陳 煜，周榮輝

（西南交通大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，成都 610031）

在移動(dòng)終端技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)不斷發(fā)展與融合的今天，手機(jī)已從簡單的通話工具發(fā)展為集PDA、互動(dòng)游戲、高分辨率攝像、移動(dòng)視聽于一體的全功能通信、數(shù)據(jù)處理工具，手機(jī)上的信息存儲(chǔ)量也越來越多。但Android平臺(tái)自身并不提供資源管理器功能，提供的應(yīng)用程序接口（API）很簡單。因此，需要開發(fā)實(shí)用的Android手機(jī)文件管理器，以滿足廣大用戶對(duì)資源管理的需求。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

Android是基于Linux 2.6內(nèi)核的開源手機(jī)操作系統(tǒng)，其全面的計(jì)算服務(wù)和豐富的功能支持，完全有能力擴(kuò)展到移動(dòng)電話市場以外，發(fā)展前景非常廣闊。

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)層次介紹

Android 的系統(tǒng)架構(gòu)主要分為4層[1]，從高到低分別是：（1）由運(yùn)行在Dalvik 虛擬機(jī)上的應(yīng)用程序組成的應(yīng)用層；（2）由開發(fā)人員可以直接調(diào)用的組件所組成的應(yīng)用框架層；（3）對(duì)應(yīng)用框架層提供支撐的系統(tǒng)運(yùn)行庫層；（4）包括驅(qū)動(dòng)模型、內(nèi)存管理、進(jìn)程管理、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧等組件的Linux內(nèi)核層，它依賴于 Linux 2.6 內(nèi)核，也同時(shí)作為硬件和軟件棧之間的抽象層。根文件系統(tǒng)使用rootfs，數(shù)據(jù)及文件使用yaffs2，是專門為NAND和NOR存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)的文件系統(tǒng)。文件管理器在整個(gè)Android系統(tǒng)架構(gòu)中的層次如圖1。

圖1 文件管理器在整個(gè)系統(tǒng)中的架構(gòu)層次

1.2 文件管理器的功能及開發(fā)環(huán)境

類似于PC中的資源管理器，為實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)于手機(jī)文件資源管理的需求，手機(jī)文件管理器需要實(shí)現(xiàn)的功能主要有文件系統(tǒng)瀏覽，目錄跳轉(zhuǎn)，對(duì)文件執(zhí)行復(fù)制、移動(dòng)等文件管理操作，調(diào)用其他應(yīng)用對(duì)特定文件執(zhí)行相關(guān)操作，文件搜索，文件管理器參數(shù)設(shè)置及其它設(shè)置桌面快捷方式、設(shè)置鈴聲等輔助功能。文件管理器的手機(jī)用戶用例圖如圖2。

圖2 手機(jī)用戶用例圖

本應(yīng)用基于Android SDK 2.1 平臺(tái)，以Eclipse為集成開發(fā)環(huán)境，選擇Android上層應(yīng)用開發(fā)通用的Java語言，通過Android SDK自帶的adb工具和emulator模擬器實(shí)現(xiàn)程序的調(diào)試和運(yùn)行。

2 系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 文件管理器Activity的設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)的功能需求，文件管理器主要由3個(gè)界面組成，它們分別是作為應(yīng)用主界面的FilerActivity、進(jìn)行參數(shù)設(shè)置的FilerPreferences-Activity以及進(jìn)行文件搜索的SearchActivity。

listview 是Android開發(fā)中最常用的組件之一，它通過一個(gè)適配器（adapter）以列表項(xiàng)的形式顯示指定的數(shù)據(jù)，通過使FilerActivity繼承自ListActivity，可以滿足用戶方便直觀地瀏覽Android文件系統(tǒng)內(nèi)容的要求。適配器是用來把數(shù)據(jù)映射到listview上的中介，通過setListAdapter()函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)前l(fā)istview與指定適配器的聯(lián)系。為了更靈活地實(shí)現(xiàn)本應(yīng)用中界面的自定義效果，在FilerActivity活動(dòng)中定義一個(gè)繼承自Android.ArrayAdapter的適配器FileListAdapter，在其中的構(gòu)造函數(shù)中指定主界面listview中每一行布局的xml文件，同時(shí)新建getView()函數(shù)以覆蓋父類中的同名函數(shù)，在其中實(shí)現(xiàn)布局id與指定資源數(shù)據(jù)的綁定，使主界面上顯示達(dá)到的效果。

通過對(duì)Android listview的分析可以發(fā)現(xiàn)[2]，listview的顯示是以行為單位進(jìn)行的，而整個(gè)屏幕列表項(xiàng)的顯示是由RelativeLayout.onLayout()函數(shù)中的for循環(huán)來控制實(shí)現(xiàn)的。在一次循環(huán)的執(zhí)行過程中，會(huì)依次調(diào)用ListView.makeAndAddView()、AbsListView.obtainView()、Adapter.getView()等函數(shù)，最后調(diào)用執(zhí)行文件管理器程序中自定義的getView()函數(shù)，覆蓋了父類listview中布局id與資源文件的綁定操作，這也是在程序開發(fā)中重寫適配器及getView()函數(shù)的目的，如圖3。

圖3 listview創(chuàng)建過程中的函數(shù)調(diào)用關(guān)系

在應(yīng)用實(shí)現(xiàn)中，無論是文件系統(tǒng)不同目錄之間的跳轉(zhuǎn)，還是從其他界面的返回，或是對(duì)SD卡狀態(tài)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，都需要及時(shí)刷新文件管理器界面，同樣也會(huì)多次間接地調(diào)用自定義的getView()函數(shù)。如前所述，listview通過for循環(huán)完成當(dāng)前界面上多個(gè)view的填充操作后，隨著一些后續(xù)工作的完成，就可以看到文件系統(tǒng)中當(dāng)前目錄下的內(nèi)容，如圖4。文件管理器此時(shí)進(jìn)入消息循環(huán)狀態(tài)，用戶可能的下一步操作及對(duì)應(yīng)的處理函數(shù)如表1。

選項(xiàng)菜單（OptionsMenu）和上下文菜單（ContextMenu）是Android開發(fā)中最常見的元素，為某些操作提供了合適的入口。開發(fā)人員只需預(yù)先設(shè)計(jì)好相應(yīng)的菜單選項(xiàng)，以xml文件的形式存放，在隨后執(zhí)行系統(tǒng)回調(diào)函數(shù)的過程中進(jìn)行有選擇的顯示菜單項(xiàng)即可。相比而言，ContextMenu更適合設(shè)置一些與單個(gè)view項(xiàng)操作相關(guān)的菜單項(xiàng)，OptionsMenu適合設(shè)置一些與整體相關(guān)的選項(xiàng)。在這里，可以把文件重命名、查看屬性、設(shè)置鈴聲等操作放在ContextMenu中實(shí)現(xiàn)，而搜索文件、排序設(shè)置等操作就由OptionsMenu來完成。

圖4 文件管理器主界面效果圖

表1 用戶的界面操作與對(duì)應(yīng)的處理函數(shù)

在Android本身的實(shí)現(xiàn)中，大量用到了PreferenceActivity對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行信息配置和管理。文件管理器的開發(fā)中，也同樣使用FilerPreferences-Activity為用戶提供參數(shù)設(shè)置的接口。它的布局文件放在固定的路徑res/xml下。由FileActivity中OptionsMenu中的一個(gè)菜單項(xiàng)來啟動(dòng)。

另外，文件管理器還提供了文件搜索的功能，即能夠根據(jù)關(guān)鍵字依次匹配指定目錄下的文件/文件夾名稱，并以列表形式顯示出搜索的結(jié)果，該功能由SearchActivity來實(shí)現(xiàn)。Android的搜索功能能夠幫助開發(fā)者很好地管理搜索對(duì)話框，使開發(fā)人員不需要自己去開發(fā)一個(gè)搜索框，不需要考慮把搜索框放在什么位置、搜索框是否會(huì)影響當(dāng)前的界面等不重要的細(xì)節(jié)問題，所有這些工作都由搜索管理器（SearchManager）來輔助實(shí)現(xiàn)。當(dāng)在Android搜索欄中輸入關(guān)鍵字執(zhí)行搜索操作時(shí)，搜索管理器將使用一個(gè)專門的Intent“android.intent.action.SEARCH”，將它傳給在配置文件Android-Manifest.xml中聲明的處理搜索結(jié)果的activity，即本應(yīng)用中的SearchActivity。通過get-Intent().getStringExtra()函數(shù)即可獲得用戶輸入的關(guān)鍵字，然后按關(guān)鍵字執(zhí)行搜索操作，并以列表形式顯示出得到的結(jié)果。在程序中建立了int類型的變量mFileNumber來記錄已找到搜索目標(biāo)個(gè)數(shù)，用ArrayList 類型的變量mSearchedFiles記錄找到的每個(gè)目標(biāo)的路徑信息。整個(gè)搜索的大致流程如圖5。

圖5 文件搜索過程流程圖

2.2 各應(yīng)用界面之間的轉(zhuǎn)換

Android應(yīng)用開發(fā)中，每一個(gè)界面即對(duì)應(yīng)著一個(gè)activity。用戶在使用手機(jī)軟件時(shí)，需要在不同的界面之間來回轉(zhuǎn)換。相對(duì)應(yīng)的程序中的每一個(gè)activity都有開始和結(jié)束的過程。

可以在配置文件AndroidManifest.xml中聲明應(yīng)用包含的所有活動(dòng)及每個(gè)活動(dòng)所要響應(yīng)的intent，然后在程序中需要的地方用startActivity()函數(shù)向系統(tǒng)發(fā)送指定的intent，由系統(tǒng)啟動(dòng)合適的活動(dòng)響應(yīng)intent。在程序中，用Activity.finish()函數(shù)結(jié)束當(dāng)前活動(dòng)，由活動(dòng)管理器（Activity Mana-ger）確定下一個(gè)進(jìn)程的到來。在文件管理器的整個(gè)應(yīng)用中，各個(gè)activity之間的轉(zhuǎn)換如圖6。步操作。

圖7 文件復(fù)制操作時(shí)序圖

表2 程序調(diào)用文件管理的主要系統(tǒng)函數(shù)

另外，在設(shè)計(jì)中，還應(yīng)該把對(duì)文件進(jìn)行處理的過程放在一個(gè)新建的子線程中執(zhí)行，以取得較好的界面顯示效果。

控制部分的文件復(fù)制操作時(shí)序圖如圖7。

圖6 應(yīng)用中各個(gè)activity之間的轉(zhuǎn)換

2.3 文件管理功能的實(shí)現(xiàn)

本應(yīng)用要實(shí)現(xiàn)的文件管理功能主要有單個(gè)或批量文件的移動(dòng)、復(fù)制、重命名等操作。針對(duì)應(yīng)用的具體情況，在界面底部建立了一個(gè)工具欄（包括yankbar、copybar、movebar），配合listview中各行的icon按鈕，更方便地完成對(duì)文件管理的大部分操作。

MVC（Model-View-Controller）是當(dāng)前比較流行的軟件開發(fā)框架，它的思想與觀察者模式類似。Android項(xiàng)目整體就是一種典型的MVC結(jié)構(gòu)，其中廣泛使用的xml布局文件即是view，activity和intent，起到了控制器的作用，提供者對(duì)數(shù)據(jù)層做了良好的封裝，而且提供者把數(shù)據(jù)管理的范疇從數(shù)據(jù)庫泛化到了數(shù)據(jù)的概念[3]。通過使用MVC模式，可以使文件管理器的界面設(shè)計(jì)工作和文件系統(tǒng)相關(guān)處理操作相互獨(dú)立，讓界面的設(shè)計(jì)更加靈活，文件管理功能也可以進(jìn)行模塊化的開發(fā)。同時(shí)也能夠使開發(fā)人員專心處理前端界面顯示與后臺(tái)文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，設(shè)計(jì)出高效穩(wěn)定的程序。

就本應(yīng)用來說，可以事先單獨(dú)設(shè)計(jì)好每個(gè)界面布局的xml文件并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修改和調(diào)整，文件的復(fù)制、移動(dòng)等調(diào)用系統(tǒng)文件操作函數(shù)接口的后臺(tái)操作就是邏輯模型部分，控制部分表現(xiàn)在各個(gè)activity的生命周期中控制應(yīng)用界面的各種邏輯切換，以及相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的變化，調(diào)用對(duì)應(yīng)的處理函數(shù)等。文件管理操作中，控制部分的界面變化比較復(fù)雜，如在選取或取消要操作的目標(biāo)文件、進(jìn)入新的目錄選擇文件、在執(zhí)行復(fù)制或移動(dòng)等操作的過程中、文件管理操作成功或失敗的處理并返回等等情況，listview界面及底部的操作工具欄都要隨之刷新并正確地顯示，指示用戶進(jìn)行下一

在程序中，建立了File類型的全局變量mCur-Dir，存放將要進(jìn)入或正在顯示的目錄信息；ArrayList 類型的全局變量mCurFiles存放將要顯示或正在顯示的目錄中的文件列表；ArrayList 類型的全局變量mYanked存放即將執(zhí)行復(fù)制/移動(dòng)等操作的文件路徑集合；Stack類型的變量 mPathHistory存放操作過程中的目錄歷史路徑；boolean 類型變量incopymove作為應(yīng)用，存放是否正處于即將復(fù)制/移動(dòng)文件的狀態(tài)標(biāo)志。文件管理操作執(zhí)行的過程中所調(diào)用的主要系統(tǒng)函數(shù)如表2。

2.4 應(yīng)用中相關(guān)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)

在文件管理器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中，使用了Android的3種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式：SharePreference、SQLite和ContentProvider。

SharePreferenc常用于存儲(chǔ)較簡單的參數(shù)設(shè)置，文件管理器中FilerPreferencesActivity活動(dòng)就是用這種方式，通過preferences.xml文件來持續(xù)化應(yīng)用配置信息的。當(dāng)應(yīng)用剛安裝好第一次運(yùn)行時(shí)，配置文件為空，使用默認(rèn)的數(shù)據(jù)給參數(shù)賦值，對(duì)應(yīng)用進(jìn)行配置，當(dāng)執(zhí)行FilerPreferences-Activity活動(dòng)中的addPreferences-FromResource(R.xml.preferences)后，將在/data/data/chenyu.filemanage.filer/中建立一個(gè)以應(yīng)用包名為前綴的preferences.xml文件，保存應(yīng)用的配置數(shù)據(jù)信息，可以通過adb工具查看文件的內(nèi)容，如圖8。

圖8 用adb工具查看配置文件內(nèi)容

在使用文件管理器的過程中，用戶可以通過FilerPreferencesActivity的界面對(duì)參數(shù)設(shè)置的內(nèi)容進(jìn)行查看或修改。應(yīng)用在activity退出時(shí)對(duì)相關(guān)的配置信息數(shù)據(jù)進(jìn)行提交，保存在preferences.xml文件中，使用戶的設(shè)置在下次使用應(yīng)用時(shí)依然有效。

文件管理器中使用的SQLite數(shù)據(jù)庫保存的信息為每種類型文件的幾個(gè)屬性（extension，mimetype，icon, action等）的對(duì)應(yīng)關(guān)系，數(shù)據(jù)庫文件位于/data/data/chenyu.filemanage.filer/lib中。在應(yīng)用中主要有2個(gè)地方要對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行查詢使用。（1）listview的界面顯示，雖然每一行view由適配器確定的布局都是一樣的，但實(shí)現(xiàn)時(shí)也要根據(jù)不同文件的類型，顯示不同的資源標(biāo)示圖片以對(duì)不同類型的文件進(jìn)行區(qū)分；（2）在對(duì)特定文件執(zhí)行打開操作時(shí)，需要向系統(tǒng)發(fā)送包括type、action等參數(shù)在內(nèi)的intent消息，這些信息也都需要查詢數(shù)據(jù)庫得到。

文件管理器中已經(jīng)事先設(shè)置了比較多的數(shù)據(jù)庫元組，它涵蓋了如今大部分常見的手機(jī)文件類型，用戶也可以在設(shè)置界面中添加或修改對(duì)應(yīng)的文件屬性信息。

在SQLite數(shù)據(jù)庫的操作中使用了Content-Provider和ContentResolver，嚴(yán)格來說，它并不是真正的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，而是一種提供數(shù)據(jù)共享及訪問的手段。在自定義的繼承自ContentProvider的類中封裝好了數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，同時(shí)重新定義了插入、刪除、查詢等成員函數(shù)，對(duì)外提供一個(gè)公共的統(tǒng)一資源標(biāo)示符（URI）。其他需要訪問數(shù)據(jù)的地方就可以通過ContentResolver函數(shù)，傳入這個(gè)URI，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問。通過研究程序源碼可以發(fā)現(xiàn)，ContentResolver的數(shù)據(jù)獲取方法，如query()，調(diào)用的還是對(duì)應(yīng)ContentProvider的query()方法。而ContentProvider的query()為抽象方法，我們?cè)谧远x的子類中已經(jīng)重寫了該成員函數(shù)方法，這樣，當(dāng)調(diào)用ContentResolver.query()方法時(shí)，執(zhí)行的還是應(yīng)用中自己寫的MimeProvider.query方法。也就是說，我們?cè)诙x數(shù)據(jù)提供者M(jìn)imeProvider的同時(shí)也定義了外界訪問這個(gè)封裝數(shù)據(jù)集的接口，只不過這些已定義訪問的方法是由Content-Resolver的成員函數(shù)間接調(diào)用而已。

3 結(jié)束語

本文從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，設(shè)計(jì)了一款實(shí)用、高效的手機(jī)文件管理器。通過靈活運(yùn)用Android開發(fā)的相關(guān)技術(shù)，成功解決了實(shí)現(xiàn)過程中遇到的技術(shù)問題，也為同類Android應(yīng)用開發(fā)提供了較好的參考。Android的開源為開發(fā)人員解決各種問題提供了極大的方便，隨著手機(jī)廠商不斷的加入Android陣營和用戶使用量的日益增多，Android應(yīng)用開發(fā)的明天將會(huì)更加美好。

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