胡俊平，譚 穎，熱依汗古麗·艾爾肯

(西南民族大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，四川 成都 610041)

隨著信息技術(shù)的成熟，尤其是移動互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展和快速普及[1]，“互聯(lián)網(wǎng)+”在各領(lǐng)域產(chǎn)生了革命性的影響.共享經(jīng)濟也在此背景下孕育而生且已快速發(fā)展起來，現(xiàn)今正以狂風(fēng)暴浪之勢席卷全球，這種經(jīng)濟模式越來越被更多的人所接受，通過共享資源來解決其在工作、學(xué)習(xí)、生活等各方面的需求，共享將逐漸作為安排工作、學(xué)習(xí)、生活的重要首選.在國外，以Uber、Airbnb為代表的一系列共享經(jīng)濟服務(wù)企業(yè)改變著人們的生活方式.在國內(nèi)，共享經(jīng)濟也迅速涌現(xiàn)出滴滴、Mobike等一批追隨者，給人們出行帶來了極大方便[2].

改革開放以后，我國經(jīng)濟得到了質(zhì)的飛躍，人民生活質(zhì)量日益提高，消費能力增強，同時必需面對社會閑置產(chǎn)能過剩的問題.大眾生活多元化，所需資源豐富多彩，信息多種多樣，但由于信息不對稱，導(dǎo)致大量資源閑置利用率不高.

本項目選取本人居住的華陽社區(qū)進行研究，設(shè)計并開發(fā)一款資訊共享APP——樂助，聯(lián)結(jié)資源供需雙方，整合居民閑置資源，降低居民獲取信息的成本和在一定程度上減少信息的不對稱.借鑒“閑置資源—暫時轉(zhuǎn)移使用權(quán)—獲取收益”的模式[3]，實現(xiàn)鄰里互助，資源共享[4].

1 相關(guān)技術(shù)

1.1 iOS系統(tǒng)

在眾多的移動終端操作系統(tǒng)中，iOS系統(tǒng)高度封閉，軟件下載來源較為單一，保證其比市面上的其他系統(tǒng)更為安全.iOS系統(tǒng)均是運行在蘋果設(shè)備之上，軟硬件可以高度配合，為此運行更為流暢和穩(wěn)定[5]，系統(tǒng)扁平化設(shè)計，界面簡潔，美觀，輕量……優(yōu)點多如繁星，受到眾多用戶的青睞，占據(jù)著移動市場的半邊天.“樂助”APP基于iOS平臺設(shè)計與開發(fā)，具有極大的優(yōu)勢.

1.2 JAVA

JAVA是面向?qū)ο笳Z言中使用較為廣泛且在寫后端方面優(yōu)勢突出，JAVA自帶虛擬機使得其具有平臺獨立性的特質(zhì)，能適用于多中平臺；JAVA的結(jié)構(gòu)完整，它省去了多繼承、指針的概念、運算符重載等，使得語法較為簡單；JAVA設(shè)計語言專門設(shè)計了垃圾自動回收機制，它會自動回收不再被任何對象引用或持有的垃圾空間，節(jié)約大量人為釋放空間的成本.

1.3 MySQL

數(shù)據(jù)存儲則采取MySQL數(shù)據(jù)庫.MySQL是比較好用的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，亦是目前市面上廣為使用的開源數(shù)據(jù)庫.MySQL內(nèi)配置的SQL語言是針對數(shù)據(jù)庫訪問時最常用的標(biāo)準(zhǔn)化語言[6]，支持SQL Server的遷移，支持對 Java、C＃、PHP 等的 API，以及通過 Memcached的API以及NoSQL訪問InnoDB所帶來的更好的開發(fā)速度[7].MySQL廣泛應(yīng)用于網(wǎng)站、嵌入式應(yīng)用、大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域.

2 系統(tǒng)模塊設(shè)計

本設(shè)計是基于iOS平臺的社區(qū)資訊共享服務(wù)“樂助”iPhone應(yīng)用軟件.手機客戶端通過無線訪問點連接服務(wù)器端進行通信來實現(xiàn)社區(qū)用戶在客戶端的各種操作.用Objective-C語言來編寫出手機客戶端，而服務(wù)器端則由JAVA語言與MySQL數(shù)據(jù)庫結(jié)合來編寫.兩者通過HTTP和UDP協(xié)議進行通訊，傳遞信息全部采用JSON格式[8].

2.1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)采用經(jīng)典的B/S三層模式，即數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層及表示層，它們從三個層面負(fù)擔(dān)了整個系統(tǒng)的正常運行工作[9]，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示.表示層向應(yīng)用層發(fā)送HTTP請求并顯示應(yīng)用層響應(yīng)的JSON數(shù)據(jù)；應(yīng)用層主要響應(yīng)表示層的HTTP請求、處理業(yè)務(wù)邏輯及對數(shù)據(jù)層返回的數(shù)據(jù)格式化處理；數(shù)據(jù)層則主要是響應(yīng)服務(wù)層及擔(dān)任整個應(yīng)用的數(shù)據(jù)倉庫[10].

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Fig.1 Structure of system as a whole

2.2 系統(tǒng)模塊設(shè)計

項目組成員多次深入華陽社區(qū)，實地采訪居民，獲取第一手需求.本系統(tǒng)包含的4個主要模塊:用戶管理模塊、資源管理模塊、訂單管理模塊、反饋/投訴管理模塊.它們各司其職，獨立承擔(dān)不同的職責(zé)，最終卻又組合成一個完整的華陽社區(qū)咨詢服務(wù)“樂助”系統(tǒng)，具體的功能劃分如圖2所示.

圖2 系統(tǒng)功能劃分圖Fig.2 Functional division of the system

2.2.1 用戶管理模塊

用戶管理模塊主要承擔(dān)的任務(wù)是:用戶注冊、實名認(rèn)證、用戶登錄驗證等工作.用戶注冊時，系統(tǒng)會實時驗證當(dāng)前賬號是否被注冊過、是否包含非法字符，驗證通過后直接將當(dāng)前注冊成功的新用戶存入到用戶數(shù)據(jù)庫中；因本系統(tǒng)中涉及用戶的財產(chǎn)安全，必須設(shè)置實名認(rèn)證功能，目前是系統(tǒng)管理員人工驗看身份證信息；在用戶登錄環(huán)節(jié)，該模塊主要是對賬號和密碼進行校驗，防止惡意登錄；在用戶注冊成為會員后，該模塊還提供修改個人信息功能，允許用戶根據(jù)自己的需求在平臺的要求下可以修改自己個人信息.

2.2.2 資源管理模塊

資源管理模塊是整個系統(tǒng)的核心模塊，承擔(dān)著審核用戶上傳的閑置資源信息、審核用戶資源訴求信息、對資源信息的增刪改查等重要任務(wù).用戶分享的閑置資源是平臺的核心功能，必須對資源的名稱、類型、型號、服務(wù)價格等信息做嚴(yán)格的審核，保證資源信息的真實性；與此類似，必須對用戶發(fā)布在平臺上的資源訴求的類型、描述、價格等信息做篩選，將違法、違規(guī)、不符合平臺協(xié)議的訴求駁回；閑置資源和資源訴求成功存入數(shù)據(jù)庫中后，就涉及到信息的增刪改查操作，這也是資源管理模塊的核心功能.

2.2.3 訂單管理模塊

訂單管理模塊主要是對資源流通過程中狀態(tài)變化的管理，監(jiān)管資源的流通狀態(tài).首先，對新提交的訂單進行審核，校對用戶填寫的收貨地址、收貨人等信息，確保訂單能被正確接收；其次，新訂單審核通過后，該模塊負(fù)責(zé)監(jiān)控訂單的接單、取消訂單、付款、收貨、雙方互評等一系列狀態(tài).

2.2.4 反饋/投訴管理模塊

反饋/投訴管理模塊主要目的是為了收集用戶對平臺的使用情況的信息，通過分析用戶的反饋和投訴，定期增加或刪減平臺的功能，改善用戶體驗度.

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

系統(tǒng)均在 Mac環(huán)境中進行研發(fā)，客戶端是在Xcode8.3編碼工具上編寫完成，而服務(wù)端則是使用JAVA和MySQL組合的模式開發(fā)，所有技術(shù)都比較成熟，得到業(yè)界的認(rèn)可，平臺運行的概要流程如圖3所示.

3.1 服務(wù)端

3.1.1 數(shù)據(jù)庫

該系統(tǒng)的設(shè)計過程中用到了Core Data和MySQL兩種數(shù)據(jù)庫.Core Data將數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建、表的創(chuàng)建、對象和表的轉(zhuǎn)換等操作封裝起來，開發(fā)人員在對數(shù)據(jù)庫操作時，不需要使用SQL語句，極大的簡化了操作，廣受蘋果公司的推崇，用于蘋果客戶端緩存數(shù)據(jù)[11].MySQL的核心程序采用完全的多線程編程，有一個非常靈活而且安全的權(quán)限和口令系統(tǒng)，且可支持多種操作系統(tǒng)平臺，適合用于服務(wù)器端保存用戶信息[12].

通過對咨詢分享服務(wù)系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求的分析，抽象出四個主要實體:用戶、閑置資源、資源需求、服務(wù)訂單.根據(jù)用戶發(fā)布的內(nèi)容不同，分為兩個主線，畫出兩個不同的局部視圖.首先，確定兩個視圖的范圍；其次，確定每個部分的實體；而后，需要識別出這些實體間的聯(lián)系；最后，分配實體以及實體間聯(lián)系的屬性.最終畫出如圖4所示的(a)發(fā)布閑置資源E-R圖和(b)發(fā)布資源需求E-R圖.

圖3 系統(tǒng)運行流程圖Fig.3 Flow chart of system operation

圖4 系統(tǒng)主要E-R圖Fig.4 The main E-R chart of system

在分析清楚邏輯設(shè)計的基礎(chǔ)之上，將E-R圖轉(zhuǎn)化成二維關(guān)系表格.本系統(tǒng)中最核心的數(shù)據(jù)是存儲在用戶表(tbl_User)和閑置資源表(tbl_Resource)，兩張表的物理結(jié)構(gòu)如表1和表2所示.

用戶表、閑置資源表中的內(nèi)容都是動態(tài)生成，注冊成功一個用戶生成一條用戶數(shù)據(jù)，用戶發(fā)布一個閑置資源則生成一條閑置資源數(shù)據(jù)，這部分?jǐn)?shù)據(jù)直接由代碼自動添加到數(shù)據(jù)表中，系統(tǒng)管理員也可以直接在數(shù)據(jù)表視圖中主動添加.根據(jù)需求，部分?jǐn)?shù)據(jù)需要管理員提前導(dǎo)入，如資源類型、需求類型、付款方式等.

表1 用戶基本信息表Table 1 tbl_User

表2 閑置資源信息表Table 2 tbl_Resource

3.1.2 JAVA部分

JAVA程序運行在服務(wù)器端，承擔(dān)系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯的處理工作，是分析數(shù)據(jù)的關(guān)鍵部分，是連接客戶端和數(shù)據(jù)庫的紐帶.在本研究中JAVA程序承擔(dān)對數(shù)據(jù)庫的增刪改查操作、數(shù)據(jù)的校驗及消息的輪詢功能，它作為功能層的核心元素是整個系統(tǒng)更具有智能化的特征.以下就以用戶上傳閑置資源為例做簡要說明，具體流程如圖5所示.

圖5 用戶上傳閑置資源流程Fig.5 Flow chart of user upload idle resource

如圖5所示，服務(wù)端首先打開接收客戶端數(shù)據(jù)模式；第二步是JAVA部分接收到用戶端上傳的閑置資源數(shù)據(jù)；第三步是JAVA部分先對數(shù)據(jù)進行整合分析；第四步JAVA處理邏輯部分對數(shù)據(jù)進行校驗，若是合法數(shù)據(jù)則直接將數(shù)據(jù)自動添加到數(shù)據(jù)庫中，否則反饋到客戶端提示用戶重新填寫資源數(shù)據(jù)；第五步是判斷數(shù)據(jù)是否成功添加到數(shù)據(jù)庫中，若添加成功則反饋到客戶端提示用戶數(shù)據(jù)已提交成功，流程結(jié)束，否則重新再將數(shù)據(jù)添加到數(shù)據(jù)庫中.

用戶上傳資源需求的流程也與閑置資源的上傳流程類似，此處不再贅述.以上就是JAVA程序部分在客戶端與數(shù)據(jù)庫交互及處理業(yè)務(wù)邏輯所發(fā)揮的主要作用.

3.1.3 客戶端與服務(wù)端通信

①客戶端根據(jù)HTTP和UDP傳輸協(xié)議向服務(wù)器傳輸數(shù)據(jù)

用戶編輯完聊天內(nèi)容點擊發(fā)送按鈕后，將消息內(nèi)容、消息類型、發(fā)送者ID、接收者ID等必填參數(shù)按照HTTP傳輸協(xié)議傳遞給服務(wù)器，此時根據(jù)第三方網(wǎng)絡(luò)框架AFNetworking的回調(diào)函數(shù)監(jiān)聽服務(wù)器返回的數(shù)據(jù)，采取不同的操作.

用戶根據(jù)UDP傳輸協(xié)議接受對方消息，成功接收到UDP消息后主動給消息服務(wù)器推送一條接收成功的信息，告訴消息服務(wù)器不用在推送該條消息.與此同時，解析出UDP消息中所包含的消息ID，通過消息ID再次向服務(wù)器發(fā)起HTTP請求，獲取該條消息詳細(xì)參數(shù).

②服務(wù)器端返回數(shù)據(jù)

服務(wù)器接收到客戶端發(fā)送的消息.第一步，根據(jù)事先約定的消息傳送規(guī)則及組合規(guī)則檢查消息，若通過檢測則直接存入消息數(shù)據(jù)庫中，并向客戶端傳回消息存儲成功的標(biāo)志；若檢測失敗，則數(shù)據(jù)不入庫，并返回失敗標(biāo)志；第二步，消息存儲成功后，消息輪詢服務(wù)器會自動讀取消息表中的數(shù)據(jù)，并將本條消息的ID、發(fā)送者ID及接收者ID重新包裝對外發(fā)送UDP消息，直到對應(yīng)的用戶接收到該條消息為止，或者一定的時間后自動取消對該條消息的發(fā)送，節(jié)約輪詢服務(wù)器資源.

3.2 客戶端

3.2.1 客戶端整體功能劃分

根據(jù)系統(tǒng)模塊設(shè)計，客戶端的功能模塊劃分為:首頁、發(fā)布、訂單、消息、個人中心.首頁模塊主要是用于資源列表的展示、APP使用導(dǎo)航、搜索資源等；發(fā)布模塊分為直播發(fā)布和圖文發(fā)布，要求用戶按照平臺協(xié)議填寫所要發(fā)布的閑置資源和資源需求的詳細(xì)信息；訂單模塊展示正在進行的訂單和預(yù)約訂單列表，即只展示未完成的服務(wù)訂單；消息模塊主要展示系統(tǒng)消息和私聊消息，系統(tǒng)消息顯示的是平臺的各種通知信息(如更新消息、公告)，私聊消息顯示的是用戶之間溝通資源詳情的信息；個人中心模塊則展示個人基本資料、實名認(rèn)證、歷史訂單等等信息.客戶端具體功能模塊劃分如圖6所示.

圖6 客戶端整體功能劃分Fig.6 Functional division of the client

3.2.2 注冊界面

注冊界面主體使用UITableView控件，自定義了UITableViewCell控件顯示用戶信息，利用UITextField控件接收用戶填寫的信息，調(diào)用了系統(tǒng)相機和系統(tǒng)相冊選擇上傳身份證照片，用UIImageView控件展示身份證照片.布局采用手寫UI，xib和storyboard三種方式嵌套使用，整體布局使用storyboard，單頁面布局使用xib，細(xì)節(jié)布局直接手寫UI[13].

3.2.3 直播分享資源

本項目直播功能主要是用于直播分享閑置資源和直播發(fā)布資源需求，由于直播開發(fā)技術(shù)難度大，成本高昂，本項目組選擇使用三方視頻服務(wù).

目前市面上比較流行的視頻服務(wù)提供商有阿里云視頻、騰訊云視頻、七牛直播云等，經(jīng)過綜合對比，本項目最終選擇了七牛直播云.七牛進入直播領(lǐng)域做直播解決方案較早，直播技術(shù)較為成熟，它走精品路線，側(cè)重于提供直播服務(wù).由于七牛提供詳細(xì)完整的開發(fā)文檔、一對一QQ群技術(shù)支持，本項目組只花了一天時間就將直播功能集成成功，大大節(jié)約開發(fā)時間.

3.2.4 聊天功能

客戶端聊天實現(xiàn)使用GitHub上的第三方框架CocoaAsyncSocket中的 GCDAsyncUdpSocket，該框架是基于Socket編程，是用UDP協(xié)議進行通信的一組編程接口[14]，本地聊天數(shù)據(jù)緩存使用蘋果自帶的Core Data數(shù)據(jù)庫.

聊天分為兩種形式:程序在前臺運行和程序在后臺掛起，兩種聊天形式對數(shù)據(jù)的處理方式截然不同.

程序在前臺運行:用戶發(fā)送聊天消息是通過HTTP協(xié)議實現(xiàn)；消息發(fā)送成功之后將本條消息存入客戶端本地數(shù)據(jù)庫中，以便以后調(diào)用聊天記錄；用戶接收消息是通過UDP協(xié)議實現(xiàn)，成功接收到消息后直接存入客戶端本地數(shù)據(jù)庫中，然后再在聊天界面顯示 接收到的消息，消息傳遞的具體流程如圖7所示.

圖7 程序在前臺運行時消息的發(fā)送流程Fig.7 The sending process of the message when the program runs in the foreground

程序在后臺掛起:用戶不能發(fā)送消息，只能接收來自蘋果信息推送服務(wù)(APNS)的消息[15].由于蘋果嚴(yán)格控制程序后臺掛起時間，消息不能被及時的存入到客戶端本地數(shù)據(jù)庫中；當(dāng)客戶端接收到APNS的推送消息后，用戶點擊通知欄消息重新激活掛起的程序，進入到應(yīng)用程序中查看消息詳情，此時會重新向服務(wù)器請求APNS推送的消息，存入客戶端本地數(shù)據(jù)庫，顯示在聊天界面中.之后的消息操作流程與程序在前臺運行時一致.APNS的機制如圖8所示.

圖8 蘋果遠(yuǎn)程推送機制Fig.8 Apple remote push mechanism

4 系統(tǒng)測試

系統(tǒng)功能性測試主要是對平臺的各個功能點進行驗證，在平臺正式上線之前盡早發(fā)現(xiàn)平臺中可能存在地問題.測試方法基本是通過設(shè)計一些合適的測試用例，驗證平臺的各項功能是否能按照最初的平臺設(shè)計正常運行.

4.1 測試環(huán)境

客戶端主要是運行在iPhone手機上，需要適配iPhone各個屏幕尺寸以及兼容市面上流行的多個iOS系統(tǒng)版本，根據(jù)測試地不同目的選擇對應(yīng)地測試環(huán)境:

①測試手機:iPhone SE，iPhone 6/6Plus，iPhone 7/7Plus，iPhone 8/8Plus，iPhone X 等機型.

②系統(tǒng)版本:iOS 9，iOS 10，iOS 11，iOS 11.2 等版本.

③網(wǎng)絡(luò)模式:3G，4G，WIFI.

4.2 測試內(nèi)容

根據(jù)“樂助”的功能設(shè)計，“樂助”APP為社區(qū)居民提供了發(fā)布閑置資源和資源需求，聯(lián)結(jié)資源供需雙方地的功能.當(dāng)小區(qū)居民注冊成為“樂助”的會員，資源擁有者就可以發(fā)布閑置資源提供給資源需求方，整合居民閑置資源，降低居民獲取信息的成本.本文主要選取注冊登錄模塊、發(fā)布模塊、訂單模塊的測試過程進行闡述.

1)注冊登錄模塊

用戶首次使用“樂助”APP時，點擊注冊按鈕，跳轉(zhuǎn)到注冊頁面，填寫注冊信息，點擊提交按鈕，將注冊信息發(fā)送到服務(wù)器驗證是否合法，服務(wù)器會給出相應(yīng)的結(jié)果，客戶端再展示給用戶.成為會員之后，再次登錄APP直接輸入已注冊的帳號和密碼，將登錄信息上傳到服務(wù)器驗證是否合法，服務(wù)給出相應(yīng)結(jié)果，客戶端再展示給用戶.注冊登錄功能模塊測試用例如表3所示.

表3 注冊登錄測試用例Table 3 login test cases

2)發(fā)布模塊

發(fā)布模塊，給用戶提供圖文和直播發(fā)布閑置資源和資源需求的功能，表4是用戶發(fā)布閑置資源和資源需求功能模塊的測試用例.

表4 發(fā)布測試用例Table 4 Release test cases

3)訂單模塊

訂單模塊是整個系統(tǒng)的核心模塊，該模塊為用戶提供接單、取消訂單、付款、確認(rèn)收貨、送回資源、評價等一系列功能.表5是訂單功能模塊的測試用例.

表5 訂單測試用例Table 5 Order test cases

4.3 測試結(jié)果分析

根據(jù)以上測試，“樂助”APP所有功能模塊能夠正常運行，基本上能滿足用戶分享資源，尋找資源需求的功能.APP的界面能夠適配iPhone SE，iPhone 6/6 Plus，iPhone 7/7Plus，iPhone 8/8Plus，iPhone X 的市面上流行的iPhone機型.APP在iOS 10、iOS 11和iOS 11.2系統(tǒng)上能夠正常運行，在iOS 9系統(tǒng)上直播功能運行略微卡頓.在3G、4G、WIFI網(wǎng)絡(luò)模式情況下，注冊登錄、訂單功能、圖文發(fā)布功能可以正常使用，直播發(fā)布功能只能在4G、WIFI網(wǎng)絡(luò)模式下使用.

根據(jù)測試結(jié)果分析，“樂助”APP滿足提出的業(yè)務(wù)需求，性能達到可以接受的范圍，不存在明顯的內(nèi)存泄露問題，能夠達到預(yù)期目標(biāo).

5 結(jié)束語

本文基于iOS平臺的華陽社區(qū)資訊共享服務(wù)“樂助”APP連接了閑置資源供需雙方，為雙方直觀明了地描述資源的供需細(xì)節(jié)而提供直播服務(wù)，而聊天服務(wù)則是為雙方更進一步地溝通供需訴求提供更及時、更便捷的方式.

隨著服務(wù)人數(shù)的增加和服務(wù)小區(qū)范圍的擴大，對用戶的真實身份鑒別難度隨之加大，難以全面可靠地保證用戶分享出去的財產(chǎn)安全.下一個版本的“樂助”著重對用戶真實身份的鑒別、用戶信譽的評價制度、用戶間的相互監(jiān)督方面進行完善；其次是根據(jù)用戶的反饋意見增加或者調(diào)整部分功能，為用戶提供更安全、更便捷的共享服務(wù)；最后，隨著用戶基數(shù)增大，基于平臺上產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量引入大數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法及機器學(xué)習(xí)算法，分析用戶偏好，預(yù)測用戶需求，給用戶提供個性化推薦服務(wù)，與用戶建立密切關(guān)系.盡本團隊的一切努力，為用戶打造一個鄰里互助、資源共享的面向社區(qū)的小眾綠色生態(tài)圈.

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