基于Android平臺的即時通信系統(tǒng)客戶端設計

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計， 具有針對性移動設備的Dalvik 虛擬機。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系統(tǒng)的客戶端解決方案。
 

　　1   系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

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

　　2   客戶端設計

　　系統(tǒng)客戶端主要實現(xiàn)與服務器端進行通信， 向服務器發(fā)送和接收相應的請求， 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   客戶端設計結構

　　系統(tǒng)客戶端， 采用MVC 模式來進行構建， MVC 模式中應用系統(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， 負責View 和Model 之間的流程控制， 客戶端MVC 結構如圖1 所示。采用MV C 模式架構進行設計，可以將視圖層與邏輯代碼以及數(shù)據模型層進行分離， 實現(xiàn)系統(tǒng)的松散耦合， 便于系統(tǒng)的維護和代碼的重用。同時， 在Android 中， 視圖層可以通過定義XML 文件的方式來設計用戶界面， 在數(shù)據模型層提供了Co ntent Pr ovider類來屏蔽底層具體的存儲設備細節(jié)， 從而使應用系統(tǒng)具有良好的數(shù)據遷移性。

圖1  客戶端MVC 結構圖

2. 2   應用模塊框架

　　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文件來實現(xiàn)客戶端的用戶界面。Android 應用程序與用戶打交道的基本功能單位是活動（ Activity ） , 它通過調用方法setContentView （ ） 加載視圖資源顯示。運行于后臺的應用程序可以通過Ser vice 來進行設計， 通過Binder 機制， 與相關的活動綁定在一起， 系統(tǒng)應用模塊架構如圖2 所示。

圖2  應用模塊框架圖[!--empirenews.page--]2. 3   數(shù)據存儲

　　客戶端采用Andr oid 平臺自身所帶的SQLite 數(shù)據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， 讓應用程序直接使用能夠屏蔽數(shù)據庫差異性， 提供一致界面的contentPro vider 所提供的界面函數(shù)。

　　2. 4   實現(xiàn)主要功能

　　系統(tǒng)客戶端主要實現(xiàn)以下功能：

　　（ 1） 注冊用戶： 填寫相關的個人信息進行注冊， 向服務器提交后服務器返回相應的信息；

　?。?2） 系統(tǒng)設置： 對系統(tǒng)的一些選項進行相應的設置；

　?。?3） 用戶設置： 對用戶基本信息和一些Jabber 選項進行設置；

　?。?4） 登錄和注銷： 選擇相應的服務， 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 語句進行傳輸?shù)模?而具體的消息內容則嵌入在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 消息進行解析。XMPP協(xié)議中的XML 語句是一種樹型結構， 解析XMPP 協(xié)議的過程即對樹的遍歷， 節(jié)點的名字就是屬性的名字， 節(jié)點的值就是屬性的值。在解析中， 只對主要消息元素進行解析， 主要解析XMPP 協(xié)議的3 個頂層元素< message/>  、< Presence/  >和< iq/  >所包含的內容以及包含錯誤信息的元素<erro r/ > 。解析完后， 封裝， 供應用模塊進行調用；

　?。?2） 加密模塊。加密模塊對發(fā)送和接收的消息進行加解密， 以確保通訊數(shù)據的安全。該加密機制是分兩步完成的， 首先將二進制碼轉換成BASE64 碼。在轉換成BASE64 碼之后， 再進行加密， 加密算法由各網絡實體建立會話時通過TLS 協(xié)商。

　?。?3） 即時通信模塊?？蛻舳送ㄟ^GPRS 無線網絡采用TCP 協(xié)議連接到Openfire 服務器， 通過服務器作為即時通信平臺， 實現(xiàn)客戶端與客戶端之間即時通信。

　　為了解決T CP 在連接服務器的過程中， 等待服務器響應時間過長， 易造成程序暫停， 系統(tǒng)假死現(xiàn)象。在與服務器的通信過程中采取了多線程的方式， 使用3 個線程， 分別負責消息發(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)組進行分組， 加密后， 分別嵌入到XML 語句中進行傳輸。接收圖片時， 將收到的各個子字符串轉換為字節(jié)數(shù)組并進行解密， 最后進行組合， 還原成原來的圖片， 供用戶瀏覽。

　?。?5） 音樂播放。音樂播放通過調用MediaPlayer實現(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 ） 的庫實現(xiàn)的， 為了構建一個MediaPlay er 程序， 上層還包含基于Android 基本庫中的Binder 機制的進程間通訊等內容。

　　（ 6） 圖片瀏覽。圖片瀏覽主要用android. Graphics類包實現(xiàn)， 這個類包提供了如畫布、點和矩形等底層圖形工具， 可直接的在屏幕上進行繪制。從文件系統(tǒng)中把所需要的圖片讀入到內存中， 轉化成" . 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)性得到廣泛的應用。移動通信的即時通信服務把手機的短信和手機移動互聯(lián)網完美地結合起來， 用戶通過移動設備終端， 能便捷地與他人進行實時信息交流。利用本設計方案， 可以實現(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、應用空間。