黃霄漢，馬兆豐

(1. 北京郵電大學(xué)，北京 100876；2. 北京國泰信安科技有限公司，北京 100086)

Android移動互聯(lián)網(wǎng)輿情推送技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)

黃霄漢1，馬兆豐2

(1. 北京郵電大學(xué)，北京 100876；2. 北京國泰信安科技有限公司，北京 100086)

鑒于傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)輿情系統(tǒng)往往僅關(guān)注于互聯(lián)網(wǎng)輿情的獲取，即互聯(lián)網(wǎng)輿情監(jiān)測系統(tǒng)。針對此情況，本文通過對現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)輿情的分析，提出了一種基于Android移動互聯(lián)網(wǎng)的推送技術(shù)的輿情信息的管理模型。明確該推送系統(tǒng)應(yīng)具備的基本功能，分析現(xiàn)有的推送系統(tǒng)，吸收其優(yōu)點(diǎn)改進(jìn)其缺點(diǎn)，將其利用到新型的輿情管理模型中。然后進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)調(diào)研，根據(jù)各個(gè)模塊的需求進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，為實(shí)現(xiàn)編碼提供了有力支持，最終通過測試得出基于Android移動互聯(lián)網(wǎng)的推送技術(shù)系統(tǒng)符合實(shí)際需求，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。

計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)；輿情；移動互聯(lián)網(wǎng)；安卓；推送

0 引言

輿情是“輿論情況”的簡稱，是指在一定的社會空間內(nèi)，圍繞社會事件的發(fā)生、發(fā)展和變化，作為主體的民眾對社會管理者及其政治取向產(chǎn)生和持有的社會政治態(tài)度[1]。互聯(lián)網(wǎng)中的社會輿情是指民眾通過互聯(lián)網(wǎng)對政府管理及社會中各種現(xiàn)象、問題所表達(dá)的政治信念、態(tài)度、意見和情緒的總和[2]。移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展給互聯(lián)網(wǎng)注入了新的活力，加深了互聯(lián)網(wǎng)媒體的傳播深度、加大了傳播廣度，其開放、虛擬的特性讓針對某些新聞的言論達(dá)到了前所未有的活躍程度?；ヂ?lián)網(wǎng)輿情對社會的影響是巨大的，互聯(lián)網(wǎng)已成為思想文化信息的集散地和社會輿論的放大器，對社會的穩(wěn)定性的影響是十分深遠(yuǎn)的，對于互聯(lián)網(wǎng)輿情的導(dǎo)控的問題直接影響到國家的穩(wěn)定發(fā)展。

現(xiàn)有的輿情系統(tǒng)中，李鶴就輿情處置問題上提出了“黃金4小時(shí)原則”，及時(shí)主動的對突發(fā)輿情進(jìn)行處理、導(dǎo)控[3]。邸文晨在輿情導(dǎo)控方面提出了利用WebBrowser對互聯(lián)網(wǎng)輿論進(jìn)行網(wǎng)頁上評論頂貼等操作[4]，從而實(shí)現(xiàn)對輿情的導(dǎo)控。另外國內(nèi)在信息處理領(lǐng)域內(nèi)成型的軟件產(chǎn)品很多，比較有代表性的是北大方正技術(shù)研究院推出的方正智思輿情預(yù)警輔助決策支持系統(tǒng)。第三方網(wǎng)絡(luò)輿情監(jiān)控系統(tǒng)有Goonie 網(wǎng)絡(luò)輿情監(jiān)控系統(tǒng)、鷹隼網(wǎng)絡(luò)輿情監(jiān)控系統(tǒng)、軍犬網(wǎng)絡(luò)輿情監(jiān)控系統(tǒng)等。

國外在互聯(lián)網(wǎng)輿情監(jiān)管系統(tǒng)有美國的話題檢測與跟蹤系統(tǒng)（TDT，Topic Detection and Tracking）項(xiàng)目[5][6]，它是美國國防部計(jì)劃部署的一個(gè)研究項(xiàng)目，它設(shè)計(jì)目標(biāo)是研究出一些算法，能夠快速發(fā)現(xiàn)和歸納來自數(shù)據(jù)流中的重要信息和內(nèi)容。

針對互聯(lián)網(wǎng)輿情的響應(yīng)與導(dǎo)控的速度對輿情的發(fā)展和走向起著決定性的作用。現(xiàn)階段的輿情監(jiān)測系統(tǒng)中，關(guān)注到互聯(lián)網(wǎng)輿情的發(fā)現(xiàn)，卻忽略了將相關(guān)輿情信息發(fā)布到有關(guān)部門。

本文提出一種基于Android移動互聯(lián)網(wǎng)的輿情推送技術(shù)，該方法基于移動互聯(lián)網(wǎng)，利用推送技術(shù)將輿情監(jiān)測引擎監(jiān)測到的輿情信息直接推送到有關(guān)部門，大大縮短了互聯(lián)網(wǎng)輿情的響應(yīng)時(shí)間。系統(tǒng)是基于Android操作系統(tǒng)，加上Android手機(jī)的普及率，易用于真實(shí)的使用場景。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方案在下達(dá)輿情信息方面具有較好的效果。

1 Android輿情推送需求分析

設(shè)計(jì)高效的、實(shí)用的輿情推送系統(tǒng)，必需先詳細(xì)的分析其功能與需求，確定系統(tǒng)需達(dá)到的目標(biāo)。需求分析分為功能需求分析和性能需求分析，輿情推送系統(tǒng)的所需的功能是將輿情信息發(fā)送到用戶的客戶端上，并切能夠支持批量發(fā)送，即發(fā)送到多個(gè)用戶的客戶端上。其性能需求就是能夠支持大量用戶同時(shí)在線，并且需要保證信息的到達(dá)率、及時(shí)率以及消息的安全性。

1.1 業(yè)務(wù)需求分析

移動智能終端的不斷升級換代，使其普及率大大提升、功能也更為完善。移動端的便攜性和強(qiáng)大的辦公能力將慢慢取代傳統(tǒng)的辦公模式，監(jiān)管導(dǎo)控互聯(lián)網(wǎng)輿情的工作也可以轉(zhuǎn)移到移動端來進(jìn)行。相關(guān)人員可以通過移動互聯(lián)網(wǎng)很方便的獲取到最新、最熱、影響力最大的輿情信息，進(jìn)而開展下一步的導(dǎo)控工作。整個(gè)推送系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

整個(gè)推送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如上圖所示，系統(tǒng)的工作流程大致如下：

（1）登錄，首先移動客戶端登錄，將用戶名、密碼等身份信息發(fā)送給服務(wù)器，登錄成功后，建立起基于TCP的長鏈接。隨后客戶端便進(jìn)入周期性發(fā)送心跳維持該長鏈接的階段。

圖1 輿情推送系統(tǒng)架構(gòu)圖Fig.1 Architecture of public sentiment push system

（2）推送，應(yīng)用服務(wù)器將輿情信息進(jìn)行加密封裝，然后將封裝好的信息下發(fā)到推送服務(wù)器創(chuàng)建推送任務(wù)，推送服務(wù)器將封裝好的輿情信息發(fā)送給移動端。

（3）移動端收到輿情信息后，解析該輿情信息，用戶即可看到相應(yīng)的輿情信息。

1.2 性能需求分析

1.2.1 實(shí)時(shí)性

本平臺采用實(shí)時(shí)呈現(xiàn)的方式實(shí)現(xiàn)輿情推送，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理輿情事件，要在輿情初始階段作出應(yīng)對措施，所以消息的到達(dá)率和實(shí)時(shí)性也要得到保障。

1.2.2 實(shí)時(shí)性

本平臺所涉及的內(nèi)容為輿情，其本身也是輿情的一部分，以保證平臺業(yè)務(wù)涉及數(shù)據(jù)通信安全、數(shù)據(jù)安全等。

1.3 可行性分析

1.3.1 理論可行性

移動互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，輿情導(dǎo)控現(xiàn)在是一個(gè)備受重視的問題，國內(nèi)外的許多人都對這個(gè)課題進(jìn)行了各種研究，現(xiàn)有的輿情監(jiān)測技術(shù)、基于移動互聯(lián)網(wǎng)的推送技術(shù)和即時(shí)通訊系統(tǒng)都是有著許多的可借鑒之處的。本課題從這些理論出發(fā)，深入研究輿情推送模型，提出自己的相關(guān)見解是完全可行的。

1.3.2 技術(shù)可行性

本系統(tǒng)所涉及的技術(shù)包括面向終端的推送技術(shù)，有很多第三方推送服務(wù)提供商，比如個(gè)推推送，百度云推送等，推送技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。綜上所述，本課題在技術(shù)上是完全可行的。

2 Android輿情推送系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)

當(dāng)前的基于Android的推送方案主要有客戶端輪詢、短信推送、長連接三種。三種方案采用不同的實(shí)現(xiàn)方式。

客戶端輪詢方式是客戶端周期性的訪問服務(wù)器查詢是否有新的消息。由于輪詢方式采用不斷訪問的方式，則其性能受訪問周期影響。且耗費(fèi)大量的數(shù)據(jù)流量，用戶網(wǎng)絡(luò)成本高和手機(jī)耗電量大，此方式不適合做移動推送服務(wù)。

短信推送，在Android系統(tǒng)中，開發(fā)者可以通過發(fā)送短信的方式將需要發(fā)送的信息封裝在短消息中，在移動端攔截短信并解析其內(nèi)容。該方案實(shí)時(shí)性較高。發(fā)送短信需依靠運(yùn)營商的支持，成本較高，該方式也不適合用作推送方案。

長連接是可以在一個(gè)連接上發(fā)送多個(gè)數(shù)據(jù)包，每個(gè)客戶端都與服務(wù)器保持著一個(gè)連接。當(dāng)有消息需要推送時(shí)，服務(wù)器直接向客戶端推送消息，但是當(dāng)沒有數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，客戶端每隔一段時(shí)間需向服務(wù)器發(fā)送一次心跳連接。該推送方案可以確保消息到達(dá)的實(shí)時(shí)性，且易實(shí)現(xiàn)，節(jié)省資源。例如AndroidPn（Android push notification）就是目前屈指可數(shù)的開源推送項(xiàng)目之一，該項(xiàng)目是基于XMPP協(xié)議[7]的推送開源項(xiàng)目。

2.1 TCP長鏈接

短連接是指通訊雙方有數(shù)據(jù)交互時(shí)，就建立一個(gè)連接，數(shù)據(jù)發(fā)送完成后，則斷開此連接，即每次連接只完成一項(xiàng)業(yè)務(wù)的發(fā)送。相對于短連接而言，長連接多用于頻繁發(fā)送數(shù)據(jù)包的情況下，例如點(diǎn)對點(diǎn)的通訊。長連接的情況，客戶端向服務(wù)器端發(fā)起連接，服務(wù)器接受客戶端連接，雙方建立連接?？蛻舳伺c服務(wù)器完成一次讀寫之后，它們之間的連接并不會主動關(guān)閉，后續(xù)的讀寫操作會繼續(xù)使用這個(gè)連接。TCP連接的建立是需要三次握手協(xié)議的，三次握手的過程如圖2所示。

TCP建立連接的流程如下：

（1）客戶端主動發(fā)送連接請求包給服務(wù)器。

（2）服務(wù)器接收到了之后就會把當(dāng)前服務(wù)器的一個(gè)狀態(tài)碼+1，服務(wù)器發(fā)送SYN包給客戶端，服務(wù)器進(jìn)而進(jìn)入準(zhǔn)備建立連接的狀態(tài)。

（3）客戶端接收到服務(wù)器發(fā)過來的SYN包時(shí)，再向服務(wù)器發(fā)送一個(gè)確認(rèn)包，服務(wù)器接收到包的時(shí)，會檢測當(dāng)前的狀態(tài)碼與（1）的狀態(tài)碼）是否對應(yīng)。

（4）進(jìn)入連接建立的狀態(tài)，雙方進(jìn)行交換順序。

當(dāng)讀寫操作完成后，雙方不再需要這個(gè)連接時(shí),它們雙方會釋放該連接。而釋放則需要四次握手，四次握手的過程如圖3所示。

圖2 TCP三次握手協(xié)議 Fig.2 TCP protocol three time handshake

圖3 TCP四次揮手協(xié)議名稱Fig.3 Connection termination protocol

TCP釋放連接過程：

（1）客戶端先向服務(wù)器發(fā)送連接釋放報(bào)文段，并停止繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，主動關(guān)閉TCP連接，客戶端把連接釋放報(bào)文段首部置為1，進(jìn)入到等待終止?fàn)顟B(tài)，等待服務(wù)器的確認(rèn)。

（2）服務(wù)器接收到釋放報(bào)文段后即發(fā)出確認(rèn)報(bào)文，進(jìn)入到等待關(guān)閉狀態(tài)。而TCP服務(wù)器進(jìn)程這個(gè)時(shí)候就會通知高層的應(yīng)用進(jìn)程，從而讓客戶端到服務(wù)器這個(gè)方向的連接被釋放掉，此時(shí)的TCP連接處于一個(gè)半關(guān)閉狀態(tài)，即服務(wù)器到客戶端的連接未關(guān)閉。客戶端在收到來自服務(wù)器的確認(rèn)之后，就進(jìn)入等待終止?fàn)顟B(tài)，等待接收服務(wù)器發(fā)出的連接釋放報(bào)文段。

（3）如果服務(wù)器已經(jīng)沒有了要向客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)，其應(yīng)用進(jìn)程就會通知TCP釋放連接，之后服務(wù)器進(jìn)入最后確認(rèn)狀態(tài)，等待客戶端的確認(rèn)。

（4）戶端在收到服務(wù)器的連接釋放報(bào)文段后，就必須對此發(fā)出確認(rèn)，之后進(jìn)入到時(shí)間等待狀態(tài)，經(jīng)過一段時(shí)間，客戶端才進(jìn)入到關(guān)閉狀態(tài)。

2.2 心跳機(jī)制

移動端與服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)主要通過公眾移動網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的無線網(wǎng)絡(luò)（如3G，4G，GPRS）和無線局域網(wǎng)（WIFI）等。在移動網(wǎng)絡(luò)下，因?yàn)镮Pv4的IP地址數(shù)量有限，運(yùn)營商分配給手機(jī)終端的IP地址實(shí)際上是運(yùn)營商內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的IP地址，手機(jī)要連接Internet，就需要通過運(yùn)營商的網(wǎng)關(guān)做一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換。運(yùn)營商對此問題的解決方案就是NAT（Network Address Translation），NAT技術(shù)[8]是1994年提出的一項(xiàng)用于解決IPv4地址數(shù)量有限問題的技術(shù),它的基本工作原理就是在路由器維護(hù)一張NAT表，包含運(yùn)營商的網(wǎng)關(guān)需要維護(hù)一個(gè)外網(wǎng)IP地址、端口到內(nèi)網(wǎng)IP、端口的映射關(guān)系，以確保內(nèi)網(wǎng)的手機(jī)可以跟Internet的服務(wù)器。在WIFI連接的情況下，路由器就相當(dāng)于NAT設(shè)備，維持著內(nèi)部地址和外部地址的映射關(guān)系。但是大部分移動無線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行商都會在鏈路沒有數(shù)據(jù)交換時(shí)進(jìn)行NAT表的更新，會刪除NAT表中的對應(yīng)數(shù)據(jù)，從而使得連接斷開。

處于內(nèi)網(wǎng)的設(shè)備如果不主動向外發(fā)起連接，外網(wǎng)機(jī)沒法直連接到內(nèi)網(wǎng)的設(shè)備上，以及要防止上文提出的NAT超時(shí)，所以要在沒有數(shù)據(jù)交互的情況下由每一個(gè)客戶端每隔一定時(shí)間就會向服務(wù)器發(fā)送心跳，該心跳機(jī)制[9][10]可以保證服務(wù)器可以隨時(shí)找到該移動設(shè)備，以維護(hù)NAT表的數(shù)據(jù)項(xiàng)，從而維持了連接的可用性。

Android中周期性的動作由android.app.Alarm-Manager來實(shí)現(xiàn)，AlarmManager類是屬于android系統(tǒng)封裝好來管理RTC（Real-Time Clock，Android系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)時(shí)鐘）模塊[11]的管理類。

在android客戶端使用Push推送時(shí)，使用Alarm-Manager來實(shí)現(xiàn)心跳功能，使其真正實(shí)現(xiàn)長連接。

客戶端向服務(wù)器心跳間隔是固定的[12]，當(dāng)服務(wù)器在連接空閑超過這個(gè)時(shí)間還沒收到心跳時(shí)，則認(rèn)為客戶端掉線，關(guān)閉連接。當(dāng)服務(wù)器通過TCP連接主動給客戶端發(fā)消息出現(xiàn)寫超時(shí)，可以直接認(rèn)為對方掉線，直接關(guān)閉連接。

2.3 設(shè)備重連

由于移動設(shè)備的便攜性，客戶端會經(jīng)常移動，其網(wǎng)絡(luò)連接是不斷變化的。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生變化時(shí)，從WIFI到4G、3G的切換，或4G、3G移動基站間的切換，都有可能會導(dǎo)致連接斷開。

要保證推送服務(wù)的質(zhì)量，需要在移動端重新連接上網(wǎng)絡(luò)時(shí)進(jìn)行重連操作，啟動重連操作的工作原理是基于Android操作系統(tǒng)的廣播機(jī)制，在Android系統(tǒng)狀態(tài)放生變化時(shí)，會發(fā)出一些系統(tǒng)廣播（如短信的接收，來電話，電池電量過低，網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)改變），網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化就是其中之一，當(dāng)Android系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接放生變化時(shí)，就會發(fā)出android.net.conn. CONNECTIVITY_CHANGE廣播。利用作為4大組件之一的BroadcastReceiver來進(jìn)行接收，當(dāng)接收到該廣播時(shí)，若網(wǎng)絡(luò)可用則進(jìn)行重連操作即可。

2.4 Android端提醒

服務(wù)器端會將輿情信息通過加密后封裝在json（JavaScript Object Notation，一種輕量級的數(shù)據(jù)交換格式）中，其中有一個(gè)table屬性，代表推送過來的消息的種類。當(dāng)接收到的消息為輿情信息時(shí)，會對輿情信息進(jìn)行解密，并判斷是否已存在該信息，若不存在則直接存入本地?cái)?shù)據(jù)庫。并利用基于Android的Notification機(jī)制對用戶進(jìn)行提醒。操作流程圖如圖4所示。

系統(tǒng)服務(wù)器端采用LeanCloud服務(wù)器，Android端采用原生的Android系統(tǒng)開發(fā)。

3 輿情推送系統(tǒng)測試與評估

3.1 界面展示

圖5左圖為客戶端接收到輿情信息的通知效果，當(dāng)服務(wù)器端推出輿情，客戶端接收到輿情信息便會彈出通知消息。圖5右圖為接收到的輿情的詳情，用戶點(diǎn)擊通知欄消息即可查看輿情的詳細(xì)信息。

圖4 客戶端接收輿情信息流程圖Fig.4 Flowing chart of receiving messege

圖5 客戶端截圖Fig.5 Screenshot of the client

圖6 為服務(wù)器端截圖，管理員可通過此頁面選擇輿情推送的對象，可有全員推送和個(gè)性推送兩種，全員推送既將該輿情信息發(fā)布給平臺所有用戶，個(gè)性推送可以選擇將輿情信息推送給某個(gè)地區(qū)的人或是自己選定的人員。

3.2 測試環(huán)境

本系統(tǒng)的測試主要在Android系統(tǒng)的手機(jī)上進(jìn)行，包括華為、魅族、小米等真機(jī)，測試的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境包括3G、4G與WIFI，各個(gè)測試機(jī)的配置如表1所示。

表1 測試手機(jī)配置表Tab.1 Configuration of test phone

3.3 功能測試

通過將服務(wù)器部署到一臺Tomcat服務(wù)器上，客戶端分別裝在華為、魅族、小米測試手機(jī)上。分別對全員推送、個(gè)性推送的按地區(qū)推送和按人員推送的功能進(jìn)行測試。經(jīng)測試，推送系統(tǒng)能夠正確的完成全員推送和個(gè)性推送，測試結(jié)果如表2所示。

表2 推送功能測試結(jié)果表Tab.2 Result of push test

3.4 性能評估

延時(shí)是評估推送系統(tǒng)最重要的指標(biāo)，在服務(wù)器端和Android客戶端采用打印log的形式記錄推送輿情的時(shí)間和接收到輿情的時(shí)間，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，推送延時(shí)結(jié)果如表3所示。

表3 推送到達(dá)時(shí)間測試結(jié)果表Tab.3 Result of the time delay of push test

4 總結(jié)

提出了基于Android移動互聯(lián)網(wǎng)輿情推送模型，推送技術(shù)是基于TCP長連接實(shí)現(xiàn)的，通過客戶端不斷發(fā)送心跳的方式實(shí)現(xiàn)維持該長連接的有效性的。經(jīng)過測試可知：

（1）本系統(tǒng)的實(shí)輿情推送的延時(shí)相對而言是比較低的。

（2）系統(tǒng)推送的數(shù)據(jù)是通過加密后的，所以其安全性也是可以保證的。

（3）客戶端進(jìn)行了適配，適用于市面上絕大部份手機(jī)，其實(shí)用性也是可以保證的。

綜上所訴，基于Android移動互聯(lián)網(wǎng)輿情推送平臺符合實(shí)際生產(chǎn)場景中的需求，對輿情管理能提供較大的幫助，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。

[1] 互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心. 第34次中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計(jì)報(bào)告[J]. 互聯(lián)網(wǎng)天地, 2014, (7): 80-81.

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Research on Public Sentiment Push Technology Based on Android and Mobile Internet

HUANG Xiao-han1, MA Zhao-feng1,2
(1. Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China 2. Beijing National Security Science and Technology Co..Ltd, Beijing, 100086, China)

As the traditional Internet systems are only concerned about getting public sentiments, it is just a Internet public sentiments monitoring system. For this case, this paper a new management model based on the Android mobile Internet push technology, understanding the character of modern Internet public sentiment. Figuring out which basic functions the push system should have, analyzing the push systems existed, and the new management model will absorb the existed advantages and improve its shortcomings.Then, according to every function, making a detailed technical studies to provides a strong support for coding work. Final test results prove that this push technology system based on the Android mobile Internet in line with the actual demand, with a strong practical.

Computing Application Technology; Public sentiment; Mobile internet; Android; Push

TP300

A

10.3969/j.issn.1003-6970.2016.12.006

國家自然科學(xué)基金（No.61272519, No.61170297, No.61572080, No.61472258）

黃霄漢(1991-)，男，碩士研究生，主要研究方向：移動互聯(lián)網(wǎng)安全。

馬兆豐，講師，主要研究方向：數(shù)字版權(quán)管理；數(shù)字內(nèi)容安全；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全。

本文著錄格式：黃霄漢，馬兆豐. Android移動互聯(lián)網(wǎng)輿情推送技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[J]. 軟件，2016，37（12）：26-31