王 寧，高 光，劉會會

（1.周口師范學院計算機科學與技術學院，河南周口466001；2.周口師范學院網(wǎng)絡工程學院，河南周口466001）

基于Android平臺的社團服務應用研究與實現(xiàn)

王 寧1，高 光2，劉會會1

（1.周口師范學院計算機科學與技術學院，河南周口466001；2.周口師范學院網(wǎng)絡工程學院，河南周口466001）

在移動互聯(lián)網(wǎng)浪潮下，Android智能手機已經(jīng)成為高校師生的日常通訊工具.基于Android平臺的高校社團服務應用不但可增強學生的參與度與互動性，提高社團管理的效率，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應用開發(fā)框架模型，并在此基礎上完成了高校社團服務應用主要功能模塊的設計與實現(xiàn).測試結果表明，該應用運行效果良好，整體上具有較好的性能和內(nèi)存優(yōu)化功能.

Android；移動互聯(lián)網(wǎng)；社團服務；應用開發(fā)

隨著基于Android平臺的智能移動設備的普及，人們的日常生活正在發(fā)生全方位的變化.特別由于其強大的網(wǎng)絡通信與接入功能、靈活的可升級能力以及便捷的可操作性，相應的應用領域也越來越寬廣，尤其在高校中，使用比例日益增高.社團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.研究并實現(xiàn)基于Android平臺的社團應用，有助于學生了解社團文化、參加社團活動、管理社團信息，也便于管理員進行社團活動的統(tǒng)一管理，提高社團辦事效率.此外，其所具備的數(shù)據(jù)統(tǒng)計、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)分析等功能也對管理層的決策分析有一定的輔助作用.

1 Android應用基礎解析

1.1 Android系統(tǒng)架構

筆者闡述的應用開發(fā)建立在Android系統(tǒng)平臺之上，Android系統(tǒng)包括了Linux內(nèi)核層、系統(tǒng)運行庫層、應用程序框架層和應用程序?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)動管理、內(nèi)存管理、進程管理、網(wǎng)絡管理等；系統(tǒng)運行庫層包括類庫和Android運行時組件兩個部分；應用程序框架層專門為應用程序開發(fā)而設計，允許開發(fā)人員訪問核心應用程序所使用的API框架；應用程序?qū)邮茿ndroid系統(tǒng)自帶的一系列使用Java語言編寫的核心應用程序［1］.Android系統(tǒng)架構如圖1所示.

圖1 Android系統(tǒng)架構圖

1.2 相關工作

由上述分析得出Android應用開發(fā)是建立在應用程序框架層的基礎之上，開發(fā)者通過應用開發(fā)框架提供的組件進行上層應用開發(fā)并與底層進行功能交互.以下介紹在此框架上設計實現(xiàn)的幾個重要基礎類.

1.2.1 BaseActivity

BaseActivity類是對基礎組件Activity類的封裝，它本質(zhì)上繼承自Activity類，具備基本的監(jiān)聽并處理用戶交互事件、對UI界面的管理等功能，進一步擴展了Activity類的功能，加入了事件總線、偵聽觸發(fā)等機制，通過派生個性化的BaseActivity子類可以實現(xiàn)不同功能需求，多個BaseActivity子類之間通過堆棧結構進行管理，充分體現(xiàn)了面向?qū)ο蟮脑O計原則［2］.

1.2.2 MyApplication

MyApplication類是對基礎組件Application類的封裝，MyApplication類采用單例模式提供了一個全局唯一的應用類實例，開發(fā)者可以在其中重載多個重要的系統(tǒng)函數(shù)（如OnCreate（），onTerminate（）等）來實現(xiàn)自身程序的特殊需求，并且可以將全局變量定義在該類內(nèi)部以便在應用程序中調(diào)用.

1.2.3 NetManager

NetManager類是自定義的網(wǎng)絡管理類，通過該類可對基礎組件NetHandler進行統(tǒng)一管理，網(wǎng)絡消息是以獨立線程的方式進行處理，根據(jù)與服務器端協(xié)商定義的網(wǎng)絡協(xié)議派生出不同的NetH－andler子類，在NetManager類中對這些子類進行同一管理并完成與主線程之間的異步通信，簡化了原始組件中數(shù)據(jù)處理的復雜性，降低了系統(tǒng)耦合度.

1.2.4 EventManager

EventManager類是自定義的事件管理類，在應用程序開發(fā)框架中各個模塊之間的通信是高頻事件，Android系統(tǒng)原始的通信機制較為復雜且耦合度較高，用戶自定義數(shù)據(jù)更不易處理.通過EventManager類提供的事件傳遞接口，開發(fā)者可自定義任意數(shù)據(jù)類型的事件用以不同應用模塊之間的通信，也適用于多線程間的數(shù)據(jù)通信.

1.2.5 DataManager

DataManager類是自定義的數(shù)據(jù)管理類，負責對抽象的數(shù)據(jù)實體類進行統(tǒng)一的管理和緩存操作，將對外接口封裝為統(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類是自定義的工具類，采用單例模式實現(xiàn)，將系統(tǒng)中的常用功能（如字符串解析、時間日期轉(zhuǎn)換、正則匹配等）封裝為全局的靜態(tài)函數(shù)以便在應用模塊中調(diào)用完成輔助功能［3］.

2 通用Android應用開發(fā)框架

2.1 開發(fā)環(huán)境

相對于傳統(tǒng)的Eclipse開發(fā)環(huán)境，Android－Studio開發(fā)環(huán)境具有以下優(yōu)點：

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

2.最新版本的AndroidStudio響應速度更快，運行更為穩(wěn)定.

3.強大的UI編輯器，擺脫了在Eclipse環(huán)境下進行UI編輯的局限性，具有所見即所得的功能.

4.智能提示和補全等功能可極大地提高開發(fā)效率.

5.整合了Gradle構建工具，可更有效地對程序進行配置、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 基礎模塊封裝

對于上層應用開發(fā)者來說，雖然Android系統(tǒng)的應用程序框架層提供了多種開發(fā)組件，但是如果要快速開發(fā)一個具有良好擴展性與可維護性的應用項目，仍然需要對許多復雜的功能進行二次封裝，否則將不能專注于應用框架設計的本身［4］.

在筆者闡述的通用開發(fā)框架中，基礎模塊與關鍵功能性模塊被封裝為類庫，對外統(tǒng)一提供開放性接口，進而可方便開發(fā)者在此基礎上做二次應用開發(fā).這些模塊主要包括以下幾類：

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

2.網(wǎng)絡模塊：提供精簡而統(tǒng)一的網(wǎng)絡通信接口（包括回調(diào)處理方式）以減少網(wǎng)絡通信開發(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，以方便本地與遠程圖片的加載管理.

4.數(shù)據(jù)庫模塊：提供對本地數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)一處理接口以減少繁瑣的原始操作編程.

2.3 MVC框架

對于應用開發(fā)框架而言，良好的可擴展性和低耦合度是開發(fā)高質(zhì)量應用的根基.在筆者闡述的應用開發(fā)架構中，MVC是業(yè)務邏輯、數(shù)據(jù)緩存以及視圖界面之間交互的橋梁，其結構如圖2所示.

圖2 通用框架MVC結構圖

下面著重介紹其中三個模型的作用與設計原理.

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

2.Model數(shù)據(jù)模型：主要通過Entity類做數(shù)據(jù)模型抽象，Dal作為數(shù)據(jù)接口層的作用是進行數(shù)據(jù)緩存以及對外提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問接口.

3.View視圖層：在基礎模塊封裝中通過注解方式與Activity組件進行交互，包括視圖元素訪問和視圖交互事件響應.

此外，為了提高框架的整體功能與可擴展性，在上述三大模塊基礎上設計以下輔助模塊：Net－Manager（網(wǎng)絡管理器，用于統(tǒng)一管理網(wǎng)絡通信協(xié)議類庫）；Utils（工具類庫，用于實現(xiàn)字符串匹配解析、文件處理、字體管理等功能）；Controls（控件類庫，用于通用可移植View控件管理）；EventManager（事件管理器，用于事件驅(qū)動交互管理）.

整體上，通用Android應用開發(fā)框架具有系統(tǒng)耦合度較低、系統(tǒng)擴展性較好、可移植性強且易于維護的優(yōu)點，特別適于具有一定規(guī)模的多人協(xié)作項目的開發(fā)［5］.

3 社團應用設計與實現(xiàn)

3.1 數(shù)據(jù)流抽象

對數(shù)據(jù)流的統(tǒng)一抽象能保證前后端開發(fā)的一致性，而提高開發(fā)效率，則應做到數(shù)據(jù)庫、服務器數(shù)據(jù)模型、通信協(xié)議數(shù)據(jù)模型以及客戶端數(shù)據(jù)模型統(tǒng)一化，以便于進行網(wǎng)絡數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和對象關系映射［6］.根據(jù)對社團活動的需求分析與數(shù)據(jù)抽象化處理的面向?qū)ο笤O計思想，其抽象數(shù)據(jù)類如圖3所示.

3.2 通信協(xié)議

根據(jù)需求分析，社團移動應用中不存在實時性極高的通信需求，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，則應采用面向?qū)ο笏枷耄瑢⒚總€獨立的通信協(xié)議處理器抽象為NetHandler子類對象，由網(wǎng)絡管理器NetManager統(tǒng)一管理，并與業(yè)務邏輯主線程之間通過事件消息機制進行數(shù)據(jù)交互.相應的網(wǎng)絡通信協(xié)議類如圖4所示.

3.3 業(yè)務邏輯

業(yè)務邏輯模塊是社團應用的功能主體部分，主要包括首頁、社團主體、活動主體、公告、個人和管理員等模塊，其中每個模塊又包括若干子模塊，具體列舉分析如下.

1.首頁模塊主要負責用戶的初始引導功能，包括以下幾個子模塊：

（1）滾動歡迎視圖邏輯：用戶首次打開應用時在客戶端調(diào)用優(yōu)化用戶體驗.

（2）用戶注冊邏輯：用戶首次使用應用時需注冊個人信息到服務器端.

（3）用戶登錄邏輯：用戶進入應用時需提交個人信息到服務器端驗證身份登錄.

圖3 抽象數(shù)據(jù)類圖

圖4 網(wǎng)絡通信協(xié)議類圖

2.社團主體模塊用于實現(xiàn)社團各項主要功能，包括以下幾個子模塊：

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

（2）社團詳情邏輯：點擊指定的社團信息可進入社團詳情（包括社團Logo、社團標簽、社團成員信息、社團相冊、社團簡介和社團公告等）.

（3）社團管理邏輯：社長可以進行社團基本信息的修改、圖片的上傳或刪除、社團成員信息的查看、加入或退出社團請求的審批、社團公告的發(fā)布等操作.

（4）社團應用邏輯：社員可以查看社團基本信息與社團成員信息，并發(fā)送退出社團請求；普通用戶僅具有查看社團基本信息與發(fā)送加入社團請求的權限.

3.活動主體模塊用于實現(xiàn)活動各項主要功能，包括以下幾個子模塊：

（1）活動主頁邏輯：所有社團相關的活動信息以列表形式顯示，并以置頂方式顯示推廣中的熱門活動.

（2）活動詳情邏輯：點擊指定的活動信息可進入活動詳情（包括活動Logo、活動標簽、活動成員信息、活動相冊、活動宣傳公告等）.

（3）活動管理邏輯：活動所屬社團的管理員可以進行活動信息的發(fā)布、活動基本信息的修改、活動圖片的發(fā)布、活動成員信息的查看、加入或退出活動請求的審批、社團公告的發(fā)布等操作.

（4）活動應用邏輯：用戶可以查看活動基本信息與成員信息，并可發(fā)送加入或退出活動請求.

（5）公告模塊：實現(xiàn)服務器公告功能，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.

（6）個人信息模塊：實現(xiàn)用戶個人資料管理功能，用戶可編輯個人信息并保存到服務器端，界面如圖6所示.

（7）管理員模塊：提供給社團聯(lián)合會的后臺管理員使用的功能.在該模塊中管理員可以審批所有的創(chuàng)建社團申請，開展社團活動申請，審核成員信息，維護社團數(shù)據(jù).

圖5 社團主界面圖

圖6 用戶信息界面圖

3.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

社團成員包括絕大部分高校師生，服務器端數(shù)據(jù)存儲量較大，在處理數(shù)據(jù)的過程中應采用多節(jié)點數(shù)據(jù)存儲方式將不同類型數(shù)據(jù)分類存儲［8］；此外，在中間層應通過ORM模型與Cache層作為橋接模塊，同時采用分布式服務器方式將邏輯服務器與數(shù)據(jù)分析服務器分離［9］.數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析模塊有以下功能.

1.數(shù)據(jù)統(tǒng)計：統(tǒng)計當前所有用戶、社團、活動的基本數(shù)據(jù)信息；統(tǒng)計每一個社團的訪問率與社團服務的利用率；統(tǒng)計社團活動舉辦頻率與社團活動參與度；統(tǒng)計用戶加入或退出社團活動的信息等.

2.數(shù)據(jù)分析：根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計結果，通過管理層數(shù)據(jù)分析需求模型，實時分析社團熱度、活動效果、用戶活躍度、用戶喜好、營銷推廣效果等項，并通過量化做出衡量指標.

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

4 測試及結論

根據(jù)軟件工程測試流程對開發(fā)完成的應用系統(tǒng)進行測試，具體測試流程如下.

1.功能模塊測試：根據(jù)邏輯劃分編寫測試用例，按照用戶使用流程著重針對網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸速度、資源文件異步加載、UI組件刷新過程、功能邏輯正確性、并發(fā)壓力等部分進行黑盒和白盒測試［］.

2.Android性能測試：使用第三方Android測試工具對社團應用進行性能測試，內(nèi)存測試和CPU測試結果如圖7和圖8所示.

圖7 內(nèi)存測試結果圖

圖8 CPU測試結果圖

測試結果表明，該應用運行穩(wěn)定，通信響應及時，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，達到上線發(fā)布標準.

5 結束語

筆者提出了一種基于Android平臺的通用應用開發(fā)框架，闡述了相關應用開發(fā)的基本設計思想和技術手段；并在此基礎上設計并實現(xiàn)了具有功能完善、性能優(yōu)良的校園社團管理應用.整體上，該框架具有較好的應用性、穩(wěn)定性和擴展性，適合基于Android平臺的中小型項目研發(fā)，具有較好的應用前景.

［1］彭鳳凌，王洪輝.Android手機與內(nèi)網(wǎng)PC通信系統(tǒng)的設計與現(xiàn)實［J］.計算機工程與設計，2013，34（7）：2333－2337.

［2］楊炳保.基于Android的移動云計算技術的研究［J］.計算機技術與發(fā)展，2013，23（8）：52－54.

［3］張長青，晏西國，卜慶凱.基于移動互聯(lián)網(wǎng)的APP與服務器之間的通信設計［J］.青島大學學報，2015，30（2）：5.

［4］蔡菁.基于Android平臺的數(shù)據(jù)同步技術的研究與實現(xiàn)［D］.重慶：重慶郵電大學，2011.

［5］王哲敏.移動互聯(lián)網(wǎng)背景手機服務型APP產(chǎn)品設計分析［J］.工業(yè)設計，2015（08）：65.

［6］李琛.移動互聯(lián)網(wǎng)時代購物APP交互界面設計研究［D］.開封：河南大學，2014.

［7］杜吉志，徐明昆.Android系統(tǒng)內(nèi)存管理研究及優(yōu)化［J］.軟件，2012，24（5）：69－80.

［8］馬越.Android的架構與應用［D］.北京：中國地質(zhì)大學，2008：330－357.

［9］姚昱旻，劉衛(wèi)國.Android的架構與應用開發(fā)研究［J］.計算機系統(tǒng)應用，2008，77（11）：99－111.

［10］高巍.Android操作系統(tǒng)軟件自動化測試方案的設計與實施［D］.北京：北京郵電大學，2012：440－479.

TP311.1

A

1671-9476（2017）02-0127-04

10.13450／j.cnkij.zknu.2017.02.032

2016-11-01；

2016-12-12

周口師范學院青年基金重點項目（No.zknuB3201601）；周口師范學院青年基金重點項目（No.zknuB315204）

王寧（1982－），男，河南周口人，助教，碩士，研究方向為移動計算、圖形學與可視化計算.