What's New in iOS〜iOS 5.0〜自動参照カウント

2013. 04. 23
●自動参照カウント

自動参照カウント(ARC:Automatic Reference Counting)は、Objective-Cオブジェクトの寿命の管理工程を簡素化するコンパイラレベルの機能です。
オブジェクトの保持や解放を貴方が覚える代わりに、ARCがオブジェクトの寿命の要件を評価し、コンパイル時に適切なメソッドの呼び出しを自動的に挿入します。

ARC_design_final.gif

これらの機能を実現できるようにするために、ARCは主としていくつかの最善慣行の実施といくつかの他の慣行の禁止という制限を課しています。

  • コード内でretainreleaseautorelease、またはdeallocメソッドを呼び出すことはできません。

    またカスタムのretainまたはreleaseメソッドの実装できません。

    releaseメソッドを呼び出せないため、多くの場合カスタムのdeallocメソッドを実装する必要が無く、インスタンス変数の所有権を放棄するために必要な全てをコンパイラが合成します。
    他にリソースを管理する必要がある場合、カスタムのdeallocの実装を提供することができます。

  • Cの構造体内にオブジェクトのポインタを格納することはできません。

    Cの構造体の代わりに、他のオブジェクト内にオブジェクトのポインタを格納してください。

  • (idとvoid*間など)オブジェクトと非オブジェクト型間で直接キャストすることはできません。

    特殊な関数、またはオブジェクトの寿命についてコンパイラに指示するキャストを使用する必要があります。
    Objective-CオブジェクトとCore Foundationオブジェクト間のキャストにはこれらを使用します。

  • NSAutoreleasePoolオブジェクトを使用することはできません。

    代わりに自動解放ブロックの開始を記す、新しい@autoreleasepoolキーワードを使用する必要があります。
    ブロックの内容は以下の例で示すように中括弧によって囲みます。

    @autoreleasepool
    {
        // Your code here
    }

ARCは保持と解放という観点ではなく、オブジェクト間の関係を示すオブジェクトグラフという観点で考えることを推奨します。
このような理由から、ARCはzeroingする弱い参照を含む、オブジェクトのための新しい寿命修飾子が導入されています。
zeroingする弱い参照の値は、それが示すオブジェクトが破棄された場合に自動的にnilに設定されます。
以下の例で示すように、変数の修飾子には宣言済みプロパティの属性として、新たにweakとstrongがあります。

// 以下の宣言は『@property(retain) MyClass *myObject;』と同義です。
@property(strong) MyClass *myObject;

// 以下の宣言はMyOtherClassのインスタンスが破棄された場合を除いて
// 『@property(assign) MyOtherClass *delegate;』に相当しますが、
// プロパティ値はダングリングポインタとして残る代わりにnilに設定されます。
@property(weak) MyOtherClass *delegate;

XcodeはARCを使用するように既存のプロジェクトを変換するための移行ツールを提供しています。
この移行を実行する方法についての詳細は『What's New in Xcode』を参照してください。
ARC自体の詳細については『ARCへの移行のリリースノート』を参照してください。



参考文献

Apple/What's New in iOS/iOS 5.0

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iOSデバイスの準備

2013. 04. 01
初めてのiOSプログラミング 第2版』を読み始めて、署名証明書プロビジョニングプロファイルの取得手順は他の本やサイトなどでもよく見られますが、それらがどのような意味を持ち、どう関連しているのかの説明はあまり見かけないのでまとめます。



●開発したiOSアプリケーションの制限

開発したアプリケーションをApp Storeで配布/販売するには、Appleの認定を受けなければなりません。
これは簡単にクラッシュしたり、大きなバグが露見するようなアプリケーションを排除し、良質のアプリケーションだけをユーザに提供するためです。

またApp Storeを介す以前の開発中の段階であっても、実デバイスへのアプリケーションのインストールは制限されており、iOS Developer Programに参加してデジタルIDを取得する必要があります。
ここで言うデジタルIDは、署名証明書プロビジョニングプロファイル秘密鍵/公開鍵など、開発者を特定するファイルを指します。
デジタルIDによってセキュリティを保持し、アプリケーションが改変されたり不正に配布されないようにすることができます。



●iOS Developer Programへの参加

開発したiOSアプリケーションを実機でテストしたり、App Storeで配布/販売を行うためのツールを入手するためには、開発者としてAppleに登録する必要があります。

最初にApple IDを作成してApple Developerとして登録し、デベロッパプログラムとしてiOS Developer Programを選択します。
Apple Developer Programsには、Mac OS Xアプリケーション用のMac Developer Programや、Safari用のSafari Developer Programもあります。)

iOS Developer Programには、企業内の業務用iOSアプリケーション用のiOS Developer Enterprise Programや、教育カリキュラム用のiOS Developer University Programがあります。
(ここでは一般的なiOS Developer Programについて記述します。)

iOS Developer Programの期限が切れると署名証明書が無効になり、アプリケーションの実機テストや配布ができなくなるだけでなく、App Storeに登録しているアプリケーションが削除されます。

1)Apple IDの作成

Apple製品のサポートやiTunesサービス用として既にApple IDを所持している場合でも、開発用に別途Apple IDを作成することが推奨されています。
これはアプリケーションやIn-App Purchaseの販売、またはiAdなどの広告収入などの財務処理が煩雑になる事を防ぐためです。
Apple IDはApple Developer Programsへの登録の過程で作成する事ができます。
Apple IDの作成にはEメールアドレスが必要となります。

2)Apple Developer ProgramsおよびiOS Developer Programの登録

Apple Developer Programsの登録は『Apple Developer Programs への登録』ページから行うことができます。
開発者としてEメールアドレス、氏名、住所、電話番号などの連絡先を英語で登録します。
これらは配布するアプリケーションの事前審査でAppleから問い合わせを受ける場合もあるので正確に入力する必要があります。
有料であるiOS Developer Programsに登録するためにクレジットカードの情報も入力することになりますが、請求先住所は英語で、『お支払い情報』は日本語での入力しか受け付けないため、サポートセンターに電話して問題を解決してもらう必要があります。
登録すると『iOS Dev Center』へのフルアクセスが可能になります。



●iOSデバイスのプロビジョニング

先に述べたように、開発したアプリケーションをiOSデバイス上で動かすには、開発者を特定するためのデジタルIDを取得し、アプリケーション並びに使用するデバイスを開発用に準備(プロビジョニング)する必要があります。

プロビジョニングには、開発したアプリケーションに署名を施す『署名証明書』と、署名されたアプリケーションを開発用デバイスで起動できるようにするための『プロビジョニングプロファイル』が必要となります。



●アプリケーションへの署名

プロビジョニングプロファイルに収容されている署名証明書によってアプリケーションに署名する目的は、ユーザと開発者(開発チーム)、そしてAppleのそれぞれに対してセキュリティを保全するためです。

署名証明書は開発者を特定できるため、悪意のあるコードが混入していた場合に責任の所在を明らかにする事ができます。

また攻撃者がアプリケーションに何らかの改変を施すとコード署名が無効になり、アプリケーションを実行する事ができなくなります。



署名証明書(Signing certificate)

署名証明書は開発者自身を他の開発者から識別するもので、アプリケーションの署名に用いられます。
署名証明書には開発者の名前が含まれ、暗号化が施されており、パスワードで保護されています。

暗号化は後述する秘密鍵/公開鍵方式が用いられ、秘密鍵は開発用Macのキーチェーンに、対となる公開鍵はiOSプロビジョニングポータルに保存されます。
署名証明書内には公開鍵が含まれます。

署名証明書は開発用Macのキーチェーンに保存されます。
キーチェーンはMac OS XおよびiOSで、暗号化されたパスワードや秘密鍵、証明書などの機密情報を格納したデータベースのことで、『キーチェーンアクセス』アプリケーションで登録されている情報を確認できます。

署名証明書は開発者(正確にはiOS Developer Programに登録したアカウント)毎に固有のものです。
別のMacで開発作業を行うには、キーチェーンアクセスで元のMacから署名証明書をエクスポートし、当該Macにインポートします。

署名証明書は発行日から1年間有効です。
(有効期限前にApple Worldwide Developer Relations Certification Authorityが証明書を無効にする場合があります。)

ファイルの拡張子は『.cer』です。

署名証明書には、開発過程での用途に限定した『開発用証明書』と、App Storeなどで配布するための『配布用証明書』の2種類があります。

1)開発用証明書(Development certificate)

アプリケーションの開発用に制限された署名証明書です。
キーチェーンアクセス上では『iPhone Developer: 開発者の名前 (〜)』と表示されます。

2)配布用証明書(Distribution certificate)

アプリケーションの配布用に制限された署名証明書です。
アプリケーションの配布には、App Storeを通しての配布、アドホック配布、社内配布(Enterprise Programのみ)があり、開発用以外のデバイスにアプリケーションをインストールする場合に使用します。
キーチェーンアクセス上では『iPhone Distribution: 開発者の名前 (〜)』と表示されます。



プロビジョニングプロファイル(Provisioning profile)

プロビジョニングプロファイルは開発中のアプリケーションをデバイス上で実行できるようにするファイルです。

プロビジョニングプロファイルには1つ以上の署名証明書、1つのアプリケーションID、そして1つ以上のデバイスIDが含まれています。

プロビジョニングプロファイルはiOSプロビジョニングポータルに置かれており、Xcodeでダウンロードし、開発用iOSデバイスだけでなく開発用Macにもインストールする必要があります。
開発用MacではXcodeがアプリケーションの署名を認証するために、開発用iOSデバイスではインストールされた署名済みアプリケーションの起動時に認証するために使用されます。

プロビジョニングプロファイルは発行日から1年間有効です。

ファイルの拡張子は『.mobileprovision』です。

プロビジョニングプロファイルには、開発用として設定したデバイス上でのみアプリケーションを実行できる 『開発用プロビジョニングプロファイル』と、Xcodeが自動生成する特殊な開発用プロビジョニングプロファイルである 『iOSチームプロビジョニングプロファイル』、App Storeや社内向け(Enterprise Programのみ)に配布するための 『配布用プロビジョニングプロファイル』、そして特定のテスター向けに配布するための 『アドホックプロビジョニングプロファイル』の4種類があります。

1)開発用プロビジョニングプロファイル(Development provisioning profile)

開発用として登録したiOSデバイスのみに対応したプロビジョニングプロファイルです。
開発用証明書のリスト、アプリケーションIDデバイスIDのリストが含まれます。
iOSチームプロビジョニングプロファイルと異なり、iOSプロビジョニングポータルにデバイスを追加登録しても自動更新されず、また特定のアプリケーションのみに限定されています。

2)iOSチームプロビジョニングプロファイル(iOS Team provisioning profile)

開発用デバイスや開発用証明書を追加するとXcodeが自動で生成/更新する特殊な開発用プロビジョニングプロファイルで、その開発用アカウントに登録されている全てのメンバー、アプリケーション、デバイスに対応しています。
開発用アカウントの全ての開発用証明書とデバイスID、そしてiOSワイルドカードアプリケーションIDが含まれます。
ただし特定の機能(iCloud、プッシュ通知、In-App Purchase、Game Center)を組み込んだアプリケーションは、それに対応した特別な開発用プロビジョニングプロファイルが必要になるため、iOSチームプロビジョニングプロファイルは使用できません。

3)配布用プロビジョニングプロファイル(Distribution provisioning profile)

開発したアプリケーションをApp Storeまたは社内向け(Enterprise Programのみ)に配布するためのプロビジョニングプロファイルです。
配布用証明書iOSワイルドカードアプリケーションIDが含まれます。
デバイスIDのリストは含まれません。)
配布用プロビジョニングプロファイルの作成時に、App Storeで配布する場合は『App Store』を、社内配布の場合は『In-House』を配布方法として指定します。
App Storeに登録するアプリケーションアーカイブの作成では、配布用プロビジョニングプロファイルに収容されている配布用証明書を使用して署名を施す必要があります。

4)アドホックプロビジョニングプロファイル(Ad Hoc provisioning profile)

ユーザテスティングプロビジョニングプロファイル(User testing provisioning profile)、または暫定プロビジョニングプロファイルとも呼ばれます。
Developer Programや開発チームへの参加、署名証明書の作成、Xcode上でのアプリケーションの実行が不要な、特定の外部のテスター用に配布(アドホック配布)するための特殊な配布用プロビジョニングプロファイルです。
テスターはアドホック配布用に作成したアプリケーションとアドホックプロビジョニングプロファイルをデバイスにインストールするだけで、アプリケーションを起動する事が出来ます。
配布用証明書iOSワイルドカードアプリケーションID、テスターのデバイスIDのリストが含まれます。
配布用プロビジョニングプロファイルの作成時には、配布方法として『Ad Hoc』を指定します。
アドホック配布用に登録できるデバイスは、iOS Developer Programの契約年毎に100台までで、期間内は登録を解除してもその枠を再利用することができません。
削除した枠は次の契約年に再利用可能となります。



秘密鍵(Private key)/公開鍵(Public key)

署名証明書の暗号化には秘密鍵/公開鍵方式が使われています。
(この方式については『ITpro/原理から学ぶネットワーク・セキュリティ - 第3回 公開鍵と秘密鍵を作るアルゴリズム』などを参照してください。)

暗号化に使用した秘密鍵は開発用Macのキーチェーン(Keychain)に、公開鍵はiOSプロビジョニングポータルに保存されます。

秘密鍵も開発者(正確にはiOS Developer Programに登録したアカウント)毎に固有のもので、別のMacで作業するにはエクスポート/インポートする点は同じですが、署名証明書とは異なり紛失した場合に再発行ができません。
(新たにApple IDを取得し、iOS Developer Programのアカウントを作成しなければなりません。)

したがって秘密鍵は安全な場所にバックアップする必要があり、且つ他人に開発者を騙って署名されないよう厳重に管理する必要があります。



●証明書署名要求(CSR:Certificate Signing Request)

署名証明書の取得に用いる個人情報と公開鍵を含む秘密鍵で署名されたファイルで、『キーチェーンアクセス』アプリケーションで作成します。

iOSプロビジョニングポータルで署名証明書を作成する際にCSRファイル(CertificateSigningRequest.certSigningRequest)を送信します。

CSRについての詳細は『IT用語辞典/CSRとは』や『Wikipedia/証明書署名要求』を参照してください。



●中間署名証明書(Intermediate signing certificate)

Appleの中間認証局(Apple Worldwide Developer Relations Certification Authority)が発行する証明書で、署名証明書を検証する際に署名証明機関との仲介をします。

iOSプロビジョニングポータルで手動で署名証明書を作成してダウンロードする際に、中間署名証明書ファイル(AppleWWDRCA.cer)も一緒にダウンロードし、開発用Macのキーチェーンアクセスに登録します。
(一度キーチェーンアクセスに組み込めば、その後はダウンロードする必要はありません。キーチェーンアクセスから誤って削除した際は、iOSプロビジョニングポータルからダウンロードして再インストールしてください。)

中間認証局についての詳細は『IT用語辞典/中間CAとは』を参照してください。



アプリケーションID(App ID)

開発者のアプリケーションまたはアプリケーションセット(ひとまとまりに扱う複数のアプリケーション)を識別するための文字列です。
開発者とアプリケーションを対応付ける情報で構成され、一部はバンドルIDと共通しています。

プロビジョニングプロファイルに格納されており、署名済みアプリケーションの起動時にアプリケーションを特定するために使用されます。

アプリケーションIDは、バンドルシードID(Bundle seed ID)とバンドルID照合文字列(Bundle ID search string)をピリオド(.)で連結した文字列です。

バンドルシードIDはチームID(Team ID)とも呼ばれ、アプリケーションを開発者(開発チーム)に対応付けるもので、Appleが生成する10文字の一意的な文字列です。
バンドルシードIDが同じアプリケーションは、ユーザ名やパスワードなどのキーチェーンデータも共通しています。

バンドルID照合文字列はバンドルIDと同じか類似したもので、その違いによりアプリケーションIDは『特定アプリケーションID』と『iOSワイルドカードアプリケーションID』の2種類に分けられます。

1)特定アプリケーションID(Explicit App ID)

特定アプリケーションIDは、バンドルID照合文字列がアプリケーションのバンドルIDと正確に一致したものです。
アプリケーションに特定の機能(iCloud、プッシュ通知、In-App Purchase、Game Center)を組み込む場合は、特定アプリケーションIDを使用する必要があります。

2)iOSワイルドカードアプリケーションID(iOS Wildcard App ID)

iOSワイルドカードアプリケーションIDは、バンドルID照合文字列がアプリケーションのバンドルIDの一部あるいは全部をアスタリスク(*)に置換したものです。
ただしアスタリスクはバンドルID照合文字列の末尾に置かなければならず、アスタリスクより前の部分はバンドルIDに正確に一致しなければなりません。
バンドルID照合文字列をアスタリスクだけにすると、開発者(開発チーム)が開発しているアプリケーション全てに使用する事が出来ます。
iOSワイルドカードアプリケーションIDは複数のアプリケーションで共通して使用できますが、特定の機能(iCloud、プッシュ通知、In-App Purchase、Game Center)を組み込む場合は、特定アプリケーションIDを使用する必要があります。



バンドルID(Bundle ID)

アプリケーションの実行形式のコードや使用するリソースを収容した、階層構造になったディレクトリをバンドル(Bundle)と呼びます。

バンドルIDは個々のアプリケーションバンドルを一意に特定する文字列で、iOSやiTunes Connectがアプリケーションを特定するために使用します。

英数字(A〜Z、a〜z、0〜9)、ハイフン(-)、ピリオド(.)のみで構成されるUTI(『Wikipedia/Uniform Type Identifier』参照)で、会社IDと製品名をピリオド(.)で連結した逆DNS形式の文字列です。

会社ID(Company Identifier)と製品名(Product Name)は、Xcodeでプロジェクトを作成する過程で設定します。
これらはInfo.plistファイルに設定されており、プロジェクト作成後に変更可能です。

iTunes ConnectでAppleにアプリケーションを登録する際には(App Storeでの公開だけでなく、iCloudなどの特定の機能を組み込む場合も同様に)、特定アプリケーションIDと合致するバンドルIDを設定する必要があり、登録したバンドルIDはアプリケーションの初版認定後は変更する事は出来ません。



デバイスID(Device ID)

個々のiOSデバイスに割り当てられている40字の文字列で、一意デバイスID(UDID:Unique Device ID)とも呼ばれます。
アドホック配布でテスターのデバイスをiOSプロビジョニングポータルに登録する際に、誰のデバイスかを識別するために必要となります。



iOSプロビジョニングポータル(iOS Provisioning Potal)

アプリケーションIDやデバイスの登録、署名証明書プロビジョニングプロファイルの作成などを行うポータルサイトで、Member Centerからアクセスする事ができます。



参考文献

Apple/App Storeへの登録に関するチュートリアルApp Store Submission Tutorial

Apple/App Storeでの公開に向けた開発Developing for the App Store

Apple/iOSプロビジョニングポータルヘルプ

Apple/iOSチーム管理ガイドiOS Team Administration Guide

Apple/iOSツールワークフローガイドTools Workflow Guide for iOS

ITpro/原理から学ぶネットワーク・セキュリティ - 第3回 公開鍵と秘密鍵を作るアルゴリズム

IT用語辞典/CSRとは

Wikipedia/証明書署名要求

IT用語辞典/中間CAとは

Wikipedia/Uniform Type Identifier

初めてのiOSプログラミング 第2版初めてのiOSプログラミング 第2版
(2012/10/20)
Alasdair Allan

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