王 寧，高 光，劉會(huì)會(huì)

（1.周口師范學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，河南周口466001；2.周口師范學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程學(xué)院，河南周口466001）

基于Android平臺(tái)的社團(tuán)服務(wù)應(yīng)用研究與實(shí)現(xiàn)

王 寧1，高 光2，劉會(huì)會(huì)1

（1.周口師范學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，河南周口466001；2.周口師范學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程學(xué)院，河南周口466001）

在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)浪潮下，Android智能手機(jī)已經(jīng)成為高校師生的日常通訊工具.基于Android平臺(tái)的高校社團(tuán)服務(wù)應(yīng)用不但可增強(qiáng)學(xué)生的參與度與互動(dòng)性，提高社團(tuán)管理的效率，而且可為管理層的決策提供數(shù)據(jù)支持.為此，提出了一種通用原生Android應(yīng)用開(kāi)發(fā)框架模型，并在此基礎(chǔ)上完成了高校社團(tuán)服務(wù)應(yīng)用主要功能模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).測(cè)試結(jié)果表明，該應(yīng)用運(yùn)行效果良好，整體上具有較好的性能和內(nèi)存優(yōu)化功能.

Android；移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)；社團(tuán)服務(wù)；應(yīng)用開(kāi)發(fā)

隨著基于Android平臺(tái)的智能移動(dòng)設(shè)備的普及，人們的日常生活正在發(fā)生全方位的變化.特別由于其強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通信與接入功能、靈活的可升級(jí)能力以及便捷的可操作性，相應(yīng)的應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越寬廣，尤其在高校中，使用比例日益增高.社團(tuán)是高校校園文化的重要載體，是高校第二課堂的重要組成部分，師生的參與度非常高.研究并實(shí)現(xiàn)基于Android平臺(tái)的社團(tuán)應(yīng)用，有助于學(xué)生了解社團(tuán)文化、參加社團(tuán)活動(dòng)、管理社團(tuán)信息，也便于管理員進(jìn)行社團(tuán)活動(dòng)的統(tǒng)一管理，提高社團(tuán)辦事效率.此外，其所具備的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)分析等功能也對(duì)管理層的決策分析有一定的輔助作用.

1 Android應(yīng)用基礎(chǔ)解析

1.1 Android系統(tǒng)架構(gòu)

筆者闡述的應(yīng)用開(kāi)發(fā)建立在Android系統(tǒng)平臺(tái)之上，Android系統(tǒng)包括了Linux內(nèi)核層、系統(tǒng)運(yùn)行庫(kù)層、應(yīng)用程序框架層和應(yīng)用程序?qū)?，其中Linux內(nèi)核層是硬件與軟件之間的抽象層，主要用于驅(qū)動(dòng)管理、內(nèi)存管理、進(jìn)程管理、網(wǎng)絡(luò)管理等；系統(tǒng)運(yùn)行庫(kù)層包括類(lèi)庫(kù)和Android運(yùn)行時(shí)組件兩個(gè)部分；應(yīng)用程序框架層專(zhuān)門(mén)為應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)而設(shè)計(jì)，允許開(kāi)發(fā)人員訪(fǎng)問(wèn)核心應(yīng)用程序所使用的API框架；應(yīng)用程序?qū)邮茿ndroid系統(tǒng)自帶的一系列使用Java語(yǔ)言編寫(xiě)的核心應(yīng)用程序［1］.Android系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示.

圖1 Android系統(tǒng)架構(gòu)圖

1.2 相關(guān)工作

由上述分析得出Android應(yīng)用開(kāi)發(fā)是建立在應(yīng)用程序框架層的基礎(chǔ)之上，開(kāi)發(fā)者通過(guò)應(yīng)用開(kāi)發(fā)框架提供的組件進(jìn)行上層應(yīng)用開(kāi)發(fā)并與底層進(jìn)行功能交互.以下介紹在此框架上設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的幾個(gè)重要基礎(chǔ)類(lèi).

1.2.1 BaseActivity

BaseActivity類(lèi)是對(duì)基礎(chǔ)組件Activity類(lèi)的封裝，它本質(zhì)上繼承自Activity類(lèi)，具備基本的監(jiān)聽(tīng)并處理用戶(hù)交互事件、對(duì)UI界面的管理等功能，進(jìn)一步擴(kuò)展了Activity類(lèi)的功能，加入了事件總線(xiàn)、偵聽(tīng)觸發(fā)等機(jī)制，通過(guò)派生個(gè)性化的BaseActivity子類(lèi)可以實(shí)現(xiàn)不同功能需求，多個(gè)BaseActivity子類(lèi)之間通過(guò)堆棧結(jié)構(gòu)進(jìn)行管理，充分體現(xiàn)了面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)原則［2］.

1.2.2 MyApplication

MyApplication類(lèi)是對(duì)基礎(chǔ)組件Application類(lèi)的封裝，MyApplication類(lèi)采用單例模式提供了一個(gè)全局唯一的應(yīng)用類(lèi)實(shí)例，開(kāi)發(fā)者可以在其中重載多個(gè)重要的系統(tǒng)函數(shù)（如OnCreate（），onTerminate（）等）來(lái)實(shí)現(xiàn)自身程序的特殊需求，并且可以將全局變量定義在該類(lèi)內(nèi)部以便在應(yīng)用程序中調(diào)用.

1.2.3 NetManager

NetManager類(lèi)是自定義的網(wǎng)絡(luò)管理類(lèi)，通過(guò)該類(lèi)可對(duì)基礎(chǔ)組件NetHandler進(jìn)行統(tǒng)一管理，網(wǎng)絡(luò)消息是以獨(dú)立線(xiàn)程的方式進(jìn)行處理，根據(jù)與服務(wù)器端協(xié)商定義的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議派生出不同的NetH－andler子類(lèi)，在NetManager類(lèi)中對(duì)這些子類(lèi)進(jìn)行同一管理并完成與主線(xiàn)程之間的異步通信，簡(jiǎn)化了原始組件中數(shù)據(jù)處理的復(fù)雜性，降低了系統(tǒng)耦合度.

1.2.4 EventManager

EventManager類(lèi)是自定義的事件管理類(lèi)，在應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)框架中各個(gè)模塊之間的通信是高頻事件，Android系統(tǒng)原始的通信機(jī)制較為復(fù)雜且耦合度較高，用戶(hù)自定義數(shù)據(jù)更不易處理.通過(guò)EventManager類(lèi)提供的事件傳遞接口，開(kāi)發(fā)者可自定義任意數(shù)據(jù)類(lèi)型的事件用以不同應(yīng)用模塊之間的通信，也適用于多線(xiàn)程間的數(shù)據(jù)通信.

1.2.5 DataManager

DataManager類(lèi)是自定義的數(shù)據(jù)管理類(lèi)，負(fù)責(zé)對(duì)抽象的數(shù)據(jù)實(shí)體類(lèi)進(jìn)行統(tǒng)一的管理和緩存操作，將對(duì)外接口封裝為統(tǒng)一函數(shù)方便調(diào)用，提高了數(shù)據(jù)存取速度和管理效率.

1.2.6 Utils

Utils類(lèi)是自定義的工具類(lèi)，采用單例模式實(shí)現(xiàn)，將系統(tǒng)中的常用功能（如字符串解析、時(shí)間日期轉(zhuǎn)換、正則匹配等）封裝為全局的靜態(tài)函數(shù)以便在應(yīng)用模塊中調(diào)用完成輔助功能［3］.

2 通用Android應(yīng)用開(kāi)發(fā)框架

2.1 開(kāi)發(fā)環(huán)境

相對(duì)于傳統(tǒng)的Eclipse開(kāi)發(fā)環(huán)境，Android－Studio開(kāi)發(fā)環(huán)境具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.AndroidStudio屬于Google為Android量身定做的IDE，未來(lái)還將不斷優(yōu)化完善.

2.最新版本的AndroidStudio響應(yīng)速度更快，運(yùn)行更為穩(wěn)定.

3.強(qiáng)大的UI編輯器，擺脫了在Eclipse環(huán)境下進(jìn)行UI編輯的局限性，具有所見(jiàn)即所得的功能.

4.智能提示和補(bǔ)全等功能可極大地提高開(kāi)發(fā)效率.

5.整合了Gradle構(gòu)建工具，可更有效地對(duì)程序進(jìn)行配置、編譯與打包.

6.更完善的插件系統(tǒng)和版本控制系統(tǒng).

2.2 基礎(chǔ)模塊封裝

對(duì)于上層應(yīng)用開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，雖然Android系統(tǒng)的應(yīng)用程序框架層提供了多種開(kāi)發(fā)組件，但是如果要快速開(kāi)發(fā)一個(gè)具有良好擴(kuò)展性與可維護(hù)性的應(yīng)用項(xiàng)目，仍然需要對(duì)許多復(fù)雜的功能進(jìn)行二次封裝，否則將不能專(zhuān)注于應(yīng)用框架設(shè)計(jì)的本身［4］.

在筆者闡述的通用開(kāi)發(fā)框架中，基礎(chǔ)模塊與關(guān)鍵功能性模塊被封裝為類(lèi)庫(kù)，對(duì)外統(tǒng)一提供開(kāi)放性接口，進(jìn)而可方便開(kāi)發(fā)者在此基礎(chǔ)上做二次應(yīng)用開(kāi)發(fā).這些模塊主要包括以下幾類(lèi)：

1.注解模塊：提供了UI組件與Activity之間的交互通道（包括UI組件注冊(cè)和UI事件響應(yīng)等）.

2.網(wǎng)絡(luò)模塊：提供精簡(jiǎn)而統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)通信接口（包括回調(diào)處理方式）以減少網(wǎng)絡(luò)通信開(kāi)發(fā)的工作量.

3.圖片加載模塊：提供統(tǒng)一的圖片緩存及加載接口，以方便本地與遠(yuǎn)程圖片的加載管理.

4.數(shù)據(jù)庫(kù)模塊：提供對(duì)本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的統(tǒng)一處理接口以減少繁瑣的原始操作編程.

2.3 MVC框架

對(duì)于應(yīng)用開(kāi)發(fā)框架而言，良好的可擴(kuò)展性和低耦合度是開(kāi)發(fā)高質(zhì)量應(yīng)用的根基.在筆者闡述的應(yīng)用開(kāi)發(fā)架構(gòu)中，MVC是業(yè)務(wù)邏輯、數(shù)據(jù)緩存以及視圖界面之間交互的橋梁，其結(jié)構(gòu)如圖2所示.

圖2 通用框架MVC結(jié)構(gòu)圖

下面著重介紹其中三個(gè)模型的作用與設(shè)計(jì)原理.

1.Controller控制器：在數(shù)據(jù)層與視圖層之間通過(guò)事件通知機(jī)制進(jìn)行交互，具有橋梁作用.其本身建立在Android基礎(chǔ)組件Activity之上，主要處理關(guān)鍵的業(yè)務(wù)邏輯和交互功能.

2.Model數(shù)據(jù)模型：主要通過(guò)Entity類(lèi)做數(shù)據(jù)模型抽象，Dal作為數(shù)據(jù)接口層的作用是進(jìn)行數(shù)據(jù)緩存以及對(duì)外提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)接口.

3.View視圖層：在基礎(chǔ)模塊封裝中通過(guò)注解方式與Activity組件進(jìn)行交互，包括視圖元素訪(fǎng)問(wèn)和視圖交互事件響應(yīng).

此外，為了提高框架的整體功能與可擴(kuò)展性，在上述三大模塊基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)以下輔助模塊：Net－Manager（網(wǎng)絡(luò)管理器，用于統(tǒng)一管理網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議類(lèi)庫(kù)）；Utils（工具類(lèi)庫(kù)，用于實(shí)現(xiàn)字符串匹配解析、文件處理、字體管理等功能）；Controls（控件類(lèi)庫(kù)，用于通用可移植View控件管理）；EventManager（事件管理器，用于事件驅(qū)動(dòng)交互管理）.

整體上，通用Android應(yīng)用開(kāi)發(fā)框架具有系統(tǒng)耦合度較低、系統(tǒng)擴(kuò)展性較好、可移植性強(qiáng)且易于維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，特別適于具有一定規(guī)模的多人協(xié)作項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)［5］.

3 社團(tuán)應(yīng)用設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 數(shù)據(jù)流抽象

對(duì)數(shù)據(jù)流的統(tǒng)一抽象能保證前后端開(kāi)發(fā)的一致性，而提高開(kāi)發(fā)效率，則應(yīng)做到數(shù)據(jù)庫(kù)、服務(wù)器數(shù)據(jù)模型、通信協(xié)議數(shù)據(jù)模型以及客戶(hù)端數(shù)據(jù)模型統(tǒng)一化，以便于進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和對(duì)象關(guān)系映射［6］.根據(jù)對(duì)社團(tuán)活動(dòng)的需求分析與數(shù)據(jù)抽象化處理的面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)思想，其抽象數(shù)據(jù)類(lèi)如圖3所示.

3.2 通信協(xié)議

根據(jù)需求分析，社團(tuán)移動(dòng)應(yīng)用中不存在實(shí)時(shí)性極高的通信需求，因而宜選擇基于http協(xié)議的短鏈接通信方式［7］.在處理通信協(xié)議的編程方式中，則應(yīng)采用面向?qū)ο笏枷?，將每個(gè)獨(dú)立的通信協(xié)議處理器抽象為NetHandler子類(lèi)對(duì)象，由網(wǎng)絡(luò)管理器NetManager統(tǒng)一管理，并與業(yè)務(wù)邏輯主線(xiàn)程之間通過(guò)事件消息機(jī)制進(jìn)行數(shù)據(jù)交互.相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議類(lèi)如圖4所示.

3.3 業(yè)務(wù)邏輯

業(yè)務(wù)邏輯模塊是社團(tuán)應(yīng)用的功能主體部分，主要包括首頁(yè)、社團(tuán)主體、活動(dòng)主體、公告、個(gè)人和管理員等模塊，其中每個(gè)模塊又包括若干子模塊，具體列舉分析如下.

1.首頁(yè)模塊主要負(fù)責(zé)用戶(hù)的初始引導(dǎo)功能，包括以下幾個(gè)子模塊：

（1）滾動(dòng)歡迎視圖邏輯：用戶(hù)首次打開(kāi)應(yīng)用時(shí)在客戶(hù)端調(diào)用優(yōu)化用戶(hù)體驗(yàn).

（2）用戶(hù)注冊(cè)邏輯：用戶(hù)首次使用應(yīng)用時(shí)需注冊(cè)個(gè)人信息到服務(wù)器端.

（3）用戶(hù)登錄邏輯：用戶(hù)進(jìn)入應(yīng)用時(shí)需提交個(gè)人信息到服務(wù)器端驗(yàn)證身份登錄.

圖3 抽象數(shù)據(jù)類(lèi)圖

圖4 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議類(lèi)圖

2.社團(tuán)主體模塊用于實(shí)現(xiàn)社團(tuán)各項(xiàng)主要功能，包括以下幾個(gè)子模塊：

（1）社團(tuán)主頁(yè)邏輯：所有創(chuàng)建成功的社團(tuán)信息以列表形式顯示，并以置頂方式顯示推廣中的熱門(mén)社團(tuán)，界面如圖5所示.

（2）社團(tuán)詳情邏輯：點(diǎn)擊指定的社團(tuán)信息可進(jìn)入社團(tuán)詳情（包括社團(tuán)Logo、社團(tuán)標(biāo)簽、社團(tuán)成員信息、社團(tuán)相冊(cè)、社團(tuán)簡(jiǎn)介和社團(tuán)公告等）.

（3）社團(tuán)管理邏輯：社長(zhǎng)可以進(jìn)行社團(tuán)基本信息的修改、圖片的上傳或刪除、社團(tuán)成員信息的查看、加入或退出社團(tuán)請(qǐng)求的審批、社團(tuán)公告的發(fā)布等操作.

（4）社團(tuán)應(yīng)用邏輯：社員可以查看社團(tuán)基本信息與社團(tuán)成員信息，并發(fā)送退出社團(tuán)請(qǐng)求；普通用戶(hù)僅具有查看社團(tuán)基本信息與發(fā)送加入社團(tuán)請(qǐng)求的權(quán)限.

3.活動(dòng)主體模塊用于實(shí)現(xiàn)活動(dòng)各項(xiàng)主要功能，包括以下幾個(gè)子模塊：

（1）活動(dòng)主頁(yè)邏輯：所有社團(tuán)相關(guān)的活動(dòng)信息以列表形式顯示，并以置頂方式顯示推廣中的熱門(mén)活動(dòng).

（2）活動(dòng)詳情邏輯：點(diǎn)擊指定的活動(dòng)信息可進(jìn)入活動(dòng)詳情（包括活動(dòng)Logo、活動(dòng)標(biāo)簽、活動(dòng)成員信息、活動(dòng)相冊(cè)、活動(dòng)宣傳公告等）.

（3）活動(dòng)管理邏輯：活動(dòng)所屬社團(tuán)的管理員可以進(jìn)行活動(dòng)信息的發(fā)布、活動(dòng)基本信息的修改、活動(dòng)圖片的發(fā)布、活動(dòng)成員信息的查看、加入或退出活動(dòng)請(qǐng)求的審批、社團(tuán)公告的發(fā)布等操作.

（4）活動(dòng)應(yīng)用邏輯：用戶(hù)可以查看活動(dòng)基本信息與成員信息，并可發(fā)送加入或退出活動(dòng)請(qǐng)求.

（5）公告模塊：實(shí)現(xiàn)服務(wù)器公告功能，由社聯(lián)管理員統(tǒng)一編輯發(fā)布，將重要信息通知到所有用戶(hù).

（6）個(gè)人信息模塊：實(shí)現(xiàn)用戶(hù)個(gè)人資料管理功能，用戶(hù)可編輯個(gè)人信息并保存到服務(wù)器端，界面如圖6所示.

（7）管理員模塊：提供給社團(tuán)聯(lián)合會(huì)的后臺(tái)管理員使用的功能.在該模塊中管理員可以審批所有的創(chuàng)建社團(tuán)申請(qǐng)，開(kāi)展社團(tuán)活動(dòng)申請(qǐng)，審核成員信息，維護(hù)社團(tuán)數(shù)據(jù).

圖5 社團(tuán)主界面圖

圖6 用戶(hù)信息界面圖

3.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

社團(tuán)成員包括絕大部分高校師生，服務(wù)器端數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量較大，在處理數(shù)據(jù)的過(guò)程中應(yīng)采用多節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式將不同類(lèi)型數(shù)據(jù)分類(lèi)存儲(chǔ)［8］；此外，在中間層應(yīng)通過(guò)ORM模型與Cache層作為橋接模塊，同時(shí)采用分布式服務(wù)器方式將邏輯服務(wù)器與數(shù)據(jù)分析服務(wù)器分離［9］.數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析模塊有以下功能.

1.數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：統(tǒng)計(jì)當(dāng)前所有用戶(hù)、社團(tuán)、活動(dòng)的基本數(shù)據(jù)信息；統(tǒng)計(jì)每一個(gè)社團(tuán)的訪(fǎng)問(wèn)率與社團(tuán)服務(wù)的利用率；統(tǒng)計(jì)社團(tuán)活動(dòng)舉辦頻率與社團(tuán)活動(dòng)參與度；統(tǒng)計(jì)用戶(hù)加入或退出社團(tuán)活動(dòng)的信息等.

2.數(shù)據(jù)分析：根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，通過(guò)管理層數(shù)據(jù)分析需求模型，實(shí)時(shí)分析社團(tuán)熱度、活動(dòng)效果、用戶(hù)活躍度、用戶(hù)喜好、營(yíng)銷(xiāo)推廣效果等項(xiàng)，并通過(guò)量化做出衡量指標(biāo).

3.數(shù)據(jù)決策：根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，為管理層決策做輔助智能支撐，決策人員可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行二次分析以做出最優(yōu)決策.

4 測(cè)試及結(jié)論

根據(jù)軟件工程測(cè)試流程對(duì)開(kāi)發(fā)完成的應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，具體測(cè)試流程如下.

1.功能模塊測(cè)試：根據(jù)邏輯劃分編寫(xiě)測(cè)試用例，按照用戶(hù)使用流程著重針對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速度、資源文件異步加載、UI組件刷新過(guò)程、功能邏輯正確性、并發(fā)壓力等部分進(jìn)行黑盒和白盒測(cè)試［］.

2.Android性能測(cè)試：使用第三方Android測(cè)試工具對(duì)社團(tuán)應(yīng)用進(jìn)行性能測(cè)試，內(nèi)存測(cè)試和CPU測(cè)試結(jié)果如圖7和圖8所示.

圖7 內(nèi)存測(cè)試結(jié)果圖

圖8 CPU測(cè)試結(jié)果圖

測(cè)試結(jié)果表明，該應(yīng)用運(yùn)行穩(wěn)定，通信響應(yīng)及時(shí)，并能正確完成邏輯功能，具有較好的性能和內(nèi)存優(yōu)化效果，達(dá)到上線(xiàn)發(fā)布標(biāo)準(zhǔn).

5 結(jié)束語(yǔ)

筆者提出了一種基于Android平臺(tái)的通用應(yīng)用開(kāi)發(fā)框架，闡述了相關(guān)應(yīng)用開(kāi)發(fā)的基本設(shè)計(jì)思想和技術(shù)手段；并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了具有功能完善、性能優(yōu)良的校園社團(tuán)管理應(yīng)用.整體上，該框架具有較好的應(yīng)用性、穩(wěn)定性和擴(kuò)展性，適合基于Android平臺(tái)的中小型項(xiàng)目研發(fā)，具有較好的應(yīng)用前景.

［1］彭鳳凌，王洪輝.Android手機(jī)與內(nèi)網(wǎng)PC通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與現(xiàn)實(shí)［J］.計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2013，34（7）：2333－2337.

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TP311.1

A

1671-9476（2017）02-0127-04

10.13450／j.cnkij.zknu.2017.02.032

2016-11-01；

2016-12-12

周口師范學(xué)院青年基金重點(diǎn)項(xiàng)目（No.zknuB3201601）；周口師范學(xué)院青年基金重點(diǎn)項(xiàng)目（No.zknuB315204）

王寧（1982－），男，河南周口人，助教，碩士，研究方向?yàn)橐苿?dòng)計(jì)算、圖形學(xué)與可視化計(jì)算.