基于Android的即時(shí)通訊軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文).pdf

畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)（論計(jì)（論 文）文） 基于基于 android 的即時(shí)通訊軟件的即時(shí)通訊軟件 設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) 專業(yè)年級(jí)專業(yè)年級(jí) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)09級(jí) 學(xué)學(xué) 號(hào)號(hào) 0906010401 姓姓 名名 李 艷 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 婁淵勝 評(píng)評(píng) 閱閱 人人 20132013 年年 6 6 月月 中國(guó)中國(guó) 南京南京 基于 android 的移動(dòng)通信研究 計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 0906010401 李艷 - i - 河 海 大 學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 基于 android 的即時(shí)通訊軟件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) 、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作內(nèi)容（從綜合運(yùn)用知識(shí)、研究方案的設(shè)計(jì)、研究方法 和手段的運(yùn)用、應(yīng)用文獻(xiàn)資料、數(shù)據(jù)分析處理、圖紙質(zhì)量、技術(shù)或觀點(diǎn)創(chuàng)新等方 面詳細(xì)說(shuō)明）： android 是一種基于 linux 的自由及開放源代碼的操作系統(tǒng)，主要使用于便 攜設(shè)備， 如智能手機(jī)和平板電腦， 而即時(shí)通訊 （instant messaging） 是目前 internet 上最為普遍的通訊方式之一。隨著智能手機(jī)的不斷流行，基于 android 的軟件也 越來(lái)越多。本次論文的題目是基于 android 的即時(shí)通訊軟件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。 首先，需要了解 android 系統(tǒng)知識(shí)，包括 android 系統(tǒng)框架、應(yīng)用程序的生 命周期和應(yīng)用組件以及 intent 類和數(shù)據(jù)處理等。 其次， 了解即時(shí)通訊的發(fā)展?fàn)顩r， 即時(shí)通訊協(xié)議大多數(shù)是基于開源的 xmpp 協(xié)議，服務(wù)器端采用開源的 openfire 服務(wù)器，通過(guò) api 框架的 smack 實(shí)現(xiàn)服務(wù)端和客戶端的通信。然后，對(duì) xmpp 協(xié)議、openfire 服務(wù)器和 smack api 進(jìn)行深入了解。在理解了 android 以及相關(guān) 技術(shù)知識(shí)的基礎(chǔ)上， 研究和設(shè)計(jì)即時(shí)通訊系統(tǒng)， 采用客戶端/服務(wù)器的體系架構(gòu)。 在其服務(wù)端采用 mysql 數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；在其客戶端，由于數(shù)據(jù)量較少，因此 采用 android 自身的輕量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)機(jī)制 sharedpreferences。 本系統(tǒng)采用客戶端(c)服務(wù)端(s)架構(gòu)的體系結(jié)構(gòu)， 具有服務(wù)器端和客戶端， 采用開源的 xmpp 協(xié)議作為通訊協(xié)議。 客戶端是基于 android 平臺(tái)進(jìn)行開發(fā)。 通 過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與 internet 網(wǎng)絡(luò)建立連接，通過(guò)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)與 pc 機(jī)客戶端之間的即 時(shí)通訊。客戶端負(fù)責(zé)初始化通信過(guò)程。進(jìn)行即時(shí)通訊時(shí)，由客戶端負(fù)責(zé)向服務(wù)器 發(fā)起創(chuàng)建連接請(qǐng)求。 服務(wù)端采用開源的 openfire 服務(wù)器， 允許多個(gè)客戶端同時(shí)登 錄并且并發(fā)的連接到一個(gè)服務(wù)器上。服務(wù)器對(duì)每個(gè)客戶端的連接進(jìn)行認(rèn)證，對(duì)認(rèn) 證通過(guò)的客戶端創(chuàng)建會(huì)話， 客戶端與服務(wù)器端之間的通訊就在該會(huì)話的上下文中 進(jìn)行。 本即時(shí)通訊系統(tǒng)的功能包括用戶的注冊(cè)和登錄、接收與發(fā)送消息或是附件、 更改用戶狀態(tài)和密碼、添加好友以及注銷，額外的功能包括更換系統(tǒng)界面皮膚。 基于 android 的移動(dòng)通信研究 計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 0906010401 李艷 - ii - 、進(jìn)度安排： 2012 年 12 月 8 日至 2013 年 2 月 28 日，熟悉所研究課題的基本情況和涉及 到的相關(guān)技術(shù)，閱讀相關(guān)的文獻(xiàn)資料，提出初步思路和總體框架。 2013 年 3 月 1 日至 2013 年 3 月 20 日， 熟悉編程環(huán)境， 掌握編程工具應(yīng)用。 2013 年 3 月 20 日至 2013 年 5 月 20 日，編寫和調(diào)試程序。 2013 年 5 月 20 日至 2013 年 6 月 10 日，寫畢業(yè)論文，準(zhǔn)備答辯。 2013 年 6 月 8 日至 2013 年 6 月 9 日，論文評(píng)閱，畢業(yè)答辯。 、主要參考資料： 1 ed burnette 著. 田俊靜,張波,黃湘情 等譯. android 基礎(chǔ)教程(第 3 版)m, 2011-6 2 吳亞峰 索依娜 等著. android 核心技術(shù)與實(shí)例講解m. 電子工業(yè)出版社, 2011-6 3 陳釗. android 程序主要組成部分概述j. 中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品. 2011(17):42 4 李寧 著. android 開發(fā)完全講義(第二版)m. 水利水電出版社. 2012 5 p saint-andre ed. extensible messaging and presence protocol (xmpp): instant messaging and presenceeb/ol /internet-drafts/draft-saintandre-rfc3921bis-07.html, october 24, 2008 6 龐怡 許洪光 姜媛即時(shí)通訊工具現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)分析j. 科技情報(bào)開發(fā)與 經(jīng)濟(jì)，2006(10):169-170 7 劇忻. 基于 mina 開發(fā)高性能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序以實(shí)現(xiàn) xmpp 協(xié)議 openfire 3.3.3 為例j. 重慶工學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）. 2008, 22(10):121-125 8 jack moffitt 著. 楊明軍 譯. xmpp高級(jí)編程使用javascript和jquerym. 清華大學(xué)出版社, 2011-6 9 卡爾佛特 多納霍 著. 周恒民 譯. java tcp/ip socket 編程(原書第二版)m. 機(jī)械工業(yè)出版社, 2009-1 10 張彥 夏清國(guó). jabber/xmpp 技術(shù)的研究與應(yīng)用j. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2007, 7(6) 11 jason kichten 著, 劉建華譯. 用基于 xml 的即時(shí)消息開發(fā) jabbereb/ol. /pdb/dotnet/200701/88917.html 基于 android 的移動(dòng)通信研究 計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 0906010401 李艷 - iii - 12 潘鳳 王華軍 苗放 李剛. 基于 xmpp 協(xié)議和 openfire 的即時(shí)通訊系統(tǒng)的開 發(fā)j. 計(jì)算機(jī)時(shí)代. 2008(3) 13 /builds/smack/docs/latest/javadoc/ 14 馬志強(qiáng) 基于 android 平臺(tái)即使通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)d 北京交通大學(xué)， 2009 15 peter s a.xmpp instant messaging and presenee.rfc 3921 e,2004 16 pankaj jalote 著.羅飛 邵凌霜 等譯.軟件工程導(dǎo)論m.清華大學(xué)出版社, 2012 17 wei-meng lee 著. 何晨光 李洪剛譯. android 編程入門經(jīng)典m. 清華大學(xué) 出版社, 2012-4 18 張海燕. java 多線程技術(shù)在手機(jī)互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用j. 農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息, 2008(3): 97-98 指導(dǎo)教師： ， 年 月 日 學(xué)生姓名： ，專業(yè)年級(jí)： 系負(fù)責(zé)人簽字： ， 年 月 日 基于 android 的移動(dòng)通信研究 計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 0906010401 李艷 - iv - 摘要摘要 隨著移動(dòng)通信與 internet 的飛速發(fā)展以及相互融合， gprs 和 wifi 使智能手 機(jī)連通 internet 成為現(xiàn)實(shí)， 移動(dòng)用戶從而可以享受到 internet 提供的服務(wù)。 同時(shí)， 智能手機(jī)的普及以及性能的提升也為即時(shí)通訊系統(tǒng)從傳統(tǒng)的 pc機(jī)到手機(jī)的移植 提供了良好的條件?，F(xiàn)在，智能手機(jī)的用戶逐漸在擴(kuò)大，基于手機(jī)操作系統(tǒng)的即 時(shí)通訊軟件的需求也越來(lái)越多。 android 是一種基于 linux 的自由及開放源代碼的操作系統(tǒng)，主要使用于便 攜設(shè)備，如智能手機(jī)和平板電腦。xmpp 是基于 xml 的開源的即時(shí)通訊協(xié)議， 因此基于 xmpp 協(xié)議和 android 平臺(tái)開發(fā)即時(shí)通訊系統(tǒng)具有很好的應(yīng)用前景。 本 文是基于 android 的即時(shí)通訊軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。 本文主要工作如下： 1. 簡(jiǎn)述了即時(shí)通訊的研究背景。 介紹了 android 的基本知識(shí)， 包括 android 的特征、體系架構(gòu)、應(yīng)用程序的生命周期和四大應(yīng)用組件，接著又闡述 了基于 android 即時(shí)通訊研究的相關(guān)技術(shù)，進(jìn)一步敘述了即時(shí)通訊的服 務(wù)器 openfire、應(yīng)用的 jar 包 smack 和以之為基礎(chǔ)的 xmpp 協(xié)議。 2. 按照軟件設(shè)計(jì)流程進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)，首先在需求分析中給出系統(tǒng)應(yīng)滿足何 種要求，然后根據(jù)此類要求繪制系統(tǒng)總體流程圖，再結(jié)合 openfire 服務(wù) 器、smack 包和數(shù)據(jù)庫(kù)繪制體系架構(gòu)圖，最后進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在系統(tǒng)設(shè) 計(jì)階段先是數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)，即在服務(wù)器端使用 mysql 數(shù)據(jù)庫(kù)和 android 客 戶端使用輕量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)機(jī)制 sharedpreferences，其次是界面設(shè)計(jì)，這里 使用 intent 機(jī)制實(shí)現(xiàn)界面跳轉(zhuǎn)，再者是各個(gè)模塊的具體功能設(shè)計(jì)，包括 使用的方法和編碼的安排。 3. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，就是部署運(yùn)行本系統(tǒng)并執(zhí)行測(cè)試，將測(cè)試結(jié)果以圖片 的形式在文章中展現(xiàn)出來(lái)。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：android，即時(shí)通訊，openfire，smack，xmpp 協(xié)議 基于 android 的移動(dòng)通信研究 計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 0906010401 李艷 - v - abstract with the rapid development and integration of mobile communication and internet, gprs and wifi make it become reality that the smart phone access to the internet and mobile users can enjoy services provided by internet. with the constant popularity of mobile phones as well as the continuous performance improvement， it is time for instant messaging to transplant from the traditional pc to mobile. additionally, with the users that use smart phone increasing, the requirements of instant messing are becoming more and more. android is an operating system of linux based on free and open source code, mainly used in portable devices, such as smart mobile phone and tablet computer. xmpp which is opened source is an instant communication protocol base on xml. therefore, with xmpp protocol and android platform, the development of instant messaging system has a good prospect. this paper is a study for the instant communication of android system. this paper contains: 1. introducing the background of this study and the basic knowledge of android that contains the android system structure, system architecture, the life cycle and four application components. third, this paper explains the related technology of the instant messaging based on android. it describes openfire which is used as server, the jar package smack and xmpp protocol. 2. the system is designed according to the software design process. first, i should find requirements that the system should meet in the demand analysis. then draw system flow chart. after that, draw system architecture diagram with the openfire server, smack and database. in the period of designing of this system, designing data table must be done firstly. the database of server is mysql and the database of client is sharedpreferences. after that, the skip of ui is realized with intent. then what is done is detail designing of every part, which contains the method that is used and coding. 3. running and testing the system and record the test results. key word: android, instant message, openfire, smack, xmpp protocol. 基于 android 的移動(dòng)通信研究 計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 0906010401 李艷 - vi - 目目 錄錄 第一章 緒論 . 1 1.1 課題背景 1 1.2 本文所做的主要工作 . 1 1.3 論文的組織結(jié)構(gòu) 2 第二章 相關(guān)技術(shù) . 3 2.1 android 系統(tǒng)簡(jiǎn)介 3 2.1.1 android 系統(tǒng)架構(gòu) 3 2.1.2 應(yīng)用程序框架 4 2.1.3 應(yīng)用程序的生命周期 4 2.1.4 android 的應(yīng)用組件 5 2.2 即時(shí)通訊協(xié)議 xmpp 協(xié)議 7 2.2.1 xmpp 協(xié)議網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 8 2.2.2 xmpp 協(xié)議的地址格式 9 2.2.3 xmpp 協(xié)議消息格式 9 2.2.4 xmpp 協(xié)議優(yōu)點(diǎn) 9 2.3 openfire 服務(wù)器 . 10 2.3.1 openfire 優(yōu)點(diǎn) 10 2.3.2 openfire 通信 11 2.4 smack 包 11 2.5 本章小結(jié) 12 第三章 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 13 3.1 系統(tǒng)的需求分析 13 3.2 系統(tǒng)總體流程設(shè)計(jì) . 14 3.3 系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 15 3.4 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) . 16 3.5 系統(tǒng)的界面設(shè)計(jì) 17 3.5.1 主界面設(shè)計(jì) 18 3.5.2 好友界面設(shè)計(jì) 18 3.5.3 設(shè)置界面設(shè)計(jì) 19 3.5.4 頁(yè)面交互設(shè)計(jì) 19 3.6 系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 21 3.6.1 登錄/注銷功能 . 21 3.6.2 注冊(cè)功能 . 23 3.6.3 獲取好友列表功能 24 3.6.4 用戶狀態(tài)功能 25 3.6.5 會(huì)話功能 . 25 3.6.6 更改密碼功能 29 3.6.7 添加好友功能 29 3.6.8 附件瀏覽功能 30 3.6.9 更改界面皮膚功能 30 基于 android 的移動(dòng)通信研究 計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 0906010401 李艷 - vii - 3.7 本章小結(jié) 31 第四章 系統(tǒng)的部署與展示 32 4.1 系統(tǒng)的部署 32 4.2 系統(tǒng)的展示 32 4.2.1 系統(tǒng)的初始狀態(tài) 32 4.2.2 注冊(cè) . 33 4.2.3 登錄 . 34 4.2.4 會(huì)話 . 34 4.2.5 更改用戶狀態(tài) 35 4.2.6 更改密碼 . 35 4.2.7 添加好友 . 36 4.2.8 更改界面皮膚 37 4.2.9 用戶注銷 . 37 4.3 本章小結(jié) 37 第五章 結(jié)語(yǔ) . 38 參考文獻(xiàn) 39 致謝 40 附錄 41 基于 android 的移動(dòng)通信研究 計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 0906010401 李艷 - 1 - 第一章第一章 緒論緒論 1.1 課題背景課題背景 隨著移動(dòng)通信領(lǐng)域的發(fā)展以及互聯(lián)網(wǎng)逐步向移動(dòng)終端的普及，用戶和網(wǎng)絡(luò)對(duì) 移動(dòng)終端的要求也越來(lái)越高，而由于 palmos、symbian 等手機(jī)平臺(tái)過(guò)于封閉， 用戶的需求不能得到很好的滿足， 因此一個(gè)開放性很強(qiáng)的平臺(tái)成為市場(chǎng)迫的切需 要。 android 是一種基于 linux 的自由及開放源代碼的操作系統(tǒng)， android 使用剛 剛在編譯的 dalvik 虛擬機(jī)運(yùn)行 dalvik 字節(jié)碼，通常是從 java 字節(jié)碼翻譯，主要 應(yīng)用于移動(dòng)設(shè)備，如智能手機(jī)和平板電腦，由 google 公司和開放手機(jī)聯(lián)盟領(lǐng)導(dǎo) 及開發(fā)。尚未有統(tǒng)一中文名稱，中國(guó)大陸地區(qū)較多人使用“安卓”或“安致”。 android 操作系統(tǒng)最初由 andy rubin 團(tuán)隊(duì)開發(fā)，主要支持手機(jī)，2005 年 8 月由 google 收購(gòu)注資。2007 年 11 月，google 與 84 家硬件制造商、軟件開發(fā)商 及電信營(yíng)運(yùn)商組建開放手機(jī)聯(lián)盟共同研發(fā)改良 android 系統(tǒng)。隨后 google 以 apache 開源許可證的授權(quán)方式，發(fā)布了 android 的源代碼。第一部 android 智能 手機(jī)發(fā)布于 2008 年 10 月。 android 逐漸擴(kuò)展到平板電腦及其他領(lǐng)域上， 如電視、 數(shù)碼相機(jī)、游戲機(jī)等。 即時(shí)通訊(instant messaging，簡(jiǎn)稱 im)是一個(gè)終端服務(wù)，允許兩人或多人使 用網(wǎng)絡(luò)即時(shí)地傳遞文字信息、檔案、語(yǔ)音與視頻交流。即時(shí)通訊根據(jù)裝載的對(duì)象 分為 pc 即時(shí)通訊與手機(jī)即時(shí)通訊，根據(jù)使用用途又可分為網(wǎng)站即時(shí)通訊和企業(yè) 即時(shí)通訊；視頻、網(wǎng)站即時(shí)通訊如 qq、msn 等應(yīng)用形式，手機(jī)即時(shí)通訊如短 信。大部分的即時(shí)通訊提供的功能有在線提醒、顯示好友名單、顯示好友是否在 線、能否與好友進(jìn)行交談等。與 e-mail 的不同，即時(shí)通訊的交談是即時(shí)的。即 時(shí)通訊在近幾年發(fā)展特別迅速，其功能也日益豐富，由 pc 客戶端發(fā)展到移動(dòng)客 戶端， 漸漸發(fā)展成一個(gè)綜合化信息平臺(tái)， 國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上知名的即時(shí)通訊工具有微信、 qq、中國(guó)移動(dòng)飛信等。 1.2 本文所做的主要工作本文所做的主要工作 本文主要工作如下： 1）通過(guò)閱讀各種關(guān)于 android 和即時(shí)通訊的相關(guān)書籍、 期刊、 文獻(xiàn)等資料， 了解 android 的基礎(chǔ)知識(shí)與即時(shí)通訊的基礎(chǔ)知識(shí)； 2）熟悉掌握基于 android 操作系統(tǒng)的各種應(yīng)用程序開發(fā)，以及掌握即時(shí)通 訊軟件的開發(fā)； 基于 android 的移動(dòng)通信研究 計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 0906010401 李艷 - 2 - 3）在熟悉兩種開發(fā)之后，運(yùn)用相關(guān)技術(shù)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于 android 的即時(shí)通 訊軟件，該軟件要求的功能包括用戶的登錄與注銷、用戶注冊(cè)、添加好 友、接收/發(fā)送消息與附件和更改用戶密碼等功能。 1.3 論文的組織結(jié)構(gòu)論文的組織結(jié)構(gòu) 本文首先分析了系統(tǒng)的研究背景，介紹了當(dāng)前 android 操作系統(tǒng)、即時(shí)通訊 軟件的發(fā)展現(xiàn)狀。在摘要中簡(jiǎn)述了本論文的主要內(nèi)容。 第一章給出了基于 android 即時(shí)通訊研究的背景，包括 android 背景和即時(shí) 通訊的背景。 第二章具體介紹了android 系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)和其他基于android即時(shí)通訊軟 件的設(shè)計(jì)的相關(guān)技術(shù)知識(shí)。 android 系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)包括它的系統(tǒng)架構(gòu)， activity 運(yùn)行的生命周期。android 包含的四大組件為活動(dòng)（activity）、服務(wù)（server）、 廣播接收器（broadcastreceiver)和內(nèi)容供應(yīng)商（contentprovider）?；?android 的即時(shí)通訊研究的相關(guān)技術(shù)包括xmpp協(xié)議、 openfire服務(wù)器和smack包。 xmpp 協(xié)議是使用 xml 作為消息傳遞中介的發(fā)送接收處理消息的協(xié)議。openfire 是采 用 java 開發(fā)的開源的實(shí)時(shí)協(xié)作服務(wù)器， 它基于 xmpp 協(xié)議。 smack 是一個(gè) xmpp 協(xié)議的 java 實(shí)現(xiàn)，提供一套可擴(kuò)展的 api，是客戶端與服務(wù)器端傳遞消息的媒 介。 第三章介紹了 android 端的即時(shí)通訊軟件的設(shè)計(jì)，首先給出了需求設(shè)計(jì)，據(jù) 此得出系統(tǒng)的總體流程圖，將系統(tǒng)劃分成模塊，然后結(jié)合 openfire 與 smack 畫 出系統(tǒng)的體系架構(gòu)圖， 展示系統(tǒng)與服務(wù)器間的交互。之后主要講解了客戶端的數(shù) 據(jù)設(shè)計(jì)，采用 sharedpreferences 保存數(shù)據(jù)；在界面設(shè)計(jì)部分，簡(jiǎn)單介紹了幾個(gè)主 要界面的設(shè)計(jì)以及各個(gè)界面的交互流程。最后在功能設(shè)計(jì)部分，詳述了各個(gè)功能 的具體設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，采用哪些類的哪些方法，同時(shí)給出相應(yīng)的流程圖和代碼以便加 深理解。 第四章是系統(tǒng)的部署與展示，從注冊(cè)、登錄、會(huì)話、更改用戶狀態(tài)、更改密 碼、添加好友和更改系統(tǒng)界面皮膚等方面進(jìn)行了展示。 第五章則是結(jié)語(yǔ)，總結(jié)了本文的主要研究?jī)?nèi)容和研究成果，還包括一些有待 改進(jìn)的地方。 基于 android 的移動(dòng)通信研究 計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 0906010401 李艷 - 3 - 第二章第二章 相關(guān)技術(shù)相關(guān)技術(shù) 2.1 android 系統(tǒng)簡(jiǎn)介系統(tǒng)簡(jiǎn)介 2.1.1 android 系統(tǒng)架構(gòu)系統(tǒng)架構(gòu) android 的系統(tǒng)架構(gòu)和其操作系統(tǒng)一樣，采用了分層的架構(gòu)如圖 2.1 所示。 android 操作系統(tǒng)大致可以在 4 個(gè)主要層面上分為以下 5 個(gè)部分1： linux 內(nèi)核（linux kernel）這是 android 所基于的核心。這一層包 括了一個(gè) android 設(shè)備的各種硬件組件的所有底層設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。 庫(kù) （libraries） 包括了提供 android 操作系統(tǒng)的主要功能的全部代碼。 例如，sqlite 庫(kù)提供了支持應(yīng)用程序進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)。webkit 庫(kù) 為瀏覽 web 提供了眾多功能。 android 運(yùn)行時(shí)（android runtime）它與庫(kù)同處一層，提供了一組核 心庫(kù)， 可以使開發(fā)人員使用java編程語(yǔ)言來(lái)寫 android應(yīng)用程序。 android 運(yùn)行時(shí)還包括 dalvik 虛擬機(jī)，這使得每個(gè) android 應(yīng)用程序都在它自己 的進(jìn)程中運(yùn)行，都擁有一個(gè)自己的 dalvik 虛擬機(jī)實(shí)例（android 應(yīng)用程 圖 2.1 android 系統(tǒng)架構(gòu)圖 基于 android 的移動(dòng)通信研究 計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 0906010401 李艷 - 4 - 序被編譯成 dalvik 可執(zhí)行文件）。dalvik 是特別為 android 設(shè)計(jì)，并為 內(nèi)存和 cpu 受限的電池供電的移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行過(guò)優(yōu)化的專門的虛擬機(jī)。 應(yīng)用程序框架 （application framework） 對(duì)應(yīng)用程序開發(fā)人員公開了 android 操作系統(tǒng)的各種功能，使他們可以在應(yīng)用程序中使用這些功能。 應(yīng)用程序（applications）在這個(gè)最頂層中，可以找到 android 設(shè)備 自帶的應(yīng)用程序（例如電話、聯(lián)系人、瀏覽器等），以及可以從 android market 應(yīng)用程序商店下載和安裝的應(yīng)用程序。開發(fā)人員所寫的應(yīng)用程序 都處于這一層。 2.1.2 應(yīng)用程序框架應(yīng)用程序框架 android 使新穎的和開發(fā)極其豐富的應(yīng)用程序成為可能，通過(guò)提供一個(gè)開放 的開發(fā)平臺(tái)。開發(fā)人員可以自由地訪問位置信息、使用設(shè)備的硬件、設(shè)置鬧鐘、 運(yùn)行后臺(tái)服務(wù)、添加狀態(tài)欄的提示等等。 同時(shí)，如同使用核心應(yīng)用程序一樣，開發(fā)人員可以隨意地使用框架的 api 來(lái)實(shí)現(xiàn)自己的功能，應(yīng)用程序框架對(duì)組件之間的重用做了簡(jiǎn)化。在 android 平臺(tái) 下， 任何應(yīng)用程序都可以發(fā)布自己的功能模塊，其他的應(yīng)用程序依據(jù)一定的安全 限制就可以無(wú)阻礙地訪問這些模塊。同時(shí)，這種機(jī)制還允許用戶隨意更換組件。 2.1.3 應(yīng)用程序應(yīng)用程序的生命周期的生命周期 應(yīng)用程序進(jìn)程從創(chuàng)建到結(jié)束的全過(guò)程便是應(yīng)用程序的生命周期。 與其他系統(tǒng) 不同的是， android 應(yīng)用程序的生命周期是不受進(jìn)程自身控制的， 而是由 android 系統(tǒng)來(lái)決定的。一般情況下，android 系統(tǒng)會(huì)根據(jù)應(yīng)用程序?qū)τ脩舻闹匾约爱?dāng) 前系統(tǒng)的負(fù)載來(lái)決定生命周期的長(zhǎng)短。 android 系統(tǒng)將所有的進(jìn)程大致分為以下 5 類進(jìn)行管理2。 1、前臺(tái)進(jìn)程 前臺(tái)進(jìn)程，即當(dāng)前正在前臺(tái)運(yùn)行的進(jìn)程，說(shuō)明用戶當(dāng)前正通過(guò)該進(jìn)程與系統(tǒng) 進(jìn)行交互， 所以該進(jìn)程為最重要的進(jìn)程， 除非系統(tǒng)的內(nèi)存已經(jīng)到不堪重負(fù)的情況， 否則系統(tǒng)是不會(huì)將該進(jìn)程中止的。 2、可見進(jìn)程 可見進(jìn)程一般還是顯示在屏幕中，但是用戶并沒有直接與之進(jìn)行交互。例如 某個(gè)應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)，根據(jù)用戶的操作正在顯示某個(gè)對(duì)話框，此時(shí)對(duì)話框后面的 進(jìn)程便可視為可見進(jìn)程。該進(jìn)程對(duì)用戶來(lái)說(shuō)同樣是非常重要的進(jìn)程，除非為了保 證前臺(tái)進(jìn)程的正常運(yùn)行，否則 android 系統(tǒng)一般不會(huì)將該進(jìn)程中止的。 3、服務(wù)進(jìn)程 基于 android 的移動(dòng)通信研究 計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 0906010401 李艷 - 5 - 服務(wù)進(jìn)程便是擁有 server 的進(jìn)程， 該進(jìn)程一般是在后臺(tái)為用戶提供服務(wù)的， 例如音樂播放器的播放、后臺(tái)的任務(wù)管理等。一般情況下，android 系統(tǒng)是不會(huì) 將其中斷的，除非系統(tǒng)的內(nèi)存已經(jīng)達(dá)到崩潰的邊緣，必須通過(guò)釋放該進(jìn)程才能保 證前臺(tái)進(jìn)程的正常運(yùn)行，才可能將其中止。 4、后臺(tái)進(jìn)程 該進(jìn)程一般對(duì)用戶的作用不大，缺少該進(jìn)程并不會(huì)影響用戶對(duì)系統(tǒng)的體驗(yàn)。 所以如果系統(tǒng)需要中止某個(gè)進(jìn)程才能保證系統(tǒng)正常運(yùn)行， 那么有非常大的幾率將 該進(jìn)程中止。 5、空進(jìn)程 空進(jìn)程是對(duì)用戶沒有任何作用的進(jìn)程，該進(jìn)程一般是為了緩存機(jī)制服務(wù)的， 當(dāng)系統(tǒng)需要中止某個(gè)進(jìn)程以保證系統(tǒng)的正常服務(wù)時(shí)，會(huì)首先將該進(jìn)程中止。 2.1.4 android 的應(yīng)用組件的應(yīng)用組件 1、activity android 中，activity 主要用于表現(xiàn)功能，是所有程序的根本，所有程序的 流程都運(yùn)行在 activity 之中。在 android 的程序當(dāng)中，activity 一般代表手機(jī)屏 幕的一屏。 一般一個(gè) android 應(yīng)用是由多個(gè) activity 組成的， 這多個(gè) activity 之 間可以進(jìn)行相互跳轉(zhuǎn)，例如：按下一個(gè) button 按鈕后，可能會(huì)跳轉(zhuǎn)到其他的 activity。和網(wǎng)頁(yè)跳轉(zhuǎn)稍微有些不一樣的是，activity 之間的跳轉(zhuǎn)可能有返回值， 例如：從 activity a 跳轉(zhuǎn)到 activity b，那么當(dāng) activity b 運(yùn)行結(jié)束的時(shí)候，有 可能會(huì)給 activity a 一個(gè)返回值。當(dāng)打開一個(gè)新的屏幕時(shí)，之前一個(gè)屏幕會(huì)被置 為暫停狀態(tài)，并且壓入歷史堆棧中。用戶可以通過(guò)回退操作返回到以前打開過(guò)的 屏幕?？梢赃x擇性的移除一些沒有必要保留的屏幕，因?yàn)?android 會(huì)把每個(gè)應(yīng)用 從開始到當(dāng)前的每個(gè)屏幕保存在堆棧中3。activity 的生命周期如圖 2.2 所示。 activity 的生命周期主要包含三個(gè)狀態(tài)： 1） 運(yùn)行態(tài) 處于運(yùn)行態(tài)的 activity 擁有焦點(diǎn)，正在與用戶進(jìn)行交互，該狀態(tài)的 activity 可以為用戶提供信息并接受用戶的事件響應(yīng)。 2） 暫停態(tài) 處于暫停態(tài)的 activity 失去焦點(diǎn)，一般被運(yùn)行態(tài)的 activity 所替代，當(dāng)前臺(tái) 顯示的 activity 不是全屏?xí)r，可以看見此狀態(tài)下的 activity。 3） 停止態(tài) 處于停止態(tài)的 activity 沒有焦點(diǎn)，并且是不可見的，系統(tǒng)隨時(shí)可以將其釋放 掉。 基于 android 的移動(dòng)通信研究 計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 0906010401 李艷 - 6 - 2、service service 是 android 系統(tǒng)中的一種組件， 它時(shí)后臺(tái)運(yùn)行服務(wù)4， 不提供界面呈 現(xiàn)，但可以和其他組件進(jìn)行交互。service 是沒有界面的長(zhǎng)生命周期的代碼，也 是一種程序，可以運(yùn)行很長(zhǎng)時(shí)間，但卻沒有用戶界面。service 可以在多場(chǎng)合的 應(yīng)用中使用，比如檢測(cè) sd 卡上文件的變化， 比如播放多媒體的時(shí)候用戶啟動(dòng)了 其他的 activity，這個(gè)時(shí)候程序要在后臺(tái)繼續(xù)播放，再比如在后臺(tái)記錄地理信息 位置的改變等等。 開啟 service 有兩種方式： 1) startservice 方式啟動(dòng) 當(dāng) activity 調(diào)用 startservice 方法啟動(dòng) service 時(shí)，會(huì)依次調(diào)用 oncreate 和 onstart 方法來(lái)啟動(dòng) service， 而當(dāng)調(diào)用 stopservice 方法結(jié)束 service 時(shí)， 又會(huì)調(diào)用 ondestroy 方法結(jié)束 service。service 同樣可以在自身調(diào)用 stopself 或 stopservice 方法來(lái)結(jié)束 service。 2) bindservice 方式啟動(dòng) 另一種啟動(dòng)方式是調(diào)用 bindservice 方法啟動(dòng) service，此時(shí)會(huì)依次調(diào)用 oncreate 和 onbind 方法啟動(dòng) service。而當(dāng)通過(guò) unbindservice 方法結(jié)束 service 時(shí)，則會(huì)依次調(diào)用 onunbind 和 ondestroy 方法。 圖 2.2 activity 的生命周期圖 基于 android 的移動(dòng)通信研究 計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 0906010401 李艷 - 7 - 3、broadcastreceiver 在 android 中，broadcast 是一種廣泛運(yùn)用的在應(yīng)用程序之間傳輸信息的機(jī) 制，用于接收廣播。而 broadcastreceiver 是對(duì)發(fā)送出來(lái)的 broadcast 進(jìn)行過(guò)濾接 受并響應(yīng)的一類組件。 可以使用 broadcastreceiver 來(lái)讓應(yīng)用對(duì)一個(gè)外部的事件做 出響應(yīng)。 在broadcastreceiver的使用過(guò)程中， 首先在intent 中封裝將需要廣播的消息， 然后通過(guò)調(diào)用 sendbroadcast()、sendorderedbroadcast()和 sendbroadcast()三種方 法中一種將intent 廣播出去， 再通過(guò)intentfilter 對(duì)象來(lái)過(guò)濾所發(fā)送的實(shí)體intent， 最后重寫 onreceive。 注冊(cè) broadcastreceiver 對(duì)象的方式有兩種，一種是在 androidmainfest.xml 中聲明，另一種是在 java 代碼中設(shè)置。 4、contentprovider contentprovider 是用來(lái)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序之間數(shù)據(jù)共享的類。 當(dāng)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)共 享時(shí)， 一般使用 contentprovider 為需要共享的數(shù)據(jù)定義一個(gè) uri， 然后其他應(yīng)用 程序通過(guò) context 獲得 contentresolver 并將數(shù)據(jù)的 uri 傳入即可。 vider 包含一些 contentprovider，這些 contentprovider 是 android 系統(tǒng)為一些常用的數(shù)據(jù)創(chuàng)建的。 只要有相應(yīng)的權(quán)限，自己開發(fā)的應(yīng)用程序就可以 訪問這些數(shù)據(jù)。 對(duì)于 contentprovider 而言，最重要的就是數(shù)據(jù)模型和 uri。 數(shù)據(jù)模型contentprovider 為所有需要共享的數(shù)據(jù)創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)表， 在表中，每一行表示一條記錄，而每一列代表某個(gè)數(shù)據(jù)，并且其中每一 條數(shù)據(jù)記錄都有一個(gè)“_id”字段，它是用來(lái)標(biāo)識(shí)每條數(shù)據(jù)的。 uri每個(gè) contentprovider 都會(huì)對(duì)外提供一個(gè)公開的 uri 來(lái)標(biāo)識(shí)自己 的數(shù)據(jù)集， 當(dāng)管理多個(gè)數(shù)據(jù)集時(shí)， 將會(huì)為每個(gè)數(shù)據(jù)集分配一個(gè)獨(dú)立地 uri， 所有的 uri 都以“content:/”開頭。 2.2 即時(shí)通訊協(xié)議即時(shí)通訊協(xié)議 xmpp 協(xié)議協(xié)議 xmpp（extensible messaging and presence protocol，可擴(kuò)展的消息與出席協(xié) 議）是一種基于 xml 的傳遞出席信息（presence）和消息路由的協(xié)議5，它為不 同的網(wǎng)絡(luò)之間互聯(lián)提供了一種安全而簡(jiǎn)單的編程語(yǔ)言，是 jabber 系統(tǒng)的基礎(chǔ)， ietf 成立了 xmpp 工作組并已發(fā)布了若干項(xiàng)草案6。它是一種公開的協(xié)議，有 很多 im 都使用了 xmpp。 xmpp 是目前主流的四種 im 協(xié)議之一， 其他三種協(xié)議分別為： impp （instant messaging and presence protocol） 、 prim （presence and instant messaging protocol） 和 simple（sip for instant messaging and presence leveraging extensions）。在 基于 android 的移動(dòng)通信研究 計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 0906010401 李艷 - 8 - 這四種協(xié)議中，xmpp 是最靈活的。xmpp 是一種基于 xml 的協(xié)議，它繼承了 xml 的靈活性和可擴(kuò)展性。因此，基于 xmpp 的應(yīng)用也同樣具有超強(qiáng)的靈活性 和可擴(kuò)展性。 經(jīng)過(guò)擴(kuò)展后的 xmpp 可以通過(guò)發(fā)送擴(kuò)展的信息來(lái)處理用戶的需求， 以及在 xmpp 的頂端建立如內(nèi)容發(fā)布系統(tǒng)和基于地址的服務(wù)等應(yīng)用程序。 而且， xmpp 包含了針對(duì)服務(wù)器端的軟件協(xié)議，使之能與另一端進(jìn)行通話，這使得開發(fā) 者更容易建立客戶應(yīng)用程序或給一個(gè)系統(tǒng)添加功能。 xmpp 的前身是 jabber，一個(gè)開源形式組織產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)即時(shí)通信協(xié)議7。目 前 ietf 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織完成了 xmpp 的標(biāo)準(zhǔn)化工作。 標(biāo)準(zhǔn)化的核心結(jié)果分為以下 兩部分： 核心的 xml 流傳輸協(xié)議； 基于 xml 流傳輸?shù)募磿r(shí)通訊擴(kuò)展應(yīng)用。 由于 xml 流傳輸協(xié)議的定義， 使得 xmpp 能夠在一個(gè)比以往網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議 更規(guī)范的平臺(tái)上。同時(shí)，xmpp 的協(xié)議之所以能夠非常漂亮，也是因?yàn)?xml 易 于解析和閱讀的特性。 xmpp 的即時(shí)通訊擴(kuò)展應(yīng)用部分是根據(jù) ietf 在這之前對(duì)即時(shí)通訊的一個(gè)抽 象定義的， 與其他已經(jīng)得到廣泛使用的即時(shí)通訊協(xié)議 （諸如 qq 等） 有功能完整、 完善等先進(jìn)性。 2.2.1 xmpp 協(xié)議網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) xmpp 的特點(diǎn)是將復(fù)雜性從客戶端轉(zhuǎn)移到服務(wù)器端， 它的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖 2.3 所示。這使得客戶端編寫變得非常容易，更新系統(tǒng)功能也同樣變得容易。xmpp 中定義了三個(gè)角色：xmpp 客戶端、xmpp 服務(wù)器和網(wǎng)關(guān)8。在這三者的任意兩 個(gè)之間，通信能夠雙向發(fā)生。 服務(wù)器：同時(shí)承擔(dān)了連接管理和信息的路由功能以及客戶端信息記錄； 客戶端：通過(guò) tcp 套接字9與 xmpp 服務(wù)器進(jìn)行通信； 網(wǎng)關(guān)：負(fù)責(zé)與異構(gòu)即時(shí)通信系統(tǒng)的互聯(lián)互通。 圖 2.3 xmpp 協(xié)議網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖 基于 android 的移動(dòng)通信研究 計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 0906010401 李艷 - 9 - 2.2.2 xmpp 協(xié)議的地址格式協(xié)議的地址格式 xmpp 協(xié)議的核心是一種類似與電子郵件的邏輯地址方案， 在 jabber 系統(tǒng)中， 這一地址被稱為 jabber id10，每個(gè)客戶端都需要擁有一個(gè)地址標(biāo)識(shí)用于定位。 地址標(biāo)識(shí)的格式如下： nodedomain/resource 例如：/spark 上述例子可以解釋為：在 服務(wù)器注冊(cè)的 charley 用戶，且使用 spark 客戶端軟件登錄。資源(resource)是用來(lái)識(shí)別屬于用戶的位置或設(shè)備等，一 個(gè)用戶可以同時(shí)以多個(gè)客戶端與同一個(gè) xmpp 服務(wù)器連接。 用戶地址標(biāo)識(shí)的認(rèn)證由提供 xmpp 服務(wù)的服務(wù)器執(zhí)行。例如，注冊(cè)于 gmail 服務(wù)器的賬號(hào)由 gmail 服務(wù)器進(jìn)行驗(yàn)證,其他服務(wù)器發(fā)往 域名的數(shù) 據(jù)包均通過(guò)域名查詢與服務(wù)間驗(yàn)證后發(fā)往 gmail 服務(wù)器，而不用考慮 gmail 服 務(wù)器與下屬賬號(hào)間的通信。 2.2.3 xmpp 協(xié)議消息格式協(xié)議消息格式 xmpp 傳輸?shù)氖桥c即時(shí)通訊相關(guān)的指令。以前的傳輸指令方式分別是：使用 純文本指令加空格加參數(shù)加換行符的方式傳輸，例如 msn；使用 2 進(jìn)制的形式 傳輸這些指令，例如 qq。然而 xmpp 傳輸?shù)募磿r(shí)通訊指令的邏輯與以往相仿， 只是協(xié)議的形式變成了 xml 格式的純文本。 這樣， 不但解析容易， 閱讀也容易， 開發(fā)和查錯(cuò)也變得方便了。而 xmpp 的核心部分就是一個(gè)在網(wǎng)絡(luò)上分片斷發(fā)送 xml 的流協(xié)議。它是 xmpp 的即時(shí)通訊指令的傳遞基礎(chǔ)，也是一個(gè)非常重要的 可以被進(jìn)一步利用的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)協(xié)議。所以，xmpp 用 tcp 傳輸?shù)氖?xml 流。 xmpp 協(xié)議包括三個(gè)頂層 xml 元素：presence、message 和 iq。 presence 用來(lái)表示用戶的狀態(tài)，如在線、離線等等，當(dāng)用戶改變自己的 狀態(tài)時(shí)，就會(huì)插入一個(gè) presence 元素在數(shù)據(jù)流的上下文中，用來(lái)表示用 戶現(xiàn)在的狀態(tài)。 message 用來(lái)表示傳輸?shù)南ⅲ?dāng)用戶發(fā)送一條消息時(shí)，就會(huì)插入一個(gè) message 元素在流的上下文中，中間包含用戶發(fā)送的相關(guān)信息。 iq 用來(lái)表示一種請(qǐng)求響應(yīng)機(jī)制，從一個(gè)實(shí)體發(fā)送請(qǐng)求，另外一個(gè)實(shí)體 接受請(qǐng)求并進(jìn)行響應(yīng)。 2.2.4 xmpp 協(xié)議優(yōu)點(diǎn)協(xié)議優(yōu)點(diǎn) 1、開放：xmpp 協(xié)議是自由、開放和公開的，并且易于了解，而且在客戶 端、服務(wù)器、組件和源碼庫(kù)等方面，都已經(jīng)各自有多種實(shí)現(xiàn)。 基于 android 的移動(dòng)通信研究 計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 0906010401 李艷 - 10 - 2、證實(shí)可用：第一個(gè) jabber(現(xiàn)在 xmpp)技術(shù)是 jeremie miller 在 1998 年開 發(fā)的，現(xiàn)在已經(jīng)相當(dāng)穩(wěn)定；此后，數(shù)以百計(jì)的開發(fā)者為 xmpp 技術(shù)而努力?，F(xiàn) 今的互聯(lián)網(wǎng)上， 可以看到更多的 xmpp 服務(wù)器， 同時(shí)也有更多的人們使用 xmpp 即時(shí)通訊軟件。 3、標(biāo)準(zhǔn)：互聯(lián)網(wǎng)工程工作小組（ietf）已經(jīng)將 jabber 的核心 xml 流協(xié)議 以 xmpp 之名正式列為認(rèn)可的實(shí)時(shí)通信及 presence 技術(shù)11。而 xmpp 的技術(shù)規(guī) 格已被定義在 rfc 3920 及 rfc 3921。任何 im 供應(yīng)商在遵循 xmpp 協(xié)議下，都 可與 google talk 實(shí)現(xiàn)連接。 4、安全：任何 xmpp 協(xié)議的服務(wù)器都可以獨(dú)立于公眾 xmpp 網(wǎng)絡(luò)，另一方 面，在 xmpp 的技術(shù)規(guī)格中，內(nèi)置了 sasl 及 tls 等技術(shù)以確保安全性能。 5、分布式：xmpp 網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)和電子郵件十分相像。xmpp 核心協(xié)議通信 方式是先創(chuàng)建一個(gè) stream， xmpp 以tcp 傳遞xml數(shù)據(jù)流， 沒有中央主服務(wù)器， 任何人都可以運(yùn)行自己的 xmpp 服務(wù)器，使個(gè)人及組織能夠掌控他們的即時(shí)通 訊體驗(yàn)。 6、 可擴(kuò)展：xmpp 的數(shù)據(jù)傳輸基于 xml 格式，可擴(kuò)展性強(qiáng)。xmpp