如何利用Python開(kāi)發(fā)APP？

作者：nmask

來(lái)源：WinTogether安全團(tuán)隊(duì)

我很早之前就想開(kāi)發(fā)一款 app 玩玩，無(wú)奈對(duì)java不夠熟悉，之前也沒(méi)有開(kāi)發(fā) app 的經(jīng)驗(yàn)，因此一直耽擱了。最近想到嘗試用 python 開(kāi)發(fā)一款 app ，google 搜索了一番后，發(fā)現(xiàn)確實(shí)有路可尋，目前也有了一些相對(duì)成熟的模塊，于是便開(kāi)始了動(dòng)手實(shí)戰(zhàn)，過(guò)程中發(fā)現(xiàn)這其中有很多坑，好在最終依靠 google 解決了，因此小記一番。

說(shuō)在前面的話

python 語(yǔ)言雖然很萬(wàn)能，但用它來(lái)開(kāi)發(fā) app 還是顯得有點(diǎn)不對(duì)路，因此用 python 開(kāi)發(fā)的 app 應(yīng)當(dāng)是作為編碼練習(xí)、或者自?shī)首詷?lè)所用，加上目前這方面的模塊還不是特別成熟，bug比較多，總而言之，勸君莫輕入。

準(zhǔn)備工作

利用 python 開(kāi)發(fā)app需要用到 python 的一個(gè)模塊–kivy，kivy是一個(gè)開(kāi)源的，跨平臺(tái)的 Python 開(kāi)發(fā)框架，用于開(kāi)發(fā)使用創(chuàng)新的應(yīng)用程序。簡(jiǎn)而言之，這是一個(gè) python 桌面程序開(kāi)發(fā)框架（類似wxpython 等模塊），強(qiáng)大的是kivy支持 linux、mac、windows、android、ios平臺(tái)，這也是為什么開(kāi)發(fā)app需要用到這個(gè)模塊。 雖然 kivy 是跨平臺(tái)的，但是想要在不同的平臺(tái)使用 python 代碼，還需要將 python 代碼打包成對(duì)應(yīng)平臺(tái)的可執(zhí)行程序，好在 kivy 項(xiàng)目下有個(gè)打包工具項(xiàng)目–、buildozer，這是官方推薦的打包工具，因?yàn)橄鄬?duì)比較簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高，其他項(xiàng)目比如：python-for-android也能起到類似的作用，這里不展開(kāi)介紹。

搭建kivy開(kāi)發(fā)環(huán)境

需要在 pc 上安裝 kivy 開(kāi)發(fā)環(huán)境，這里演示下 mac 與 linux 下的安裝過(guò)程。

install kivy for mac

安裝一些依賴包：

brew install pkg-config sdl2 sdl2_image sdl2_ttf sdl2_mixer gstreamer

安裝 cython 以及 kivy：

pip install cython==0.25
pip install kivy

如果安裝 kivy 報(bào)錯(cuò)，則使用下面的方式安裝 kivy：

git clone https://github.com/kivy/kivy
python setup.py install

安裝后測(cè)試：

$python
Python 2.7.10 (default, Jul 15 2017, 17:16:57)
[GCC 4.2.1 Compatible Apple LLVM 9.0.0 (clang-900.0.31)] on darwin
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>
>>> import kivy
[INFO   ] [Logger      ] Record log in /Users/didi/.kivy/logs/kivy_18-05-08_4.txt
[INFO   ] [Kivy        ] v1.10.1.dev0, git-5f6c66e, 20180507
[INFO   ] [Python      ] v2.7.10 (default, Jul 15 2017, 17:16:57)
[GCC 4.2.1 Compatible Apple LLVM 9.0.0 (clang-900.0.31)]

說(shuō)明：導(dǎo)入 kivy 模塊沒(méi)有報(bào)錯(cuò)則說(shuō)明安裝成功。

install kivy for centos7

先安裝依賴：

yum install \\\\
make \\\\
mercurial \\\\
automake \\\\
gcc \\\\
gcc-c++ \\\\
SDL_ttf-devel \\\\
SDL_mixer-devel \\\\
khrplatform-devel \\\\
mesa-libGLES \\\\
mesa-libGLES-devel \\\\
gstreamer-plugins-good \\\\
gstreamer \\\\
gstreamer-python \\\\
mtdev-devel \\\\
python-devel \\\\
python-pip \\\\
java-devel

安裝 cython 以及 kivy :

pip install Cython==0.20
pip install kivy

centos 安裝 kivy 參考：在Linux上安裝Kivy pip

說(shuō)明：其他安裝 kivy 方式可移步：kivy官方下載 （需要翻墻）

用kivy開(kāi)發(fā)第一個(gè)python app

安裝完 kivy 就可以開(kāi)發(fā) app 程序了，這里演示下 hello-world 程序，關(guān)于 kivy 更復(fù)雜的用法不是本文重點(diǎn)，后面再成文介紹。 1) 創(chuàng)建一個(gè) main.py 文件，寫(xiě)入：

#! -*- coding:utf-8 -*-
from kivy.app import App
class HelloApp(App):
pass
if __name__ == '__main__':
HelloApp().run()

2)創(chuàng)建一個(gè)hello.kv文件，寫(xiě)入：

Label:
text: 'Hello, World! I am nMask'

簡(jiǎn)單說(shuō)明：main.py是入口函數(shù)，定義了一個(gè)HelloApp類，該類繼承kivy.app；hello.kv文件是kivy程序，相當(dāng)于定義界面風(fēng)格等，該文件命名規(guī)則為類名小寫(xiě)且去除 app。

運(yùn)行第一個(gè)python app

python main.py

運(yùn)行結(jié)果：

安裝buildozer工具

通過(guò)以上的編碼，我創(chuàng)建了自己的第一個(gè) python app 程序，該程序可以直接在 mac、linux、windows平臺(tái)下運(yùn)行，那么如何讓它在安卓或者蘋(píng)果手機(jī)上運(yùn)行呢？我們知道在安卓上運(yùn)行，需要將其打包成 apk 安裝程序，因此就需要用到前面提到過(guò)的 buildozer 工具，（buildozer 工具可以打包 kivy 程序，支持 android、ios 等），buildozer的安裝過(guò)程比較簡(jiǎn)單：

pip install buildozer

使用buildozer工具將kivy程序打包成apk

在 python 項(xiàng)目目錄下運(yùn)行：

buildozer init

運(yùn)行成功將會(huì)創(chuàng)建一個(gè)配置文件 buildozer.spec，可以通過(guò)修改配置文件更改 app 的名稱等，然后運(yùn)行：

buildozer android debug deploy run

運(yùn)行以上命令將會(huì)生成跨平臺(tái)的安裝包，可適用安卓、ios 等，如果用于安卓，則是利用 python-for-android 項(xiàng)目。

在第一次運(yùn)行以上命令的時(shí)候，會(huì)自動(dòng)在系統(tǒng)中下載安卓 sdk 等必要文件，如下圖。（過(guò)程需要翻墻，而且有很多依賴需要下載）

說(shuō)明：這里只演示打包成 apk 文件，iso 平臺(tái)的可自行研究，Buildozer 參考文檔 。

python apk程序測(cè)試

如果以上步驟都運(yùn)行成功的話，應(yīng)該會(huì)在項(xiàng)目目錄下的 bin 目錄下生成一個(gè) apk 文件，類似如下：

然后將 apk 下載到安卓系統(tǒng)的手機(jī)上，安裝即可，測(cè)試效果如下： 打開(kāi) app：

buildozer使用說(shuō)明

Usage:
buildozer [--profile <name>] [--verbose] [target] <command>...
buildozer --version
Available targets:
android        Android target, based on python-for-android project
ios            iOS target, based on kivy-ios project
android_old    Android target, based on python-for-android project (old toolchain)
Global commands (without target):
distclean          Clean the whole Buildozer environment.
help               Show the Buildozer help.
init               Create a initial buildozer.spec in the current directory
serve              Serve the bin directory via SimpleHTTPServer
setdefault         Set the default command to run when no arguments are given
version            Show the Buildozer version
Target commands:
clean      Clean the target environment
update     Update the target dependencies
debug      Build the application in debug mode
release    Build the application in release mode
deploy     Deploy the application on the device
run        Run the application on the device
serve      Serve the bin directory via SimpleHTTPServer
Target "android_old" commands:
adb                Run adb from the Android SDK. Args must come after --, or
use --alias to make an alias
logcat             Show the log from the device
Target "ios" commands:
list_identities    List the available identities to use for signing.
xcode              Open the xcode project.
Target "android" commands:
adb                Run adb from the Android SDK. Args must come after --, or
use --alias to make an alias
logcat             Show the log from the device
p4a                Run p4a commands. Args must come after --, or use --alias
to make an alias

buildozer打包過(guò)程中的坑點(diǎn)

如果在打包過(guò)程中遇到報(bào)錯(cuò)，可以修改buildozer.spec配置文件中的log_level為2，然后重新運(yùn)行，可以看具體的錯(cuò)誤信息。

報(bào)錯(cuò)：You might have missed to install 32bits libs

這個(gè)錯(cuò)是我在centos7上運(yùn)行時(shí)報(bào)的錯(cuò)，大意是系統(tǒng)缺少了某些32位的依賴文件。 解決方案：

yum -y install --skip-broken glibc.i686 arts.i686 audiofile.i686 bzip2-libs.i686 cairo.i686 cyrus-sasl-lib.i686 dbus-libs.i686 directfb.i686 esound-libs.i686 fltk.i686 freeglut.i686 gtk2.i686 hal-libs.i686 imlib.i686 lcms-libs.i686 lesstif.i686 libacl.i686 libao.i686 libattr.i686 libcap.i686 libdrm.i686 libexif.i686 libgnomecanvas.i686 libICE.i686 libieee1284.i686 libsigc++20.i686 libSM.i686 libtool-ltdl.i686 libusb.i686 libwmf.i686 libwmf-lite.i686 libX11.i686 libXau.i686 libXaw.i686 libXcomposite.i686 libXdamage.i686 libXdmcp.i686 libXext.i686 libXfixes.i686 libxkbfile.i686 libxml2.i686 libXmu.i686 libXp.i686 libXpm.i686 libXScrnSaver.i686 libxslt.i686 libXt.i686 libXtst.i686 libXv.i686 libXxf86vm.i686 lzo.i686 mesa-libGL.i686 mesa-libGLU.i686 nas-libs.i686 nss_ldap.i686 cdk.i686 openldap.i686 pam.i686 popt.i686 pulseaudio-libs.i686 sane-backends-libs-gphoto2.i686 sane-backends-libs.i686 SDL.i686 svgalib.i686 unixODBC.i686 zlib.i686 compat-expat1.i686 compat-libstdc++-33.i686 openal-soft.i686 alsa-oss-libs.i686 redhat-lsb.i686 alsa-plugins-pulseaudio.i686 alsa-plugins-oss.i686 alsa-lib.i686 nspluginwrapper.i686 libXv.i686 libXScrnSaver.i686 qt.i686 qt-x11.i686 pulseaudio-libs.i686 pulseaudio-libs-glib2.i686 alsa-plugins-pulseaudio.i686 python-matplotli

參考：https://ask.fedoraproject.org/en/question/9556/how-do-i-install-32bit-libraries-on-a-64-bit-fedora/

報(bào)錯(cuò)：Error compiling Cython file

錯(cuò)誤大意為cython文件出錯(cuò)，可能是cython模塊沒(méi)有安裝，或者版本有問(wèn)題。 解決方案：

pip install cython==0.25

報(bào)錯(cuò)：IOError: [Errno 2] No such file or directory…..

這是在打包的最后一步，將 apk 文件 copy 到項(xiàng)目bin目錄下時(shí)報(bào)的錯(cuò)，是 buildozer 的一個(gè) bug。 解決方案： 修改/usr/local/lib/python2.7/dist-packages/buildozer/tagets/android.py文件： (1)在文件開(kāi)頭導(dǎo)入:

from distutils.version import LooseVersion

(2) 將786行:XXX found how the apk name is really built from the title這一行以下的代碼替換為：

__sdk_dir = self.android_sdk_dir
build_tools_versions = os.listdir(join(__sdk_dir, 'build-tools'))
build_tools_versions = sorted(build_tools_versions, key=LooseVersion)
build_tools_version = build_tools_versions[-1]
gradle_files = ["build.gradle", "gradle", "gradlew"]
is_gradle_build = any((exists(join(dist_dir, x)) for x in gradle_files)) and build_tools_version >= ’25.0'

buildozer虛擬機(jī)

kivy 官方推出了一個(gè) buildozer 虛擬機(jī)鏡像，已經(jīng)安裝好了 buildozer 以及一些依賴文件，為 buildozer 打包測(cè)試提供平臺(tái)。由于之前我在 mac 上利用 buildozer 打包一直報(bào)錯(cuò)，后來(lái)?yè)Q成 centos 也依然沒(méi)有成功，因此便下載了此虛擬機(jī)，測(cè)試效果如下：

虛擬機(jī)下載地址：http://txzone.net/files/torrents/kivy-buildozer-vm-2.0.zip

說(shuō)明：對(duì)于無(wú)法解決依賴問(wèn)題的朋友，可以使用此虛擬機(jī)進(jìn)行程序打包，開(kāi)發(fā)環(huán)境還是推薦用自己的本機(jī)。

kivy開(kāi)發(fā)實(shí)例

因?yàn)楸疚闹攸c(diǎn)在于介紹如何利用kivy+buildozer開(kāi)發(fā)一款 python app，因此對(duì)于kivy的開(kāi)發(fā)過(guò)程，以及 app 功能進(jìn)行了最簡(jiǎn)化。想要學(xué)習(xí)如何開(kāi)發(fā)更復(fù)雜的 app，可參考：https://muxuezi.github.io/posts/kivy-perface.html#