牛安琪，劉紹華

（北京郵電大學(xué)電子工程學(xué)院 北京 100876）

基于Widget業(yè)務(wù)解耦引擎的設(shè)計與實現(xiàn)

牛安琪，劉紹華

（北京郵電大學(xué)電子工程學(xué)院 北京 100876）

隨著信息化的逐步推進(jìn)，為了響應(yīng)國家節(jié)能高效的號召，無紙化辦公已經(jīng)在政府機(jī)構(gòu)中得以推廣和普及，讓人們在能夠享受高效便捷的辦公體驗的同時，又減少了資源的消耗。在面對諸多繁雜業(yè)務(wù)時，由于對于業(yè)務(wù)本身缺少理解和規(guī)劃，在無紙化的過程中存在著諸多的轉(zhuǎn)換中的性能挑戰(zhàn)[1]。本文基于Android系統(tǒng)，在設(shè)計和實現(xiàn)了一種具有通用性的一套解耦平臺，在實現(xiàn)了傳統(tǒng)辦公功能的同時，有效地降低了展現(xiàn)給用戶界面的時間和提高了用戶處理業(yè)務(wù)的速度，為辦公的流程提供了簡單直接的操作方式，同時也集中體現(xiàn)了軟件設(shè)計中高內(nèi)聚低耦合的設(shè)計思想，可以使用于同類的業(yè)務(wù)解耦問題。

Android開發(fā)；widget平臺；分發(fā)引擎；解耦高效

0 引言

隨著信息科技的高速發(fā)展，特別是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和移動通信技術(shù)在全世界的推廣，人們獲取信息的手段發(fā)生了巨大變化，尤其是那些對實現(xiàn)實時信息要求強(qiáng)烈、移動性強(qiáng)的單位和個人，移動計算和無線數(shù)據(jù)技術(shù)將為他們的工作帶來嶄新的變化[2]。在辦公室中，利用一個終端能接收所有的語音、數(shù)據(jù)來電，而不需要用固定電話、手機(jī)等多種接入設(shè)備，這是移動辦公在企業(yè)內(nèi)部的理想應(yīng)用，越來月月的需求使得基于功能實現(xiàn)而設(shè)計而成的應(yīng)用軟件越來越臃腫，更多的業(yè)務(wù)耦合在一起，既增加了業(yè)務(wù)邏輯處理的時間，又降低了用戶體驗的流暢度，因而一種可以適用于移動辦公領(lǐng)域中的解耦分發(fā)機(jī)制就應(yīng)運而生，可以直觀的讓用戶看到所有的業(yè)務(wù)需求入口，同時又降低了用戶交互的時間，在達(dá)到相同業(yè)務(wù)處理的同時，有效的節(jié)省了用戶的時間，提高了辦公效率[3]。

本論文實現(xiàn)的業(yè)務(wù)解耦引擎，是基于 An-droid系統(tǒng)中的Widget組件，將單一的業(yè)務(wù)流程入口改善為多入口，并且可以直觀的放在主屏幕中，這樣在降低了操作深度的同時，也能幫助用戶快速便捷的進(jìn)入到操作界面，從而達(dá)到了對與復(fù)雜業(yè)務(wù)的解偶目的。其中對于PendingIntent和GridView的研究以及利用了Android系統(tǒng)中的跨進(jìn)程通信機(jī)制，達(dá)到了將不同的APP整合集中在本引擎中，方便管理與控制[4,5]。有效的提高了用戶操作的效率，節(jié)省了操作時間。

1 業(yè)務(wù)解耦引擎的需求分析

業(yè)務(wù)解耦引擎是需求驅(qū)動的創(chuàng)新，為了解決在已有的生產(chǎn)生活中電子辦公效率低的問題而產(chǎn)生的應(yīng)用型創(chuàng)新，下面將從產(chǎn)品需求，功能性需求以及非功能性需求三個方面來分析[6]。

1.1 產(chǎn)品需求

移動辦公是當(dāng)今高速發(fā)展的通信業(yè)與 IT業(yè)交融的產(chǎn)物[7]，它將通信業(yè)在溝通上的便捷、在用戶上的規(guī)模，與IT業(yè)在軟件應(yīng)用上的成熟、在業(yè)務(wù)內(nèi)容上的豐富，完美結(jié)合到了一起，使之成為了繼電腦無紙化辦公、互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程化辦公之后的新一代辦公模式。隨著國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的日益成熟，移動辦公越來越受到企業(yè)的親睞。

對于企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)來說，他們也會需要在出差時隨時需要查看、調(diào)用、審批內(nèi)部的資料文檔，并知道業(yè)務(wù)進(jìn)展及流程進(jìn)度。這時他們需要移動辦公產(chǎn)品來幫助他們不受空間、時間的限制，在任何時候任何地方都能輕松方便地處理手頭緊急的工作[8]。

又由于在行業(yè)中單一的業(yè)務(wù)類型少之又少，大多是更具有綜合性，業(yè)務(wù)重疊交叉比較多的應(yīng)用場景，這時，能夠完成用戶的業(yè)務(wù)需求僅僅是基礎(chǔ)工作，更多的我們還要著眼于提升用戶處理的效率，為用戶節(jié)省寶貴的時間，這種情形下，一個能夠?qū)Ｗ⒂跇I(yè)務(wù)分發(fā)和管理的引擎就顯得尤為重要，通過引擎的中轉(zhuǎn)和分配工作，將一部分原本應(yīng)該由用戶來操作的事件承接過來，完成自動化的處理，不僅體現(xiàn)了電子辦公的自動化特性而且切實的便利了用戶，獲得了更好的用戶體驗。

因此，這樣一種業(yè)務(wù)引擎的設(shè)計和研究，是具有現(xiàn)實的意義，并且能夠提高辦公的效率的。

1.2 功能性需求

業(yè)務(wù)引擎核心需要解決的問題就是對不同業(yè)務(wù)應(yīng)用的管理和權(quán)限分配問題，可以通過以傳統(tǒng)應(yīng)用與解耦引擎應(yīng)用對比進(jìn)行分析：

通過上面的表格我們可以知道，Widget引擎由于他特有的平面型多入口特點，使得用戶在進(jìn)行業(yè)務(wù)選擇時候的操作時間有效降低，并通過多入口的登入方式，不再拘泥于單一的業(yè)務(wù)，可以有效的組合不同方面的業(yè)務(wù)來達(dá)到多樣的辦公特點[9]。

表1 解耦引擎與傳統(tǒng)應(yīng)用的特性對比Tab.1 Features comparisonbetween decoupling engine and traditional application

主體上依托Widget控件，搭建起了同系統(tǒng)的交互橋梁。

Widget模塊：作為直接與用戶交互的功能承載，Widget平臺是具有對于不同業(yè)務(wù)的分發(fā)和處理的功能，同時，還可以通過這個平臺來控制對于不同邏輯入口的權(quán)限，實現(xiàn)了不同的用戶對應(yīng)不同的操作權(quán)限的功能，有效的降低了對于無效信息的篩選工作，通過進(jìn)程間的通信，并根據(jù)包名就可以確定出對應(yīng)的具體業(yè)務(wù)，而Widget完成了對于用戶請求初步處理。

用戶身份驗證模塊：作為個性化定制的集中體現(xiàn)，借助于Widget的管理平臺，通過持有指定辦公的名單列表，可以管理和控制不同的人員的權(quán)限問題，從而解決了政府企業(yè)文件簽批問題中的審批權(quán)限問題。

單一業(yè)務(wù)職能模塊：作為與傳統(tǒng)應(yīng)用的強(qiáng)重合點，除了繼承完成傳統(tǒng)業(yè)務(wù)需求的前提，這個模塊還完成了對于業(yè)務(wù)的整理分析，并進(jìn)行解耦抽離的工作，盡量將每一個部分的業(yè)務(wù)都能單一化處理，避免了在業(yè)務(wù)邏輯層面的交叉，更為引擎的搭建奠定了業(yè)務(wù)基礎(chǔ)。

1.3 非功能性需求

時間效率方面：通過將不同的業(yè)務(wù)入口直接放在引擎上與用戶交互，這一改變，將用戶的操作時間節(jié)省了一半以上，用戶不再需要通過同一個入口進(jìn)入選擇頁面去選擇，而是直接從引擎入口就可以選擇自己所需辦理的業(yè)務(wù)，表現(xiàn)與交互形式更加快捷和方便。

安全性方面：該引擎現(xiàn)在采用了用戶名和密碼以及網(wǎng)絡(luò)傳輸中的 https協(xié)議來保證數(shù)據(jù)的安全問題，同時平臺還具有可拓展的性能，還可以兼容通過證書，SIM卡信息和設(shè)備ID信息等來保證用戶的唯一性和用戶數(shù)據(jù)的安全性。

穩(wěn)定性方面：基于引擎的應(yīng)用可以可以保證500次及以上的操作的流暢度和穩(wěn)定性，符合了OA系統(tǒng)對于系統(tǒng)的響應(yīng)需求，并經(jīng)過了測試實驗[10]。

2 引擎整體設(shè)計方案

基于Widget的業(yè)務(wù)解耦引擎，核心是通過安卓系統(tǒng)中的組件作為平臺，利用系統(tǒng)本身所擁有的跨進(jìn)程通信的方式來中轉(zhuǎn)和分發(fā)不同的業(yè)務(wù)流，平臺也依托具體的業(yè)務(wù)流程，進(jìn)行模塊化劃分。

2.1 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計

本文將根據(jù)在抽象層分布位置的不同來進(jìn)行模塊的劃分，主要分為網(wǎng)絡(luò)模塊、平臺整體模塊、應(yīng)用層模塊以及單一任務(wù)模塊的設(shè)計，通過模塊化的處理，能夠?qū)?fù)雜的工程需求按照一定的工程規(guī)范進(jìn)行劃分，便于工程管理，功能解耦以及把控工程各部分的性能和進(jìn)度。如下所示圖1是整體架構(gòu)的設(shè)計。

圖1 整體架構(gòu)設(shè)計Fig.1 Design of system architecture

通過上圖可以知道，整體設(shè)計中，將網(wǎng)絡(luò)模塊作為整體引擎的基礎(chǔ)支撐，負(fù)責(zé)移動端和服務(wù)器的交通中轉(zhuǎn)，上面是整合模塊，作為引擎的核心，會根據(jù)一定的指導(dǎo)性文件引導(dǎo)用戶進(jìn)入特定的流程，再上面是應(yīng)用模塊，負(fù)責(zé)所有應(yīng)用之間的邏輯關(guān)系，并處理擴(kuò)展性，最上面是對單一應(yīng)用的設(shè)計，結(jié)合具體應(yīng)用完成業(yè)務(wù)處理。

2.2 分發(fā)平臺的設(shè)計

分發(fā)平臺的設(shè)計，是基于本地的配置文件而建立起來的，如果沒有檢測到配置文件的存在，將會采用默認(rèn)的配置文件內(nèi)容，當(dāng)平臺直接與用戶交互時，整合引擎將根據(jù)用戶的指令，去解析本地存儲的配置文件，并將用戶的操作轉(zhuǎn)換成配置信息， 再加入本地讀取和解析出來的配置文件信息進(jìn)行重組和打包，之后發(fā)送給移動端的系統(tǒng)服務(wù)，系統(tǒng)服務(wù)持有移動端所有注冊了的應(yīng)用，將服務(wù)端接受到平臺的申請時，進(jìn)行進(jìn)程間的調(diào)度，并將申請向下進(jìn)行分發(fā)，指定開啟用戶需求的應(yīng)用程序，并完成計算機(jī)內(nèi)部資源的準(zhǔn)備和創(chuàng)建工作。

如下圖2是用戶在交互模式下，平臺工作的設(shè)計。

2.3 平臺邏輯層設(shè)計

邏輯層的設(shè)計，是基于對用戶需求的深刻分析，經(jīng)過了門戶部件的登錄之后，就可以進(jìn)入到相應(yīng)的日常辦公模塊、文獻(xiàn)查閱模塊以及工具類模塊，這里存放的是自己定制化的引擎分發(fā)入口，可以通過Android中的跨進(jìn)程通信機(jī)制（Binder機(jī)制）來分發(fā)到不同的進(jìn)程中去[14-15]，從而能夠充分的利用移動端的硬件資源，提高效率的同時，又能最大程度的分配計算機(jī)資源，達(dá)到了資源最優(yōu)化的整合目的。

圖3是應(yīng)用之間的邏輯關(guān)系圖。

圖2 交互模式下的平臺設(shè)計Fig.2 Design of platform in interactive mode

圖3 邏輯層應(yīng)用的總體設(shè)計Fig.3 Design of logic layer application

3 業(yè)務(wù)解耦引擎的實現(xiàn)

根據(jù)上面的需求分析和設(shè)計，本章將從網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)，UI界面的實現(xiàn)和widget平臺實現(xiàn)三個關(guān)鍵技術(shù)來說明具體的實現(xiàn)過程。

3.1 網(wǎng)絡(luò)模塊的實現(xiàn)

對于網(wǎng)絡(luò)模塊的實現(xiàn)，在分析和綜合了各大框架的優(yōu)勢之后，采用了開源框架 okHttp和 RxJava的基于觀察者模式的異步處理為基礎(chǔ)來封裝了里面的網(wǎng)絡(luò)請求[11]。

為了保證在頻繁的網(wǎng)絡(luò)請求中，能夠有序，高效的完成請求過程，并且在整個引擎系統(tǒng)推出時，也能夠正確的關(guān)閉和釋放相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)請求資源，從最外層開始采用觀察訂閱的模式來搭建整體的網(wǎng)絡(luò)模塊。觀察者模式，對于處理一步問題，有天然的優(yōu)勢，它并不要求觀察者和被觀察者處于同一個線程，因此在邏輯上可以靈活的切換線程，而網(wǎng)絡(luò)請求本身又常常非常耗時，并且返回結(jié)果的解析和處理，通常又是一個很耗時的過程，因此，將RxJava應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)請求中，十分符合課題的應(yīng)用場景。

這里封裝了POST方式的請求，其中對于各參數(shù)進(jìn)行說明：

RxContext: 該參數(shù)是調(diào)用方法所在的 activity或者fragment所在的Rx封裝類，包括Rx-AppCompatActivity和RxFragment，即是上下文的環(huán)境。

URL：網(wǎng)絡(luò)請求的地址。

Params：網(wǎng)絡(luò)請求的配置參數(shù)。

RXFunc1：OkHttp請求的直接返回結(jié)果Response的處理回調(diào)類，可以獲取成String也可以是inputStream分別應(yīng)對返回的json或文件流。

影響遺傳結(jié)構(gòu)的因素很多，如突變、基因流、選擇和遺傳漂變，以及繁育系統(tǒng)、進(jìn)化歷史、種子傳播機(jī)制、習(xí)性、物候、演替階段、分布范圍、和環(huán)境等。廣西地不容主要借助昆蟲、鳥、風(fēng)力等進(jìn)行花粉傳播，造成了居群間相對較大的基因流動（Nm＝1.456 9），阻止了居群間遺傳分化的發(fā)生。廣西地不容的居群較小，居群內(nèi)的個體數(shù)量也較少，基因流可以減輕小居群間近交衰退和遺傳變異的減少，對于瀕危植物的保護(hù)非常有利。但是在某些情況下，基因流會通過遠(yuǎn)交衰退降低適合度，阻止居群的適應(yīng)性分化，也會對小居群帶來不利的影響。因此，應(yīng)特別關(guān)注基因流在廣西地不容居群保護(hù)中的作用，一旦發(fā)現(xiàn)基因流在世代間的變化較大時要引起注意。

rxSubscriber：結(jié)果回調(diào)類，用戶對于請求的error和成功結(jié)果進(jìn)行處理，對外暴露的接口，可以在這里進(jìn)行對返回結(jié)果的處理。

對于方法的具體實現(xiàn)，是通過 BaseActivity中的一個復(fù)合訂閱者集合來逐一添加觀察者，add方法中的參數(shù)是一個 Subscription，他的產(chǎn)生是又 Rx的第三方框架來做，通過產(chǎn)生被觀察者Observable，以及配置相應(yīng)的參數(shù)，來獲取一個Subscription，如下列出RxJava中重要并且常見的操作：

Observable.OnSubscribe＜T＞：接口，里面的方法Call當(dāng)訂閱者觸發(fā)subscribe這個方法時候就會執(zhí)行

subscribeOn(Schedulers.io()) 設(shè)置被觀察者處于哪一個線程，這里是將觀察者切換到IO線程，來保證主線程不做耗時操作。

observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())指定 Subscriber所運行在的線程?；蛘呓凶鍪录M的線程。這里是切換到主線程即UI線程，方便后續(xù)對界面的更新操作。

subscribe(rxSubscriber))將觀察者和被觀察者進(jìn)行關(guān)聯(lián)，并觸發(fā)訂閱關(guān)系。

每次的網(wǎng)絡(luò)請求，都會創(chuàng)建一個Call對象，并將配置的參數(shù)輸入Call對象中并返回，這樣就可以拿到每次請求的對象，之后對 Call對象執(zhí)行 excute方法，并實現(xiàn)其中的接口，來進(jìn)行獲取數(shù)據(jù)后的操作。

3.2 UI界面的實現(xiàn)

平臺依托于AppWidgetProvider組件，其實質(zhì)是一個廣播接收器，在注冊時，會有諸多屬性：

＜receiver＞中的 name 屬性是表明這個組件的具體指向類，值是具體實現(xiàn)類的包名加類名；process屬性，是表明這個組件運行于獨立的WidgetProcess進(jìn)程中，目的是為了充分利用計算機(jī)的資源，排除在同一進(jìn)程中與其他組件產(chǎn)生不必要的資源競爭。

對于＜intent-filter＞標(biāo)簽而言，其中的一個屬性＜action android:name = android. appwidget. action.APPWIDGET_UPDATE”是必不可少的，因為系統(tǒng)通過這個action標(biāo)志來識別這個組件為AppWidget組件。其他的一些＜action＞標(biāo)簽，則是具體實現(xiàn)時，自義定的過濾標(biāo)志，用來識別和啟動AppWidget組件。

其中需要特別說明的是＜meta-data＞標(biāo)簽以及屬性，name屬性，是通常意義的表示作用，而resource屬性是為當(dāng)前標(biāo)簽設(shè)計一些資源的文件，可以自定義來實現(xiàn)，從而定制個性化的AppWidget。

以上是對Widget部件在UI界面以及初始化時，進(jìn)行的一些配置，不同于普通的移動應(yīng)用，小部件的開發(fā)流程有它獨特的地方，相應(yīng)進(jìn)行設(shè)置的地方也需多加注意。

3.3 widget平臺實現(xiàn)

以上對于UI界面的展示問題進(jìn)行了說明，圖4是邏輯層中的Widget部件。

在主 Activity的啟動過程中，只是僅僅發(fā)了一個廣播，來啟動Widget的生命周期，然后直接結(jié)束自己的生命周期。在LoginWidgetProvider中主要用到了Widget的兩個生命周期函數(shù)onUpdate和onReceive，在onUpdate()中去更新初始化的View，并且網(wǎng)絡(luò)請求來確定確定各個單一應(yīng)用的程序接口是否顯示[12]。

圖4 Widget啟動流程圖Fig.4 Flow chart of widget

Widget引擎的數(shù)據(jù)支持與普通的適配器有很多的相同之處，也是由于適配器的實現(xiàn)可以個性化定制，因此才支撐了個性化的Widget的產(chǎn)生。

4 性能測試與實現(xiàn)效果

在完成了對于整體引擎的設(shè)計和實現(xiàn)之后，為了檢測是否能夠正常上線運行、檢測是否能夠達(dá)到用戶的要求標(biāo)準(zhǔn)，以及各部分的聯(lián)合調(diào)試，需要在測試環(huán)境中進(jìn)行測試并及時修復(fù)問題，以便能夠盡可能地改善用戶體驗。

4.1 測試環(huán)境

在內(nèi)網(wǎng)環(huán)境下，應(yīng)用移動筆記本和移動終端對引擎進(jìn)行整體的聯(lián)調(diào)的測試，其中軟件和硬件的測試環(huán)境如下表2，表3所示.

4.2 性能測試

在部署好硬件環(huán)境和軟件環(huán)境，并搭建好內(nèi)網(wǎng)環(huán)境，將程序下載到E人E本上運行，同時通過在程序中注入日志信息的方式得到用戶通過引擎處理業(yè)務(wù)所花費的時間和普通應(yīng)用通過單一的入口所需要花費的時間。

表2 硬件測試環(huán)境Tab.2 Hardware test environment

表3 軟件測試環(huán)境Tab.3 Software test environment

如上表所示，可知，在 Android系統(tǒng)中[16]，通過傳統(tǒng)的方式，要經(jīng)歷兩次activity的啟動過程，才可以進(jìn)入到指定的業(yè)務(wù)中，一次是圖標(biāo)點擊進(jìn)入app，一次是從首頁點擊再進(jìn)入業(yè)務(wù)邏輯頁，這里忽略了在首頁停留的時間，直接通過startActivity來中轉(zhuǎn)，通過測試可知，平均的耗時在50 ms左右，采用引擎之后，用戶在登陸widget之后，只需要一次的點擊就可以進(jìn)入到指定的業(yè)務(wù)頁，從而使得啟動時間減少，最后穩(wěn)定在31 ms左右，可見，引擎的模式具有節(jié)省時間的特性，達(dá)到了提高效率的目的。

表4 與傳統(tǒng)應(yīng)用耗時對比表Tab.4 Time-consuming comparison with traditional applications

4.3 實際效果測試

在完成性能測試后，進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試，最終的效果圖如圖5所示。

通過性能測試和結(jié)果檢測，表明引擎的需求和對節(jié)省時間的要求已經(jīng)達(dá)到了用戶的需求。

5 結(jié)論

本文在深入理解和研究用戶的需求基礎(chǔ)上，提出的基于Widget的解耦引擎形式，方便了用戶處理特性情景下的邏輯，有效的提高了用戶操作的效率，節(jié)省了時間，對于企業(yè)，尤其是事業(yè)單位中的多任務(wù)，復(fù)雜邏輯處理文件過程有很多大的幫助，同時幫助用戶對應(yīng)用進(jìn)行高內(nèi)聚低耦合的設(shè)計與實現(xiàn)，引擎的研究對于推動無紙辦公效率的提高，有一定的推進(jìn)作用。

圖5 引擎首頁Fig.5 Login page

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Design and Implementation of Business Decoupling Engine Based on Widget

Niu An-qi, Liu Shao-hua
(School of Electronic Engineering, Beijing University of Post and Telecommunications, Beijing 100876, China)

With the gradual progress of information, in response to the call of national energy efficient, paperless office has been promoted and popularized in government, so that people can enjoy efficient and convenient office experience at the same time, but also reduce the consumption of resources. In the face of many complex business,due to the lack of understanding and planning of the business itself, in the process of paperless there are many conversion challenges in the performance. In this paper, based on the A-ndroid system, in the design and implementation of a common set of decoupling plat-form, in the realization of the traditional office functions at the same time,effectively reduce the time to show the user interface and improve the user processing business sp-eed, For the office process provides a simple and direct mode of operation, but also em-bodies the software design in the high cohesion low coupling design rules and can be used for similar business decoupling problems.

Android development; widget platform; Distribution engine; Decoupling and efficient

TP399

A

10.3969/j.issn.1003-6970.2017.12.030

本文著錄格式：牛安琪，劉紹華. 基于Widget業(yè)務(wù)解耦引擎的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 軟件，2017，38（12）：160-164

牛安琪(1991-)，男，主要研究方向：計算機(jī)移動互聯(lián)網(wǎng)；劉紹華(1976-)，男，副教授，研究方向：無線通信，嵌入式系統(tǒng)，物聯(lián)網(wǎng)，云計算，移動互聯(lián)網(wǎng)。