Linux操作系統(tǒng)的Android手機(jī)的即時通信系統(tǒng)客戶端的解決方案介紹

引言

Android 是Google 推出的一個基于Linux 操作系統(tǒng)， 包含底層框架， 中間件和開發(fā)環(huán)境的一套平臺系統(tǒng)。它支持流行的組件式程序設(shè)計， 具有針對性移動設(shè)備的Dalvik 虛擬機(jī)。瀏覽器核心是基于開源的WebKit 引擎， 對基于HTML 的各種語言具有良好的支持。圖像引擎使用基于openGLES1. 0 的三維圖形庫。本文的研究目的就是基于Android 平臺， 提出一種能為多種移動客戶端提供即時通信服務(wù)系統(tǒng)的客戶端解決方案。

1 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

Android 的應(yīng)用開發(fā)使用Java 語言環(huán)境下Android 應(yīng)用開發(fā)工具和API 接口，包括支持各種分辨率的設(shè)備模擬器、調(diào)試工具、內(nèi)存及性能分析圖表和Eclipse 集成開發(fā)環(huán)境插件在內(nèi)的方便快捷的開發(fā)環(huán)境。

2 客戶端設(shè)計

系統(tǒng)客戶端主要實(shí)現(xiàn)與服務(wù)器端進(jìn)行通信， 向服務(wù)器發(fā)送和接收相應(yīng)的請求， 完成即時通信的過程。開發(fā)的客戶端基于Jabber 協(xié)議[ 4] , 可以實(shí)現(xiàn)用戶注冊和登錄、即時消息處理、好友的分組管理、在線狀態(tài)的監(jiān)視等功能。

2. 1 客戶端設(shè)計結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)客戶端， 采用MVC 模式來進(jìn)行構(gòu)建， MVC 模式中應(yīng)用系統(tǒng)被分成3 個部分： 模型（ Model） 、視圖（ View） 和控制器（ Contr oller）。View 向用戶展示模型的狀態(tài)以及控制信息， Cont roller 作為控制器， 負(fù)責(zé)View 和Model 之間的流程控制， 客戶端MVC 結(jié)構(gòu)如圖1 所示。采用MV C 模式架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，可以將視圖層與邏輯代碼以及數(shù)據(jù)模型層進(jìn)行分離， 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的松散耦合， 便于系統(tǒng)的維護(hù)和代碼的重用。同時， 在Android 中， 視圖層可以通過定義XML 文件的方式來設(shè)計用戶界面， 在數(shù)據(jù)模型層提供了Co ntent Pr ovider類來屏蔽底層具體的存儲設(shè)備細(xì)節(jié)， 從而使應(yīng)用系統(tǒng)具有良好的數(shù)據(jù)遷移性。

圖1 客戶端MVC 結(jié)構(gòu)圖

2. 2 應(yīng)用模塊框架

Android 中用戶界面允許采用定義XML 文件或編寫代碼建立。通過定義XML 文件來設(shè)計用戶界面便于代碼理解和重用， 效率較高。故系統(tǒng)選用定義XML文件來實(shí)現(xiàn)客戶端的用戶界面。Android 應(yīng)用程序與用戶打交道的基本功能單位是活動（ Activity ） , 它通過調(diào)用方法setContentView （ ） 加載視圖資源顯示。運(yùn)行于后臺的應(yīng)用程序可以通過Ser vice 來進(jìn)行設(shè)計， 通過Binder 機(jī)制， 與相關(guān)的活動綁定在一起， 系統(tǒng)應(yīng)用模塊架構(gòu)如圖2 所示。

圖2 應(yīng)用模塊框架圖

2. 3 數(shù)據(jù)存儲

客戶端采用Andr oid 平臺自身所帶的SQLite 數(shù)據(jù)庫來存儲用戶信息以及即時通信聊天信息， 使用文件存儲設(shè)備SDear d 來存儲圖片和音樂。使用contentPr ov ider 將SQLite 資料庫系統(tǒng)封裝起來， 讓應(yīng)用程序直接使用能夠屏蔽數(shù)據(jù)庫差異性， 提供一致界面的contentPro vider 所提供的界面函數(shù)。

2. 4 實(shí)現(xiàn)主要功能

系統(tǒng)客戶端主要實(shí)現(xiàn)以下功能：

（ 1） 注冊用戶： 填寫相關(guān)的個人信息進(jìn)行注冊， 向服務(wù)器提交后服務(wù)器返回相應(yīng)的信息；

（ 2） 系統(tǒng)設(shè)置： 對系統(tǒng)的一些選項(xiàng)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置；

（ 3） 用戶設(shè)置： 對用戶基本信息和一些Jabber 選項(xiàng)進(jìn)行設(shè)置；

（ 4） 登錄和注銷： 選擇相應(yīng)的服務(wù)， 輸入用戶名和密碼， 登錄即時通信系統(tǒng)， 或注銷用戶， 退出本系統(tǒng)；

（ 5） 分組管理： 可以創(chuàng)建新的分組， 對分組信息進(jìn)行修改或刪除；

（ 6） 好友管理： 可以添加好友至某個分組， 修改好友的備注信息， 刪除好友；

（ 7） 好友信息： 登錄后， 可以按照分組查看所有好友的信息；

（ 8） 信息發(fā)送： 登錄后可給某位好友發(fā)送信息， 如果好友離線， 信息暫存于服務(wù)器中， 待其上線后接收；

（ 9） 信息接收： 接收好友發(fā)送過來的信息， 并顯示；

（ 10） 查看聊天記錄： 可查看與某位好友的聊天記錄。

3 主要模塊設(shè)計

系統(tǒng)的即時通信采用XMPP 協(xié)議， XMPP 是基于XML 的協(xié)議。在系統(tǒng)的即時通信過程中， 通信信息都是以XML 語句進(jìn)行傳輸?shù)模?而具體的消息內(nèi)容則嵌入在XML 元素中。系統(tǒng)主要包括解析、加密、即時通信、圖片傳輸、音樂播放、圖片瀏覽等模塊， 各模塊設(shè)計如下：

（ 1） 解析模塊。系統(tǒng)采用Android 平臺上提供的org . xmlpull. vl 解析包對XML 消息進(jìn)行解析。XMPP協(xié)議中的XML 語句是一種樹型結(jié)構(gòu)， 解析XMPP 協(xié)議的過程即對樹的遍歷， 節(jié)點(diǎn)的名字就是屬性的名字， 節(jié)點(diǎn)的值就是屬性的值。在解析中， 只對主要消息元素進(jìn)行解析， 主要解析XMPP 協(xié)議的3 個頂層元素< message/> 、< Presence/? >和< iq/? >所包含的內(nèi)容以及包含錯誤信息的元素 。解析完后， 封裝， 供應(yīng)用模塊進(jìn)行調(diào)用；

（ 2） 加密模塊。加密模塊對發(fā)送和接收的消息進(jìn)行加解密， 以確保通訊數(shù)據(jù)的安全。該加密機(jī)制是分兩步完成的， 首先將二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換成BASE64 碼。在轉(zhuǎn)換成BASE64 碼之后， 再進(jìn)行加密， 加密算法由各網(wǎng)絡(luò)實(shí)體建立會話時通過TLS 協(xié)商。

（ 3） 即時通信模塊。客戶端通過GPRS 無線網(wǎng)絡(luò)采用TCP 協(xié)議連接到Openfire 服務(wù)器， 通過服務(wù)器作為即時通信平臺， 實(shí)現(xiàn)客戶端與客戶端之間即時通信。

為了解決T CP 在連接服務(wù)器的過程中， 等待服務(wù)器響應(yīng)時間過長， 易造成程序暫停， 系統(tǒng)假死現(xiàn)象。在與服務(wù)器的通信過程中采取了多線程的方式， 使用3 個線程， 分別負(fù)責(zé)消息發(fā)送、接收和心跳信息的發(fā)送。

（ 4） 圖片傳輸。從文件系統(tǒng)中讀入圖片后， 將圖片轉(zhuǎn)換成". png" 的格式， 寫入到字節(jié)輸出流中。由于圖片信息相對于通信文本信息要大很多， 因此采用分組傳輸?shù)姆绞剑?對字節(jié)數(shù)組進(jìn)行分組， 加密后， 分別嵌入到XML 語句中進(jìn)行傳輸。接收圖片時， 將收到的各個子字符串轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)組并進(jìn)行解密， 最后進(jìn)行組合， 還原成原來的圖片， 供用戶瀏覽。

（ 5） 音樂播放。音樂播放通過調(diào)用MediaPlayer實(shí)現(xiàn)的。Andro id 的Media Player 包含了Audio 和Video 的播放功能。MediaPlayer 在底層上是基于OpenCore（ PaeketVideo ） 的庫實(shí)現(xiàn)的， 為了構(gòu)建一個MediaPlay er 程序， 上層還包含基于Android 基本庫中的Binder 機(jī)制的進(jìn)程間通訊等內(nèi)容。

（ 6） 圖片瀏覽。圖片瀏覽主要用android. Graphics類包實(shí)現(xiàn)， 這個類包提供了如畫布、點(diǎn)和矩形等底層圖形工具， 可直接的在屏幕上進(jìn)行繪制。從文件系統(tǒng)中把所需要的圖片讀入到內(nèi)存中， 轉(zhuǎn)化成" . png "的圖片格式， 然后在不同的用戶界面中， 使圖片以不同的形式顯示。

4 結(jié)語

近年來， Android 系統(tǒng)由于其開源性、易開發(fā)性得到廣泛的應(yīng)用。移動通信的即時通信服務(wù)把手機(jī)的短信和手機(jī)移動互聯(lián)網(wǎng)完美地結(jié)合起來， 用戶通過移動設(shè)備終端， 能便捷地與他人進(jìn)行實(shí)時信息交流。利用本設(shè)計方案， 可以實(shí)現(xiàn)在Andr oid 操作系統(tǒng)上完成即時通信系統(tǒng)客戶端的開發(fā)， 具有較大的發(fā)展、應(yīng)用空間。