, функциональны и практичны. Используя навыки программирования можно реализовать любые функции и разработать качественное нативное приложение для iOS.

Мы в Wezom Company всегда подбираем язык и среду исходя из особенностей будущего приложения, чтобы на выходе вы получили максимально эффективный инструмент, а работа была на пике производительности. Если у вас есть вопросы, оставьте заявку на сайте или свяжитесь с нами любым другим удобным вам способом, и наш менеджер проконсультирует вас и ответит на все вопросы. Мы всегда подбираем индивидуальные решения, и всегда обосновываем их. Не стесняйтесь задавать вопросы. Время двигаться дальше.

Оставьте ваши контактные данные. Наш менеджер свяжется и проконсультирует вас.

Источник

iOS-разработка: способы быстрого старта

Когда мы задумываемся о разработке под iOS, чаще всего в голове возникает пятизначная сумма входного порога: как минимум нужно iOS-устройство на последней версии ОС и Mac. Если вы уже пишете под iOS, вам наверняка известны альтернативные варианты, а если нет — посмотрите, вдруг пригодится? Приведенный ниже обзорный пост — как раз на этот случай. Под катом вы найдете довольно простую информацию, так что если хотите хардкорчика, вам не сюда!

Путь от Apple

Путь настоящего джедая тру iOS-разработчика лежит в плоскости следования идеям Apple. Свежий SDK, свежая же версия Xcode, документация от Apple по технологиям Apple, форумы разработчиков на технологиях Apple – если вдуматься, а что ещё нужно для создания отличного приложения, кроме толики времени? Польза очевидна: разработка идет самым близким к платформе и к идеологии Apple образом, с использованием всех новинок, предлагаемых Apple в текущем (и будущих) iOS API, так что постоянное изучение нового приносят больше хорошего, чем плохого.

Новинки Apple озвучивает регулярно. На последней конференции для разработчиков WWDC 2017 были показан новый SDK и новая версия среды для разработке Xcode. Список изменений довольно обширен (тем более в преддверии выхода iOS 11):

Xcode

Текстовый редактор в Xcode переписали на Swift, сделав его надёжнее и быстрее. Можно ли это почувствовать? Да! Подсветка синтаксиса работает (почти) моментально, открытие и навигация по файлу теперь без заметных задержек, а сообщения об ошибках больше не перекрывают исходный код. В beta все выглядит очень приятно, посмотрим, что нас ждет в релизе!

В Xcode появилась поддержка Markdown. Разметку можно использовать при документировании кода, и функциональность эта, на первый взгляд, косметическая, довольно заметно облегчает чтение кода, особенно чужого:

(Источник)

Редактор, кстати, научился подсвечивать блоки кода, удобно при изучении большого объёма кода.

(Источник)

Ещё одной важной фичей Xcode 9 стал рефакторинг кода на Swift, Objective-C, Objective-C++, C. Рефакторинг позволяет переименовывать классы, переменные, а также дробить методы на менее крупные.

(Источник)

Из менее выделяющихся, но тем не менее полезных фич, можно назвать:

Swift 4

Это изменение стоит особняком. Все, кто уже пережил чувство «в Swift 2 было, в Swift 3 пропало?!», могут ощутить дежавю, но сейчас ожидаются изменения, скорее, в лучшую сторону (впрочем, замечу вполголоса, когда это было не так, по мысли авторов-то?)

«Гибридное», «не совсем нативное» приложение

Уточню: термин, вынесенный в заголовок, даже по сути своей не очень верен. Приложения, которые мы получим в результате, самые что ни на есть нативные в смысле того, что они исполняются на той же iOS, на том же железе, что и любое другое ПО для iOS, просто сам процесс разработки позволяет использовать не только предложенные Apple технологии и языки программирования. Если человек умеет писать, скажем, на JavaScript, и не хочет разбираться в Swift, то Apple ему ничем не поможет (кроме, конечно, хорошего учебника по Swift), а вот вариант написать, условно говоря, приложение на JavaScript, а потом запустить его на iOS, как если бы оно было написано в Xcode (получив, таким образом, некий «гибридный» вариант) существует, и вполне востребован.

Ionic

Ionic – один из самых известных фреймворков для кросс-платформенной разработки. Он построен на базе Apache Cordova, что обеспечивает доступ к различным функциям устройства, таким как геолокация, push-уведомления, камера и прочим, и позволяет разработчикам создавать приложения для iOS и Android с веб-технологиями, такими как HTML, CSS и JavaScript.

В дополнение к фреймворку, Ionic может похвастаться целой экосистемой, облегчающей разработчикам-новичкам процесс изучения и вхождения. Ionic Cloud предоставляет разработчикам различные инструменты для управления, развертывания и масштабирования приложений на Ionic. Ionic Creator представляет собой визуальный редактор, который позволяет разработчикам быстро прототипировать и создавать мобильные приложения методом drag&drop. Наконец, существует Ionic View — бесплатное приложение для iOS и Android, которое позволяет разработчикам легко делиться своим Ionic-приложением с пользователями, тестерами и клиентами без необходимости развертывать приложение в магазине приложений конкретной мобильной платформы. Разработчики просто отправляют пользователям приглашение из приложения Ionic View, и как только оно принято, пользователь может загрузить и запустить конкретное приложение в своей копии Ionic View — так, как если бы приложение было установлено на его телефоне из магазина приложений.

Увы, есть и «ложка дегтя». Приложения, написанные с использованием Ionic, используют WebView, в результате мы получаем самое натуральное веб-приложение, со своей обычной (обычно не самой впечатляющей) скоростью работы. За счет этого трудно считать его подходящим для создания тяжелых приложений, таких, как игры, либо программы с интенсивным использованием графики. Разработка с Ionic требует хороших знаний Angular, по крайней мере при желании «выжать» из фреймворка как можно больше.

PhoneGap / Cordova

PhoneGap исходно был создан компанией Nitobi. В 2011 году, Adobe приобретает Nitobi и бренд PhoneGap. Adobe затем передает одну из версий PhoneGap (назвав её Cordova), в Apache Foundation, оставив себе бренд PhoneGap и его как продукт. В результате Cordova можно рассматривать как движок, стоящий под капотом PhoneGap (а также некоторе другие гибридные фреймворки). PhoneGap, в свою очередь, добавляет к возможностям Cordova свои, дополнительные, функции.

PhoneGap во многих отношениях очень похож на Ionic. Он так же дает разработчикам возможность создавать кросс-платформенные приложения при помощи веб-технологий, и так же построен на базе Apache Codova. Однако PhoneGap не привязан к какому-то определенному Javascript-фреймворку, поэтому разработчики имеют бОльший выбор, на чем и как они будут создавать свои приложения. У PhoneGap имеется десктопное приложение, мобильное приложение, и облачный сервис под названием PhoneGap Build, который позволяет собирать и деплоить приложение.

Увы, подобно Ionic, PhoneGap использует WebView (который в iOS работает довольно медленно), так что со скоростью у приложений, созданных на базе этого фреймворка, дела не всегда обстоят блестяще.

Xamarin

Основанная в 2011 году компания Xamarin, выпускающая семейство продуктов Xamarin через пять лет своего существования была купена компанией Microsoft. Сегодня продукты Xamarin представляют на рынке очень интересный подход к разработке кросс-платформенных мобильных приложений: приложения пишутся на C#, затем Xamarin компилирует его в нативное приложение для iOS, либо для Android, при этом в качестве базовой технологии Xamarin использует Mono, чем кросс-платформенность и обеспечивается. Разработчики Xamarin говорят, что полученные на выходе приложения используют нативное API платформы, для которой приложение компилируется, так что поведение полученного приложения никак не отличается от поведения любого другого приложения на этой же платформе. Разработку, кстати, можно вести при помощи Visual Studio (что совсем неудивительно).

Несмотря на то, что большая часть кода проекта может быть без изменений использована на каждой из поддерживаемых мобильных платформ, тем не менее, некоторые фрагменты потребуется писать специально для версии приложения под iOS и под Android.

React Native

Проект React Native появился на свет в Facebook, и построен на основе React. Наше JS-приложение крутится на встроенном в iOS движке: на нем выполняется код и производятся все манипуляции с нативными виджетами ОС. React Native сопоставим с Xamarin, при этом приложения, созданные с помощью React Native, очень похожи на нативные приложения iOS и Android (потому что они собственно, оперируют нативными UI-элементами).

Синтаксис React довольно прост, что облегчает изучение фреймворка, а Стандартная библиотека UI-компонентов в поставке React Native содержит много полезных компонентов, однако самым большим отличием React Native от других JavaScript-фреймворков называют возможность использования кода на на Objective-C и Swift (чаще для для улучшения производительности или более тонкого взаимодействия с мобильной платформой). На практике это означает, что разработчики могут использовать существующие собственные библиотеки в своих приложениях React Native.

Веб, чистый веб

Часто недооцениваемая возможность использовать веб-страницу как отдельное приложение тем не менее к нашим услугам: если нет особых проблем со связью, а приложение обладает несложной функциональностью (вывод таблицы данных, или вывод постоянно обновляемого списка), то нет причин не воспользоваться старым добрым веб-просмотром информации с сервера.

Разница между открытием той же страницы в браузере будет в оформлении экрана: элементы управления браузера (в т.ч. и адресная строка) будут спрятаны, а содержимое страницы окажется выведенным на весь экран устройства. Из неудобств нас, конечно, ждет довольно долгое время открывания такого «приложения» (что связано со скоростью ответа удаленного веб-сервера), но для ряда применений это, думаю, вовсе не проблема.

Разработка приложений для мобильных платформ имеет свой подвох: поначалу думаешь, что дело не стоит усилий и времени, затем твоим приложением начинают пользоваться люди, причем пользоваться, в буквальном смысле нося его с собой, и вот тут ты понимаешь, что дело оказалось глубже, и затянуло тебя больше, чем ты мог бы себе представить.

Если вы любите мобильную разработку так же, как любим ее мы, рекомендую обратить внимание на следующие доклады Mobius 2017 Moscow (да-да, в ноябре Мобиус едет в Москву, если вы еще не знали):

Источник

Кау устроена iOS

Содержание статьи

Mac OS X

Операционная система, установленная сегодня на все маки и (в измененном виде) на айдевайсы, ведет свою историю аж с 1988 года, который в мире IT известен также тем, что стал годом выпуска первой бета-версии операционной системы NeXTSTEP. Сама NeXTSTEP была детищем команды разработчиков Стива Джобса, который к тому времени уже покинул Apple и основал компанию NeXT, которая занялась разработкой компьютеров для образовательных нужд.

В момент своего появления на свет NeXTSTEP была поистине передовой операционной системой, которая включала в себя множество технологических новаций. В основе ОС лежало модифицированное микроядро Mach, дополненное компонентами ядра FreeBSD, включая эталонную реализацию сетевого стека. Более высокоуровневые компоненты NeXTSTEP были написаны с использованием языка Objective-C и предоставляли разработчикам приложений богатый объектно-ориентированный API. Система была снабжена развитым и весьма удобным графическим интерфейсом (ключевые компоненты которого сохранились в OS X и даже iOS) и мощной средой разработки, включавшей в себя в том числе известный всем современным разработчикам визуальный дизайнер интерфейса.

После провала NeXT и возвращения Стива Джобса в компанию Apple в 1997 году NeXTSTEP легла в основу проекта Rhapsody, в рамках которого началась разработка системы-наследника Mac OS 9. В 2000 году из Rhapsody был выделен открытый проект Darwin, исходники которого опубликованы под лицензией APSL, а уже в 2001 году появилась на свет OS X 10.0, построенная на его основе. Спустя несколько лет Darwin лег в основу операционной системы для готовящегося к выпуску смартфона, о котором до 2007-го, кроме слухов, не было известно почти ничего.

XNU и Darwin

Условно начинку OS X / iOS можно разделить на три логических уровня: ядро XNU, слой совместимости со стандартом POSIX (плюс различные системные демоны/сервисы) и слой NeXTSTEP, реализующий графический стек, фреймворк и API приложений. Darwin включает в себя первые два слоя и распространяется свободно, но только в версии для OS X. iOS-вариант, портированный на архитектуру ARM и включающий в себя некоторые доработки, полностью закрыт и распространяется только в составе прошивок для айдевайсов (судя по всему, это защита от портирования iOS на другие устройства).

По своей сути Darwin — это «голая» UNIX-подобная ОС, которая включает в себя POSIX API, шелл, набор команд и сервисов, минимально необходимых для работы системы в консольном режиме и запуска UNIX-софта. В этом плане он похож на базовую систему FreeBSD или минимальную установку какого-нибудь Arch Linux, которые позволяют запустить консольный UNIX-софт, но не имеют ни графической оболочки, ни всего необходимого для запуска серьезных графических приложений из сред GNOME или KDE.

Ключевой компонент Darwin — гибридное ядро XNU, основанное, как уже было сказано выше, на ядре Mach и компонентах ядра FreeBSD, таких как планировщик процессов, сетевой стек и виртуальная файловая система (слой VFS). В отличие от Mach и FreeBSD, ядро OS X использует собственный API драйверов, названный I/O Kit и позволяющий писать драйверы на C++, используя объектно-ориентированный подход, сильно упрощающий разработку.

iOS использует несколько измененную версию XNU, однако в силу того, что ядро iOS закрыто, сказать, что именно изменила Apple, затруднительно. Известно только, что оно собрано с другими опциями компилятора и модифицированным менеджером памяти, который учитывает небольшие объемы оперативки в мобильных устройствах. Во всем остальном это все то же XNU, которое можно найти в виде зашифрованного кеша (ядро + все драйверы/модули) в каталоге /System/Library/Caches/com.apple.kernelcaches/kernelcache на самом устройстве.

Уровнем выше ядра в Darwin располагается слой UNIX/BSD, включающий в себя набор стандартных библиотек языка си (libc, libmatch, libpthread и так далее), а также инструменты командной строки, набор шеллов (bash, tcsh и ksh) и демонов, таких как launchd и стандартный SSH-сервер. Последний, кстати, можно активировать путем правки файла /System/Library/LaunchDaemons/ssh.plist. Если, конечно, джейлбрейкнуть девайс.

На этом открытая часть ОС под названием Darwin заканчивается, и начинается слой фреймворков, которые как раз и образуют то, что мы привыкли считать OS X / iOS.

Фреймворки

Darwin реализует лишь базовую часть Mac OS / iOS, которая отвечает только за низкоуровневые функции (драйверы, запуск/остановка системы, управление сетью, изоляция приложений и так далее). Та часть системы, которая видна пользователю и приложениям, в его состав не входит и реализована в так называемых фреймворках — наборах библиотек и сервисов, которые отвечают в том числе за формирование графического окружения и высокоуровневый API для сторонних и стоковых приложений

Как и во многих других ОС, API Mac OS и iOS разделен на публичный и приватный. Сторонним приложениям доступен исключительно публичный и сильно урезанный API, однако jailbreak-приложения могут использовать и приватный.

В стандартной поставке Mac OS и iOS можно найти десятки различных фреймворков, которые отвечают за доступ к самым разным функциям ОС — от реализации адресной книги (фреймворк AddressBook) до библиотеки OpenGL (GLKit). Набор базовых фреймворков для разработки графических приложений объединен в так называемый Cocoa API, своего рода метафреймворк, позволяющий получить доступ к основным возможностям ОС. В iOS он носит имя Cocoa Touch и отличается от настольной версии ориентацией на сенсорные дисплеи.

Далеко не все фреймворки доступны в обеих ОС. Многие из них специфичны только для iOS. В качестве примеров можно привести AssetsLibrary, который отвечает за работу с фотографиями и видео, CoreBlueTooth, позволяющий получить доступ к синезубу, или iAd, предназначенный для вывода рекламных объявлений в приложениях. Другие фреймворки существуют только в настольной версии системы, однако время от времени Apple переносит те или иные части iOS в Mac OS или обратно, как, например, случилось с фреймворком CoreMedia, который изначально был доступен только в iOS.

Все стандартные системные фреймворки можно найти в системном каталоге /System/Library/Frameworks/. Каждый из них находится в своем собственном каталоге, называемом бандлом (boundle), который включает в себя ресурсы (изображения и описание элементов интерфейса), хидеры языка си, описывающие API, а также динамически загружаемую библиотеку (в формате dylib) с реализацией фреймворка.

Одна из интересных особенностей фреймворков — их версионность. Один фреймворк может иметь сразу несколько разных версий, поэтому приложение, разработанное для устаревших версий системы, будет продолжать работать, даже несмотря на изменения, внесенные в новые версии ОС. Именно так реализован механизм запуска старых iOS-приложений в iOS 7 и выше. Приложение, разработанное для iOS 6, будет выглядеть и работать именно так, как если бы оно было запущено в iOS 6.

SpringBoard

Уровнем выше находятся приложения, системные и устанавливаемые из магазина приложений. Центральное место среди них занимает, конечно же, SpringBoard (только в iOS), реализующее домашний экран (рабочий стол). Именно оно запускается первым после старта системных демонов, загрузки в память фреймворков и старта дисплейного сервера (он же менеджер композитинга, он же Quartz Compositor), отвечающего за вывод изображения на экран.

SpringBoard — это связующее звено между операционной системой и ее пользователем, графический интерфейс, позволяющий запускать приложения, переключаться между ними, просматривать уведомления и управлять некоторыми настройками системы (начиная с iOS 7). Но также это и обработчик событий, таких как касание экрана или переворот устройства. В отличие от Mac OS X, которая использует различные приложения и демоны-агенты для реализации компонентов интерфейса (Finder, Dashboard, LaunchPad и другие), в iOS почти все базовые возможности интерфейса пользователя, в том числе экран блокировки и «шторка», заключены в одном SpringBoard.

В отличие от других стоковых приложений iOS, которые располагаются в каталоге /Applications, SpringBoard наравне с дисплейным сервером считается частью фреймворков и располагается в каталоге /System/Library/CoreServices/. Для выполнения многих задач он использует плагины, которые лежат в /System/Library/SpringBoardPlugins/. Кроме всего прочего, там можно найти, например, NowPlayingArtLockScreen.lockboundle, отвечающий за отображение информации о проигрываемой композиции на экране блокировки, или IncomingCall.serviceboundle, ответственный за обработку входящего звонка.

Начиная с iOS 6 SpringBoard разделен на две части: сам рабочий стол и сервис BackBoard, ответственный за коммуникации с низкоуровневой частью ОС, работающей с оборудованием (уровень HAL). BackBoard отвечает за обработку таких событий, как касания экрана, нажатия клавиш, получение показания акселерометра, датчика положения и датчика освещенности, а также управляет запуском, приостановкой и завершением приложений.

SpringBoard и BackBoard имеют настолько большое значение для iOS, что, если каким-либо образом их остановить, вся система застынет на месте и даже запущенное в данный момент приложение не будет реагировать на касания экрана. Это отличает их от домашнего экрана Android, который является всего лишь стандартным приложением, которое можно остановить, заменить или вообще удалить из системы (в этом случае на экране останутся вполне рабочие кнопки навигации и строка состояния со «шторкой»).

Приложения

На самой вершине этой пирамиды находятся приложения. iOS различает встроенные (стоковые) высоко привилегированные приложения и сторонние, устанавливаемые из iTunes. И те и другие хранятся в системе в виде бандлов, во многом похожих на те, что используются для фреймворков. Разница заключается лишь в том, что бандл приложения включает в себя несколько иную метаинформацию, а место динамической библиотеки занимает исполняемый файл в формате Mach-O.

Стандартный каталог хранения стоковых приложений — /Applications/. В iOS он абсолютно статичный и изменяется только во время обновлений системы; пользователь получить к нему доступ не может. Сторонние приложения, устанавливаемые из iTunes, напротив, хранятся в домашнем каталоге пользователя /var/mobile/Applications/ внутри подкаталогов, имеющих вид 4-2-2-2-4, где два и четыре — это шестнадцатеричные числа. Это так называемый GUID — уникальный идентификатор, который однозначно идентифицирует приложение в системе и нужен в том числе для создания изолированной песочницы (sandbox).

Sandbox

В iOS песочницы используются для изолирования сервисов и приложений от системы и друг от друга. Каждое стороннее приложение и большинство системных работают в песочнице. С технической точки зрения песочница представляет собой классический для мира UNIX chroot, усиленный системой принудительного контроля доступа TrustedBSD MAC (модуль ядра sandbox.kext), которая отрезает приложениям не только доступ к файлам за пределами домашнего каталога, но и прямой доступ к железу и многим системным функциям ОС.

В целом заключенное в sandbox приложение ограничено в следующих возможностях:

Все эти ограничения соответствуют sandbox-профилю (набору ограничивающих правил) container и применяются к любому стороннему приложению. Для стоковых приложений, в свою очередь, могут применяться другие ограничения, более мягкие или жесткие. В качестве примера можно привести почтовый клиент (профиль MobileMail), который в целом имеет такие же серьезные ограничения, как и сторонние приложения, но может получить доступ ко всему содержимому каталога Library/. Обратная ситуация — SpringBoard, вообще не имеющий ограничений.

Вторая проблема — это защита системы от самой себя и пользователя. Баги могут существовать как в стоковом софте от Apple, так и в головах юзеров. Sandbox защищает от обоих. Даже если злоумышленник найдет дыру в Safari и попытается ее эксплуатировать, он все равно останется в песочнице и не сможет навредить системе. А юзер не сможет «сломать свой любимый телефончик» и не напишет гневных отзывов в адрес Apple. К счастью, знающие люди всегда могут сделать jailbreak и обойти защиту sandbox (собственно, в этом и есть смысл джейлбрейка).

Многозадачность

Одна из самых спорных особенностей iOS — это реализация многозадачности. Она вроде бы и есть, а с другой стороны, ее нет. В сравнении с традиционными настольными ОС и пресловутым Android iOS не является многозадачной операционной системой в привычном смысле этого слова и не позволяет приложениям свободно работать в фоне. Вместо этого ОС реализует API, который приложение может использовать для выполнения отдельных задач, пока оно находится в фоновом режиме.

Впервые такой API появился в iOS 4 (до этого фоновые задачи могли выполнять только стоковые приложения) и наращивался по мере развития операционной системы. Сегодня (речь идет об iOS 7) так называемый Background API позволяет делать следующее:

Такие ограничения на работу в фоне необходимы в первую очередь для того, чтобы сохранить заряд батареи и избежать лагов интерфейса, так знакомых пользователям Android, где приложения могут делать в фоне все что захотят. На самом деле Apple настолько сильно заботится о сохранении батареи, что даже реализовала специальный механизм для группировки фоновых действий приложений и их запуска в нужные моменты, например тогда, когда смартфон активно используется, подключен к Wi-Fi-сети или к зарядному устройству.

Выводы

Стоит сказать, что за время своего развития и последующего переезда в мобильные девайсы NeXTSTEP не только не растеряла все свои достоинства, но и приумножила их. Можно долго слушать россказни сотрудников Google, уверяющих, что Android разрабатывался без оглядки на iOS, но факт остается фактом: многие архитектурные решения Android позаимствовал именно у iOS. И не потому, что так было проще, а благодаря их красоте и эффективности.

Шесть стадий загрузки iOS

4 Ядро. Здесь все как обычно. Ядро производит инициализацию оборудования, после чего передает управление демону launchd.

5 Launchd. Это первичный процесс iOS и Mac OS X, он подключает файловые системы, запускает демоны/службы (например, backupd, configd, locationd), дисплейный сервер, фреймворки, а на последнем этапе загрузки отдает управление SpringBoard. В iOS и Mac OS X launchd используется как замена стандартного /bin/init в UNIX, однако его функциональность гораздо шире.

6 SpringBoard. Вот и экран блокировки!

Первые четыре этапа в этой цепи образуют chain of trust, реализованный с помощью сверки цифровой подписи загружаемого компонента. Цифровую подпись имеют LLB, iBoot и ядро, что позволяет исключить внедрение в цепочку хакнутого загрузчика или ядра, которые могут быть использованы для загрузки сторонней операционной системы или джейлбрейка. Единственный способ обойти этот механизм — найти дыру в одном из загрузчиков и воспользоваться ею для обхода проверки. В свое время было найдено несколько таких дыр в Boot ROM (наиболее известен эксплойт limera1n от geohot, актуальный для iPhone 1–4), а в начале 2014 года и в iBoot (хакер iH8sn0w, эксплойт так и не был опубликован).

Удерживая кнопку «Домой» при включении iPhone, можно заставить iBoot загрузиться в так называемый режим восстановления (Recovery), который позволяет восстановить прошивку iOS или обновить ее, используя iTunes. Однако механизм автоматического OTA-обновления использует другой режим, именуемый DFU (Device Firmware Upgrade), который активируется на раннем этапе загрузки сразу после Boot ROM и реализован в двух компонентах: iBSS и iBEC. По сути, это аналоги LLB и iBoot, конечная цель которых — не загрузить ОС, а перевести смартфон в режим обновления.

Евгений Зобнин

Редактор рубрики X-Mobile. По совместительству сисадмин. Большой фанат Linux, Plan 9, гаджетов и древних видеоигр.

Источник