高凱

（陜西理工學(xué)院 數(shù)學(xué)與計算機(jī)科學(xué)學(xué)院，陜西 漢中 723001）

Google公司出品的android操作系統(tǒng)是目前世界范圍內(nèi)占有率最高的智能手機(jī)操作系統(tǒng)，這個系統(tǒng)依托于Google公司強大的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)有著很好的發(fā)展前景。目前的手機(jī)短信功能相對比較簡單，基本上以發(fā)送文本信息為主，雖然也可以發(fā)送彩信，但是彩信的大小有限制，而且費用也相對比較高。目前手機(jī)上的聊天軟件主要有中國移動的飛信、騰訊QQ和騰訊微信，這些聊天軟件應(yīng)用普遍，非常受人們的歡迎。這些軟件依托智能手機(jī)上搭載的3G卡網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)通信，同時也可以使用wifi上傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。

目前使用3G網(wǎng)絡(luò)的用戶越來越多，利用3G網(wǎng)絡(luò)傳輸速度快的特點可以在手機(jī)上開發(fā)一個軟件，利用網(wǎng)絡(luò)來發(fā)送多媒體信息，這樣不僅可以即時通信，而且還可以省去相當(dāng)一部分費用[1]。

1 測試需求分析

為了開發(fā)出真正滿足用戶需求的軟件產(chǎn)品，首先必須知道用戶的需求，對軟件需求的深入理解是軟件開發(fā)工作獲得成功的前提條件。

1.1 好友管理

作為一款聊天通信軟件，用戶可能會有很多好友，好友管理是用戶常用的功能，聊天用戶可以對自己的好友進(jìn)行管理，包括查找好友、添加好友、刪除好友，修改好友在本地的顯示信息。

1.2 發(fā)送信息

發(fā)送聊天信息是該軟件的核心功能，用戶可以發(fā)送多媒體信息，包括文字、圖片、動畫、音頻、視頻。用戶發(fā)送文字消息具有即時性，如果用戶在線則可以立即收到好友發(fā)送的消息。用戶接收到的信息會存儲到數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)同一用戶再次登錄后可以看到自己的聊天記錄。當(dāng)自己和好友聊天時，如果其他的好友發(fā)送消息過來則給予聲音提示，并加入到最近聊天好友列表里[2-3]。

2 總體設(shè)計

為了描繪信息流和數(shù)據(jù)從輸入移動到輸出的過程中所經(jīng)受的變換，及數(shù)據(jù)在軟件中流動和被處理的過程，特用以下數(shù)據(jù)流圖來形象的表示。首先從用戶出發(fā)，用戶需要登錄，對于沒有注冊的用戶需要注冊后才能登錄本系統(tǒng)，登錄后可以和好友進(jìn)行聊天，可以發(fā)送多媒體信息，如圖1所示，是整個軟件的系統(tǒng)設(shè)計流圖[4]。

圖1 數(shù)據(jù)流圖Fig.1 Data flow diagram

為了把用戶的數(shù)據(jù)要求清楚、準(zhǔn)確地描述出來，建立一個概念性的數(shù)據(jù)模型，它描述了從用戶角度看到的數(shù)據(jù)，反映了用戶的現(xiàn)實環(huán)境。本系統(tǒng)的實例聯(lián)系，是以手機(jī)用戶為中心，分為性別、狀態(tài)、賬號、密碼、昵稱、Email和年齡。

3 系統(tǒng)概要設(shè)計

根據(jù)上面的需求分析設(shè)計軟件的結(jié)構(gòu)，也就是要確定系統(tǒng)中每個程序是由哪些模塊組成的，以及這些模塊相互間的關(guān)系。從較抽象的層次上分析對比多種可能的系統(tǒng)實現(xiàn)方案和軟件結(jié)構(gòu)，從中選出最佳方案和最合理的軟件結(jié)構(gòu)，用較低成本開發(fā)出較高質(zhì)量的軟件系統(tǒng)。

3.1 系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)與設(shè)計思想

根據(jù)需求分析把系統(tǒng)的整體架構(gòu)設(shè)計出來，用一張圖形象直觀地展示出來。設(shè)計思想描述了系統(tǒng)的設(shè)計過程與思想[5]。

3.1.1 系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)從整體上描述了系統(tǒng)的架構(gòu)，描述系統(tǒng)內(nèi)部的運行流程。首先由客戶端發(fā)起請求，服務(wù)器在收到請求后根據(jù)請求類型做相應(yīng)的業(yè)務(wù)邏輯處理，邏輯處理會與數(shù)據(jù)庫交互，業(yè)務(wù)邏輯處理完后返回數(shù)據(jù)給客戶端，客戶端根據(jù)服務(wù)器的返回數(shù)據(jù)的類型做相應(yīng)的業(yè)務(wù)邏輯處理，往本地數(shù)據(jù)庫保存數(shù)據(jù)或者從本地數(shù)據(jù)庫查詢數(shù)據(jù)，然后給用戶展示界面，整個系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。

3.1.2 系統(tǒng)的設(shè)計思想

本系統(tǒng)的核心是手機(jī)用戶之間通過本系統(tǒng)利用網(wǎng)絡(luò)發(fā)送多媒體消息，即時通信。本系統(tǒng)使用socket方式通信。服務(wù)器端一直監(jiān)聽客戶端的連接，每當(dāng)有客戶端連接服務(wù)器時，服務(wù)器新建一個線程來處理客戶端的請求操作。當(dāng)客戶端連接到服務(wù)器時將客戶端的socket保存到服務(wù)器中，以便讀取客戶端信息和給客戶端發(fā)送信息。當(dāng)客戶端給好友發(fā)送消息時，首先傳送給服務(wù)器，服務(wù)器從保存的socket中找到對應(yīng)好友的socket，然后通過好友的socket給好友發(fā)送信息。信息的傳遞是以Json數(shù)據(jù)的形式在用戶之間傳輸，對于二進(jìn)制剛將二進(jìn)制文件用Base64將字節(jié)轉(zhuǎn)換為字符后再以Json的形式傳輸。

圖2 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖Fig.2 System architecture diagram

3.2 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計

根據(jù)系統(tǒng)的整體架構(gòu)把系統(tǒng)分為多個子模塊，每個模塊完成一個子功能，把這些模塊集成起來構(gòu)成一個整體。

3.2.1 系統(tǒng)總體功能模塊

根據(jù)系統(tǒng)的需求分析，將系統(tǒng)劃分為如下幾個模塊：

登錄模塊，注冊模塊，添加好友模塊，刪除好友模塊，查找好友模塊，發(fā)送文字信息模塊，發(fā)送二進(jìn)制文件模塊。

3.2.2 系統(tǒng)總體流程

用戶從開始登錄到退出本系統(tǒng)的一個使用流程用圖3來展示。用戶在主界面與聊天界面停留時間最長，也是系統(tǒng)的核心功能所在。

4 核心功能模塊設(shè)計及實現(xiàn)

4.1 登錄功能

對于首次使用本系統(tǒng)的用戶需要注冊，用戶登錄后可以給好友展示不同的在線狀態(tài)，包括：在線（默認(rèn)），離開，忙碌，隱身。登錄界面對應(yīng)的類為：MainActivity.java。

圖3 系統(tǒng)流程圖Fig.3 The flow chart of the system

用戶點擊登錄按鈕時會調(diào)用SocketSingle對象，Socke tSingle類使用了單例設(shè)計模式，在本系統(tǒng)中SocketSingle對象只有唯一的一個，第一次調(diào)用SocketSingle對象時會與服務(wù)器連接，客戶端連接服務(wù)器代碼如下：

如果連接5秒還沒有連接成功則提示用戶連接超時。

服務(wù)器一直處于監(jiān)聽狀態(tài)，監(jiān)聽客戶端的連接，一旦有客戶端連接并連接成功則保持長久連接，并保存用戶登錄信息及用戶的Socket對象，直到用戶退出系統(tǒng)連接都會中斷。服務(wù)器監(jiān)聽客戶端連接代碼如下：

與服務(wù)器連接成功后服務(wù)器會給客戶端分配一個線程來處理該客戶端的所有請求，客戶端請求登錄時會向服務(wù)器發(fā)送登錄時需要的信息，這些信息包括：用戶名、密碼、在線狀態(tài)、請求類型。服務(wù)器接收到登錄消息后提取出請求類型，根據(jù)請求類型將傳送過來的Json數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為對象，然后去數(shù)據(jù)庫中查詢該用戶是否存在，如果存在的話再判斷該用戶的用戶名和密碼是否正確，如果正確則給客戶端發(fā)送成功的消息，否則發(fā)送失敗的消息，服務(wù)器返回的消息也是以Json數(shù)據(jù)的形式發(fā)送給客戶端，返回消息里面包括返回類型，客戶端根據(jù)返回類型做出相應(yīng)的處理，如果登錄成功則跳到主界面，否則提示用戶登錄失敗。

4.2 查找好友功能

查找好友界面對應(yīng)的類為：FindActivity.java。當(dāng)用戶點擊查找按鈕時會調(diào)用find（View view）方法。該方法首先會判斷用戶輸入的關(guān)鍵字是不是為空，如果為空則提示用戶輸入關(guān)鍵字，如果不為空則調(diào)用SocketSingle的SendMsg（）方法給服務(wù)器發(fā)送消息。

服務(wù)器一直監(jiān)聽客戶端發(fā)送過來的消息，接收到消息后則根據(jù)請求類型將客戶端發(fā)送過來的Json數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的對象，然后使用該對象去數(shù)據(jù)庫中查詢相關(guān)好友，查詢相關(guān)好友。服務(wù)器將查詢出來的好友轉(zhuǎn)化為Json數(shù)據(jù)再返回給客戶端，客戶端根據(jù)返回類型來做相應(yīng)的處理。

4.3 聊天功能

聊天信息以列表的形式展現(xiàn)給用戶，聊天信息分為五種：文本、圖片、動畫、音頻、視頻。選擇發(fā)送類型對應(yīng)的類為：ChatingActivity.java。發(fā)送消息不可以為空，點擊發(fā)送按鈕會調(diào)用ChatingAvtivity的send方法，該方法首先判斷發(fā)送內(nèi)容是否為空，然后組裝待發(fā)送的聊天信息，待發(fā)送的消息內(nèi)容包括用戶名、好友用戶名、聊天內(nèi)容、發(fā)送時間、用戶昵稱、請求類型，如圖4所示為發(fā)送信息界面圖[6]。

圖4 發(fā)送信息界面圖Fig.4 Send information interface diagram

服務(wù)器接收到客戶端發(fā)送過來的消息后提取出客戶端的請求類型，根據(jù)請求類型將Json數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為對象，然后根據(jù)好友用戶名查找好友的Socket對象，根據(jù)Socket對象可以得到好友的輸入流和輸出流，接著把json數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給好友，好友根據(jù)服務(wù)器發(fā)送過來的數(shù)據(jù)提取出返回類型，根據(jù)返回類型轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的對象，從對象里提取出聊天內(nèi)容并展示給用戶。

5 結(jié) 論

本文使用Android手機(jī)平臺在智能手機(jī)上開發(fā)的通信軟件，可以在安裝本軟件的手機(jī)用戶之間發(fā)送多媒體短信，用戶使用體驗良好，是一種Android手機(jī)平臺的較為新穎的多媒體短信應(yīng)用解決方案。但是在用戶發(fā)送二進(jìn)制文件時傳輸時間太長，這也是今后系統(tǒng)改進(jìn)的方向。

[1]王明勇，王林，吳根金，等.基于Android手機(jī)3G網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程可移動監(jiān)控系統(tǒng)[J].電子世界，2014（11）:17-18.WANG MING-yong，WANG Lin，WU GENG-jin，et al.Based on the Android mobile remote monitoring system of 3G network[J].Electronics World，2014（11）:17-18.

[2]齊加文.基于Android平臺刮刮樂彩票軟件的研究與實現(xiàn)[D].內(nèi)蒙：內(nèi)蒙古師范大學(xué)，2011.

[3]袁方.基于Android平臺的手機(jī)混沌加密系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].杭州：杭州電子科技大學(xué)，2013.

[4]朱竑宇.基于Android手機(jī)平臺的智能家居安防系統(tǒng)設(shè)計[D].哈爾濱：哈爾濱理工大學(xué)，2013.

[5]崔栩凱.基于Android手機(jī)的定位及信息檢測的應(yīng)用開發(fā)[D].北京：北京郵電大學(xué)，2013.

[6]楊敏.基于Android短信平臺技術(shù)的研究與實現(xiàn)[D].昆明：昆明理工大學(xué)，2012.