劉　源，李翔宇，吳　迪，曹路圓，涂　猛

（1.北京機械工業(yè)自動化研究所，北京 100120；2.機械科學(xué)研究總院，北京 100044）

基于Android的客戶端與服務(wù)器的通訊架構(gòu)設(shè)計

劉源1，李翔宇2，吳迪1，曹路圓1，涂猛1

（1.北京機械工業(yè)自動化研究所，北京 100120；2.機械科學(xué)研究總院，北京 100044）

移動辦公正在逐漸改變著企業(yè)的辦公方式，其應(yīng)用范圍也越來越廣泛，從即時通信、辦公文檔處理、ERP、CRM到員工工作匯報和考勤等，幾乎涵蓋了企業(yè)辦公的方方面面，根據(jù)實際工作需要，架構(gòu)了一個在Android手機客戶端上實現(xiàn)與服務(wù)器端通過套接字通訊的企業(yè)員工信息管理系統(tǒng)，從而實現(xiàn)了一個完成手機需求的信息通道。

套接字；客戶端；信使；Service

0　引言

無紙化是信息化進程的一個理想目標(biāo)，在無紙化和數(shù)字化的進程中，企業(yè)既能提高效率，又能實現(xiàn)環(huán)保。很多企業(yè)正在采取措施改善工作方式。計算機辦公很好的實現(xiàn)了無紙化辦公。而相比于計算機操作系統(tǒng)下的辦公軟件，手機版辦公軟件具有便于攜帶，硬件成本低，聯(lián)網(wǎng)便捷等優(yōu)勢。由此，文章提出了架構(gòu)于手機操作系統(tǒng)之上的信息管理系統(tǒng)的一種設(shè)計方案。

1　通訊架構(gòu)簡介

套接字通訊是網(wǎng)絡(luò)通訊方式中一種很常用的架構(gòu)方式，一般用于手機客戶端與服務(wù)器上的服務(wù)器端程序建立可靠的、雙向的、持續(xù)的、點對點的通訊連接。服務(wù)器端的監(jiān)聽程序用于監(jiān)聽手機客戶端的連接請求，一旦監(jiān)聽到客戶端發(fā)送過來的連接請求，服務(wù)器端與客戶端就會建立可靠的連接，客戶端可以向服務(wù)器端發(fā)送用戶登錄信息校驗、查詢數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)表、更新數(shù)據(jù)庫內(nèi)信息表、刪除數(shù)據(jù)庫已知數(shù)據(jù)等請求。同步手機客戶端的系統(tǒng)時間為“網(wǎng)絡(luò)提供的時間”，同時將計算機設(shè)置為自動與“times.windows.com”同步，通過在Eclipse上的Log監(jiān)聽客戶端發(fā)送的時間點以及觀察在服務(wù)端接收數(shù)據(jù)后的斷點前面的時間點，通過實際測試比較得到用戶登錄信息校驗的處理時間為285ms，查詢數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)表的處理時間為291ms，更新數(shù)據(jù)庫內(nèi)信息表的時間為263ms，刪除數(shù)據(jù)庫已知數(shù)據(jù)的處理時間為271ms?？梢园l(fā)現(xiàn)套接字通訊的處理時間均為毫秒級別，套接字通訊不僅保證了數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，而且還做到了數(shù)據(jù)接收的迅速響應(yīng)。由此，可以發(fā)現(xiàn)套接字通訊在企業(yè)辦公領(lǐng)域中具有較好的實用性、可靠性，靈活性。同理，客戶端也可以接受服務(wù)器端反饋回來的校驗結(jié)果、查詢數(shù)據(jù)表得來的用戶需求數(shù)據(jù)、取得數(shù)據(jù)庫操作結(jié)果狀態(tài)代碼等。同時，套接字程序可以通過手機Wi-Fi、3G、4G等通訊方式實現(xiàn)更加自由更加流暢的通訊。

2　服務(wù)器端實現(xiàn)

信息管理系統(tǒng)的服務(wù)器端是在Visual Studio開發(fā)平臺下采用C#語言編寫的控制臺應(yīng)用程序，啟動服務(wù)器后，當(dāng)按下服務(wù)器的btnStartServer_Click按鈕時，服務(wù)器將啟動監(jiān)聽程序，監(jiān)聽程序的部分代碼如下：

private void ConnectListen（object server） //監(jiān)聽程序

｛Socket serverSocket=（Socket）server；//建立服務(wù)器端套接字

serverSocket.Listen（20）；//啟動監(jiān)聽

while （true）｛

Socket acceptSock=serverSocket.Accept（）；//建立連接

byte［］ byteArray=new byte［112］；//定義接收數(shù)組

acceptSock.Receive（byteArray）；//采用字節(jié)數(shù)組接收數(shù)據(jù)

Char［］ charCode=Encoding.ASCII. GetChars（byteArray）；｝ //將數(shù)組編碼

字符型數(shù)組charCode［］用于接收客戶端發(fā)來的各種請求或命令，當(dāng)接收到的命令是需要進行用戶登錄的校驗時，服務(wù)器端會解析數(shù)組內(nèi)的代碼并交由dataConn類來處理，dataConn類所定義的GetValue（）方法會訪問數(shù)據(jù)庫內(nèi)的用戶信息表，得到校驗結(jié)果將返回給ConnectListen（）方法，如果登錄成功，則ConnectListen（）方法會調(diào)用套接字的發(fā)送程序SendFile（）方法。發(fā)送程序SendFile（）將數(shù)據(jù)發(fā)往客戶端。圖1描述了服務(wù)器端啟動后監(jiān)聽程序與數(shù)據(jù)處理程序的工作流程。

圖1　服務(wù)器端功能圖

3　客戶端實現(xiàn)

Android操作系統(tǒng)從其在2008年發(fā)布發(fā)條機器人1.0版本以來，已取得巨大的成功，如今它已成為主流的手機操作系統(tǒng)之一，Android是一種以Linux和JAVA為基礎(chǔ)的開放源代碼操作系統(tǒng)。本文中客戶端是在eclipse開發(fā)平臺下采用JAVA語言編寫，作為套接字程序的客戶端Client，用于發(fā)送請求到服務(wù)器并接收服務(wù)器返回的查詢結(jié)果并調(diào)用UI顯示界面，實現(xiàn)數(shù)據(jù)對程序的驅(qū)動。但是，在實際開發(fā)中如果直接把大量的數(shù)據(jù)和算法以及UI的更新都實現(xiàn)在主程序中，將會占用大量系統(tǒng)內(nèi)存及造成程序的卡頓，還會帶來線程安全性等問題。由此，我們采用客戶端Service來處理客戶端通訊數(shù)據(jù)。在Android系統(tǒng)開發(fā)中，Service是一個重要的組成部分。如果某些程序是不希望用戶看見的，那么可以將這些程序定義在Service中，這樣就可以完成程序的后臺運行（也可以在不顯示界面的情況下運行），即Service實際上相當(dāng)于一個沒有圖形界面的Activity程序，而且當(dāng)用戶要執(zhí)行某些需要跨進程訪問時，也可以使用Service來完成。Service是一個沒有UI界面的操作組件，主要的功能是為Activity程序提供一些必要的支持，如手機中的MP3播放軟件等，當(dāng)回到主界面時這些組件依然可以運行，同樣，我們就可以把客戶端的接收程序及發(fā)送程序?qū)懺赟ervice類實例的內(nèi)部。圖2為客戶端消息傳遞結(jié)構(gòu)圖。

圖2　客戶端信息傳遞結(jié)構(gòu)圖

首先，需要為客戶端建立基于套接字架構(gòu)的客戶端通訊實例Instance（圖2的通訊4），其通訊代碼如下：

同時，在主界面程序中每次切換主界面都需要與Servie服務(wù)進行綁定（圖2的綁定2）。綁定后客戶端的主程序就可以與Service建立實時的消息傳遞通道。其代碼如下：

綁定后的Service與運行中的Activity程序的通訊通過Messenger信使來實現(xiàn)（圖2的消息3），從而實現(xiàn)了基于消息的進程間通信。進程間的通信其實是在客戶端發(fā)送一個Message到服務(wù)端，在服務(wù)端的handler中會接收到客戶端的信息，然后服務(wù)端對信息進行處理，同樣，如果在服務(wù)端也可以將信息封裝成Message，再發(fā)回給客戶端，客戶端的handler會接收到信息。服務(wù)器端創(chuàng)建信使Messenger的代碼如下：

在信息管理系統(tǒng)中，信使將會處理包括用戶登錄信息，工作匯報請求，請假信息發(fā)布，出差申請等操作為Message消息，通過Messenger發(fā)往Service服務(wù)，在Service中，消息會通過套接字發(fā)往服務(wù)器。服務(wù)器在數(shù)據(jù)流內(nèi)讀取數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)解析成命令，不同的命令將會觸發(fā)不同的功能。這些功能將會訪問數(shù)據(jù)庫，讀取所需的字段或者表結(jié)構(gòu)，經(jīng)過處理后通過套接字發(fā)往手機客戶端。同理，由套接字傳遞到Service服務(wù)的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)或者登錄狀態(tài)將會通過Service內(nèi)部的Messenger處理成Message，然后發(fā)往與之綁定的主Activity程序，主程序端的handler負(fù)責(zé)解析Message，消息將會被解析為手機操作系統(tǒng)可以讀取的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)將會驅(qū)動手機客戶端的UI界面。圖3為登錄前后界面變化的情況。

圖3　登錄前后界面變化

4　結(jié)束語

本文提出描述了信息管理系統(tǒng)的登錄功能，在登錄過程中采用了套接字架構(gòu)與跨進程通訊信使通道。在管理系統(tǒng)實現(xiàn)其他功能時采用同一個回路即可實現(xiàn)應(yīng)用功能，只需要斷開Service服務(wù)與主Activity的綁定，切換UI界面后再重新綁定Activity與Service，就可以繼續(xù)使用Service實例內(nèi)的套接字程序完成遠程網(wǎng)路通訊。

［1］ 李興華.Android開發(fā)實戰(zhàn)經(jīng)典［M］.清華大學(xué)出版社.

Design of communications architecture bentween client and server base on Android

LIU Yuan1，LI Xiang-yu2，WU Di1，CAO Lu-yuan1，TU Meng1

TP39

B

1009-0134（2016）09-0138-03

2016-07-21

劉源（1987 -），男，遼寧葫蘆島人，助理工程師，本科，研究方向為現(xiàn)場制造執(zhí)行系統(tǒng)的軟件實施。