（通信与信息系统专业论文）android移动终端影院购票系统开发.pdf

摘要 第三代移动通信技术( 3 r dg e n e r a t i o n ) 的快速发展大力提升了移动终端的 数据传输效率，加上拥有独立开放操作系统、高速度处理芯片和强大计算存储 能力的智能移动终端，二者为我们实现更加高效、多彩的数字化信息生活奠定 了通信和硬件基础。 智能移动终端拥有良好的人机交互体验，且其对第三方应用软件的支持可 以实现手机真正意义上的个性化定制。目前比较流行的智能移动操作系统有微 软的w m d o w sm o b i l e 、诺基亚的s y m b i a n 、谷歌的a n d r o i d 等等，经过对各种操 作系统进行比对，本项目选择a n d r o i d 操作系统作为开发平台来设计实现移动终 端影院购票系统。 在对a n d r o i d 平台相关技术进行研究分析的基础上，本文提出了影院购票 系统的物理架构和技术选型，网络部分本系统采用h t t p 协议和x m l 技术，系 统客户端对x m l 数据的解析采用s a x 方式，系统数据存储采用m y s q l 数据 库技术和s q l i t e 数据库技术，嵌入式数据库s q l i t e 是这部分的研究重点。然后 针对系统特点对实现程序的架构分层进行讨论。 作为面向用户和签约方的商用系统，影院购票系统的安全性是本文的研究 重点之一。本文完成了s q l i t e 数据库的详细设计和技术实现，并着力扩展实现 s q l i t e 数据库的安全机制。通过改写s q l i t e 数据库开放源码，实现预留加密接 口，采用了r s a 算法和d e s 算法相结合的混合密码系统。 考虑到移动终端的内存资源占用和用户体验度问题，为了保持移动终端数 据库和远程服务器端数据库的同步更新，系统客户端与服务器端的数据交互应 用了“分级管理”的原则，即采用直接访问服务器方式实现重要信息的实时交 互，采用轮询机制实现客户端数据库与服务器数据库数据的定时更新。本文设 计实现了计时器模式，用于客户端数据库和服务器端数据库的同步和更新。 根据前期提出的程序架构分层理论，本文对影院购票系统各功能模块的应 用层、业务层和适配层细化设计，并使用a n d r o i d 提供的开发工具e c l i p s e 中进 行代码实现和调试，给出运行结果。论文后期对移动终端影院购票系统进行详 细的测试和评估工作，包括三部分：数据库加密测试，系统模拟器测试和真机 测试。最后对系统的整个开发过程进行总结，提出下一步工作的方向。 关键字：a n d r o i d ，嵌入式数据库，移动终端，r s a 算法，d e s 算法 a b s t r a c t 1 1 地r a p i dd e v e l o p m e n to f3 r d - g e n e r a t i o ni m p r o v e st h ed a t at r a n s m i s s i o n e f f i c i e n c yo fm o b i l et e r m i n a l ，a n dt h em o b i l ei n t e l l i g e n tt e r m i n a l si s t op o s s e s s i n d e p e n d e n ta n do p e no p e r a t i n gs y s t e m ，h i g hs p e e dp r o c e s s i n gc h i pa n dap o w e r f u l c o m p u t i n gt h es t o r a g ec a p a c i t y a l lf o r 佻t oa c h i e v em o r ee f f i c i e n t , c o l o r f u ld i g i t a l i n f o r m a t i o nl i f el a i dc o m m u n i c a t i o na n dh a r d w a r ef o u n d a t i o n i n t e l l i g e n tm o b i l et e r m i n a lh a sg o o dh u m a n c o m p u t e ri n t e r a c t i o ne x p e r i e n c e ， a n dt h et h i r dp a r t ya p p l i c a t i o ns o f t w a r e ss u p p o r tc a na c h i e v et h ec u s t o m i z a t i o no ft h e m o b i l ep h o n e c u r r e n t l ym o r ep o p u l a ri n t e l l i g e n tm o b i l eo p e r a t i n gs y s t e m 、) l ，i 也 m i c r o s o f t sw m d o w sm o b i l e ，n o k i a ss y m b i a n , g o o g l e sa n d r o i da n ds oo n c o m p a r i n gt h ev a r i o u so p e r a t i n gs y s t e m , o u rp r o j e c ts e l e c tt h ea n d r o i do p e r a t i n g s y s t e ma st h ed e v e l o p m e n tp l a t f o r mt od e s i g nt h em o b i l ec i n e m at i c k e t i n gs y s t e m b a s e d0 nt h ea n a l y s i so ft h ea n d r o i dp l a t f o r m st e c h n o l o g y , t h i sp a p e rp r o p o s e d p h y s i c a l a r c h i t e c t u r ea n dt e c h n i c a ls o l u t i o n so ft h et i c k e ts y s t e i n w eu s eh t t p p r o t o c o la n dx m lt e c h n o l o g yi nn e t w o r k , i ns y s t e mc l i e n t , w eu s es a xa n a l y s i s t e c h n o l o g yf o rx m ld a t a , a n dw eu s em y s q ld a t a b a s ea n ds q l i t ed a t a b a s ef o rt h e s y s t e md a t as t o r a g e ，t h ee m b e d d e dd a t a b a s es q l i t ei st h ei m p o r t a n tp a r to fr e s e a r c h a c c o r d i n gt ot h es y s t e m sc h a r a c t e r i s t i c ，w ed i s c u s st oa c h i e v et h ef i m n e w o r kl a y e r s a b o u to u rs y s t e m a sa nb u s i n e s ss y s t e mf o rt h eu s e r sa n dt h ec o n t r a c t i n g , c i n e m at i c k e t - b u y i n g s y s t e m s e c u r i t yi s t h ee m p h a s i so ft h ep a p e r t h i sp a p e rc o m p l e t e dt h es q l i t e d a t a b a s e sd e t a i l e dd e s i g na n dt e c h n i c a lr e a l i z a t i o n , a n df o c u s e do nd i s c u s s i o no f d a t a b a s es e c u r i t ym e c h a n i s m t h i sp a p e rr e a l i z e sr e s e r v e de n c r y p t i o ni n t e r f a c eb y r e w r i t i n gt h es q l i t ed a t a b a s e s s o u r c ec o d e w eu s er s aa l g o r i t h ma n dd e s a l g o r i t h mi n t h em i x e de n c r y p t i o ns y s t e m c o n s i d e r i n gt h em o b i l et e r m i n a l sm e m o r yr e s o u r c ea n du s e re x p e r i e n c e ，i n o r d e rt om a i n t a i nt h ed a t a ss y n c h r o n i z a t i o nu p d a t eb e t w e e nt h em o b i l et e r m i n a la n d t h es e r v e r , w eu s e c l a s s i f i c a t i o nm a n a g e m e n t ”p r i n c i p l ei nt h ec l i e n ta n ds e r v e rd a t a i n t e r a c t i v e i no t h e rw o r d s ，b ya c c e s s i n gt h er e a l - t i m ei n t e r a c t i o no nt h et h ei m p o r t a n t i n f o r m a t i o n , u s i n gp o l l i n gm e c h a n i s mt oa c h i e v et h ec l i e n td a t a b a s ea n dt h es e r v r d a t a b a s ed a t au p d a t e t h i sp a p e rd e s i g nt h et i m e rm o d ef o rs y n c h r o n i z ea n du p d a u b e t w e e nt h ec l i e n td a t a b a s ea n dt h es e r v e rd a t a b a s e a c c o r d i n gt op r e v i o u sr e s e a r c h a b o u tt h e 台a m e w o r kl a y e r st h e o r y , e a c h f u n c t i o nm o d u l eo ft h ec i n e m at i c k e t i n gs y s t e mi sd i v i d ei n t ot h ea p p l i c a t i o nl a y e r , t h eb u s i n e s sl a y e ra n dt h ea d a p t a t i o nl a y e rd e s i g n , a n da n d r o i ds u p p l yd e v e l o p m e n t t o o l s ，w eu s ee c l i p s et oa c h i e v ea n dd e b u g ，a n ds h o w st h er u n n i n gr e s u l t s l a t e r , w e t r yt od e t a i l e dt e s t i n ga n da s s e s s m e n t 0 nm o b i l et e r m i n a lf o rc i n e m at i c k e t i n gs y s t e m ， i n c l u d i n gt h r e ep a r t s ：d a t a b a s ee n c r y p t i o nt e s t , s i m u l a t o r t e s ta n dm o b i l et e r m i n a lt e s t a tt h ee n d , w es u m m a r i z et h ew h o l ew o r k , a n dp u tf o r w a r dt ot h en e x ts t e pi nt h e d e v e l o p m e n to fo u rr e s e a r c h k e y w o r d ：a n d r o i d ，e m b e d d e dd a t a b a s e ，m o b i l et e r m i n a l ，r s aa l g o r i t h m ，d e s a l g o r i t h m m 武汉理工大学硕士学位论文 1 1 课题背景 第1 章绪论 1 9 7 3 年4 月，美国m o t o r o l a 公司的m a r t i nc o o p e r 带领其研发团队研制出了 世界上第一部手机，而在半年前，公司负责人将开发移动电话的任务交给他的 团队时，他们还不知道所谓的移动电话是什么。当那时的人们为不用被一根电 话线束缚而欢呼雀跃时，是否能预料到今天的手机作为移动终端在人们生活中 所承载的功能是如此数不胜数，特别是3 g 智能手机炙手可热的当下，上网、微 博、字典、收音机、导航、读书、画画、订机票、炒股，手机简直无所不 能，套用一句流行语，“没有做不到，只有想不到”。而以往基本依附于互联网 的电子商务活动随着3 g 网络的大规模建设和智能手机的迅速普及也悄然发生着 变化，移动电子商务走进了人们的日常生活，且其在快节奏、时刻追求效率的 现代化都市生活中越来越凸现出其潜力所在。作为紧密结合日常生活的本地化 应用服务之一，移动终端影院购票业务也被大家提上了日程，相较于传统的到 影院选择影片、购买电影票，移动终端影院购票业务可以随时随地确定影院是 否有自己喜欢的影片在映，选择就近影院即时购票，省时省力，且有利于人们 更好的安排时间，而其属于小额支付业务，账户资金安全易保障，资金安全上 也不会带给用户过多的心理负担，所以越来越受到大众的追捧i l 】。 据国家广播电影电视总局2 0 1 0 年在北京、上海、广东、浙江四省市开展的 关于移动终端购票业务的用户调研数据显示：样本人群中，已经使用过该业务 的人数占1 7 ，其中自己主动了解订购且现在经常使用该业务的占的比例最高 为7 ，未来有可能选择该业务的占总人数的7 5 ，对该业务没兴趣且确定不会 使用的占到7 ，从未使用该业务的占5 5 ，未曾听说该业务得占总人数的2 0 。 样本人群中，对移动终端购票业务的要求，选择希望操作简易、快捷的人最多， 次之考虑最多的是开通的便捷性和使用的安全性，其他方面要求的人较少。 由上面的调研统计数据可以看出，人们对用移动终端购买电影票这项业务 的认知度和接受度还是比较高的，所以移动终端影院购票系统的研发是非常有 必要的。但是因为该项调研是在国内较发达地区进行的，整体来说，这里的样 本人群接受新事物的能力相较其他地区的偏高，因此可以看出这项业务在全国 范围的普及程度还不够。另外，目前的移动终端影院购票业务还只是崭露头角 武汉理工大学硕士学位论文 阶段，很多地方都需要进一步完善，例如合作影院的拓展、电子客票兑换终端 的铺设等等，且到目前为止，现有市场上还没有一款真正意义上普遍适用的移 动终端购票软件，少有的几款基本也是绑定运营商的，这也是部分人群不愿使 用移动终端购买电影票的原因之一。 本项目选择a n d r o i d 操作系统作为开发平台来设计实现移动终端影院购票 系统。自从谷歌2 0 0 7 年1 1 月首次正式展示a n d r o i d 操作系统，移动互联网的格 局就开始重新洗牌，从2 0 0 8 年9 月，谷歌发布a n d r o i d 第一版智能手机和1 0 版本，到2 0 1 1 年i o 月1 9 日，谷歌正式发布a n d r o i d4 0 版本。仅仅几年时间， a n d r o i d 的发展就令人瞠目。有数据显示，2 0 11 年第一季度，a n d r o i d 占据全球 智能手机操作系统市场5 2 5 的份额，跃居全球第一，终结了塞班系统的霸主地 位。a n d r o i d 平台如此惊人的发展源于其在应用程序开发方面具有完全的开源性， 程序开发者们在这个完整、开放、免费的平台下可以最大程度的自由发挥，免 除了签名证书申请的麻烦，也不用像以往应用其他手机平台开发程序时要面对 垄断、限制和不菲的平台使用费用，且a n d r o i d 操作系统使用目前最为流行的j a v a 编程语言作为应用层开发语言，将软件的开发周期大大缩短。只要你愿意，每 个人都可以为a n d r o i d 操作系统的更新换代和软件开发发光发热，且在这里程序 开发者们的辛勤劳动是有着丰厚的回报的，a n d r o i d 市场的火热就可以充分说明 这一点。众人拾柴火焰高，由此看来，a n d r o i d 操作系统的迅速崛起就不难理解 了脚 3 1 。 1 2 课题设计目标和研究意义 通过完成a n d r o i d 平台下移动终端影院购票系统的设计开发，帮助使用者实 现更加快捷、便利的移动终端购票体验，在这个快节奏的时代最大程度的挖掘 潜在的电影消费者，让大众重返影院。 本系统的主要技术实现包括三部分： 移动客户端s q l i t e 数据库的设计和安全机制实现； 移动客户端通过移动互联网和远程服务器端的数据交互： 影院购票系统的架构功能实现。 本项目的设计目标是面向用户实现以下功能： 提供签约影院选择，用户根据个人位置选择观看影院； 影片信息浏览功能( 包括影片内容简介、演员列表等) ； 2 武汉理工大学硕士学位论文 观影影片、观看场次、观影放映厅座位的选择功能； 支付功能； 娱乐新闻信息查看功能； 已购影票信息查询功能； 热门影片推荐功能。 本项目设计原则如下： 实用性。充分考虑使用者需求，力求系统使用便捷、操作简单，使用者根 据界面提示操作就可以快捷便利的完成整个购买过程。 安全性。详细设计并实现系统s q l i t e 数据库的安全机制，保证系统用户 和签约方的信息安全和交易安全。 可扩展性。未来允许进行添加新功能或修改完善现有功能的系统改进设 计。 1 3 论文重点工作和组织结构 本文的重点工作主要集中在s q l i t e 数据库的安全机制、系统客户端与远程 服务器端的数据交互和系统应用架构功能实现三方面。 论文的组织结构如下： 第一章是分析课题研究背景和论文的结构安排。 第二章是影院购票系统研发相关的关键技术分析，选定系统物理架构和技术 方案，提出了程序架构分层理论。 第三章是影院购票系统数据存储的设计和安全机制分析和实现，包括d e s 算法和r s a 算法在数据库加密和网络传输中的应用。 第四章是系统与远程服务器的数据交互方案构想和实现。 第五章应用架构分层理论，着重进行系统客户端各功能模块的实现和程序调 试。 第六章是系统测试部分，包括数据库加密测试，系统模拟器测试和真机测试。 第七章是对研发工作进行总结，提出下一步的研究方向。 武汉理工大学硕士学位论文 第2 章系统技术分析和简要架构设计 2 1 a n d r o i d 平台基础技术分析 2 1 1 a n d r o i d 移动操作系统现状 移动互联网时代的到来带给人们的惊喜层出不穷，智能移动终端的迅猛发展 和3 g 的大面积推广摒弃了人们传统意义上关于移动终端的概念，现在的智能移 动终端就相当于一台微型电脑，它拥有独立开放的操作系统，高速度的处理芯 片和大存储芯片，具有强大的计算存储能力，并且人们可以自由的安装卸载软 件，进行个性化设置，而近年来3 g 的推广也使智能移动终端通过移动通信网络 实现了更加稳定、快捷的无线网络接入。这其中相较传统移动终端最大的一个 亮点是智能移动终端独立开放的操作系统。传统移动终端所搭载的操作系统基 本是各厂商开发的自有属性的封闭式系统，使得传统移动终端的功能实现受到 很大限制，且用户不能进行个性化的功能扩展，而智能移动终端的操作系统不 但具有良好的人机交互界面，且其对第三方应用软件的支持可以实现移动终端 真正意义上的个性化定制。 目前比较流行的智能移动终端操作系统有微软的w m d o w sm o b i l e 、诺基亚的 s y m b i a n 、谷歌的a n d r o i d 等，而a n d r o i d 操作系统近年来的发展是有目共睹的， 就像本文绪论中提到的，2 0 1 1 年，a n d r o i d 操作系统在智能移动终端操作系统市 场的份额已经跃居全球第一，“博采众长，为他所用 ，作为首个为移动终端打 造的真正开放、免费和完整的移动平台，与其他智能移动终端操作系统的厂家 不同，谷歌公司允许研发者免费使用a n d r o i d 平台进行开发工作，这样既节省了 许多成本，研发者在为其开发程序时也拥有更大的自由，由此吸引了大量的程 序研发人才 4 1 【蚋。 a n d r o i d 是以l i n u x 为核心，底层使用c c + + 作为开发语言，开发应用程序 主要使用j a v a 作为编程语言，在j a v a 虚拟机的基础上，谷歌根据移动终端对内 存读取和资源占用要求高的特点，重新设计了a n d r o i d 虚拟机。随着a n d r o i d 操 作系统的不断完善，现在研发者已经可以使用多种编程语言来开发a n d r o i d 应用 程序，包括初学者的a n d r o i ds i m p l e 语言，r u b y 、p y t h o n 等脚本语言，通过n d k 使用c c + + 作为编程语言以及通过m o n o d r o i d 使用c 撑作为编程语言等等，一些 4 武汉理丁大学硕士学位论文 著名编程框架如o t 、m o n o 等也开始支持a n d r o i d 编程，受到众多软件研发人员 的欢迎，进一步扩大了a n d r o i d 原本已经非常广泛的开发群体，这对a n d r o i d 操 作系统的不断发展和完善大有裨益1 6 l 7 1 【引。 a n d r o i d 极大的开源性注定了它能够满足用户需求快速的更新换代，随着版 本的不断更新，从最初的单点触屏到现在的多点触摸，从最初的g m a i l 到现在 丰富的数据传输功能，从简单的来电照片显示到现在的人脸识别功能，从基本 的w e b 信息浏览到现在全新的c h r o m el i t e 浏览器，这些都告诉我们，a n d r o i d 操 作系统每一天都在进步，功能逐步完善。2 0 11 年1 0 月1 9 日a n d r o i d4 0 版本的 正式发布，以及搭载a n d r o i d 操作系统的智能移动终端在各大生产厂家生产份额 的不断加大，都极大地证明了a n d r o i d 已经成为智能移动终端市场的巨头之一【9 1 。 2 1 2a n d r o i d 平台架构分析 图2 1 是谷歌官方给出的a n d r o i d 体系结构图，在这张图里，我们可以很清 楚地看到，整个a n d r o i d 系统分为四层，包含五个部分：应用程序( a p p l i c a t i o n s ) 、 应用框架( a p p l i c a t i o nf r a m e w o r k ) 、开发库( l i b r a r i e s ) 、运行时环境( a n d r o i d r u n t i m e ) 以及l i n u x 内核( l i n u xk e r n e l ) 1 0 1 1 1 1 。 当顶层应用程序运行时，向下调用a p p l i c a t i o nf r a m e w o r k ，而该层的代码是 用j a v a 语言编写，这些j a v a 语言编写的代码调用l i b r a r i e s 以及基于a n d r o i d 的 运行时环境进行运行，最后，交给操作系统也就是底层l i n u xk e r n e l 来进行硬件 交互。 图2 1a n d r o i d 体系结构图 下面我们从最底层开始具体分析。 ( 一) l i n u x 内核 5 武汉理工大学硕士学位论文 a n d r o i d 整个操作系统都是基于l i n u x 内核的，提供了操作系统所需要的最 核心、最基础的功能，包括n e t w o r km a n a g e m e n t ( 网络管理) 、d r i v e rm o d e l ( 驱动模型) 、m e m o r ym a n a g e m e n t ( 内存管理) 、p r o c e s sm a n a g e m e n t ( 进程管 理) 、i n t e r r u p tm a n a g e m e n t ( 中断管理) 等等，这些都是属于操作系统管理的 范畴。而除此之外，a n d r o i d 系统还需要增加内核的驱动程序，这其中包括了图 2 1 所列出的d i s p l a yd r i v e r ( 显示器驱动程序) 、c a m e r ad i v e r ( 相机驱动) 、b i n d e r d r i v e r ( 闪存驱动) 、k e y p a dd i v e r ( 硬件交互驱动) 、w i f id i v e r ( w i f i 驱动) 、 p o w e rm a n a g e m e n t ( 电源管理) 等等，这些内容为a n d r o i d 系统的运行提供了最 核心最基础的功能。 ( 二) 开发库 在l i n u x 内核之上是l i b r a r i e s ，也就是库，其实是一些封装好的程序包，这 些程序包基本上是用c 语言或者c + + 语言编写的。 ( 1 ) m e d i af r a m e w o r k ：支持多种音视频格式录放的媒体库，基于p a c k e t v i d e o 、o p e nc o r e 。 ( 2 ) l i bw e b c o r e ：w e b 浏览器引擎。 ( 3 ) s g l ( s k i ag r a p h i c sl i b r a r y ) ：我们使用这个内置向量图形引擎，可以在 移动终端上实现高质量的2 d 图形。 ( 4 ) 0 s u r f a c em a n a g e r ：对显示子系统的管理，当系统同时执行多个应用程 序时，s u r f a c em a n a g e r 会负责管理显示与存取操作间的互动，并且提供2 d 和 3 d 图层的无缝合成。 ( 5 ) 3 dl i b r a r i e s ：基于o p e n g l e s l 0 a p i s 实现的一个3 d 开发的a p i 。 ( 6 ) f r e et y p e ：位图和向量字体显示。 ( 7 ) s q l i t e ：是一个比较小的关系型数据库，但它提供了一个相对比较完 整的关系型数据库的特征，对于所有应用程序可用且功能强劲。 开发人员通过使用a n d r o i d 提供的这些库集来帮助完成开发工作【扪。 ( 三) 运行时环境 a n d r o i d 的运行时环境和j a v a 的运行时环境其实是非常类似的。图2 1 中 c o r el i b r a r i e s 即核心包，包括了一些j a v a 开发中常见的类库，如i o 等。核心包 下面是g o o g l e 自己开发的一个虚拟机，相比j a v a 虚拟机，这个虚拟机是针对手 持设备格外优化过的，所以它的性能、耗电量等都可以与手机进行一个非常好 的匹配，我们都了解，服务器或p c 机上的虚拟机如果装在手机上肯定是不合适 的，因为手机相对p c 机是有很多限制的，例如存储空间、用电量以及性能等等。 6 武汉理：r 大学硕士学位论文 d a l v i k 是a n d r o i d 中使用的j a v a 虚拟机，它被设计成一个可以同时运行多个虚 拟机实例的虚拟系统。任意一个搭载在a n d r o i d 平台的软件都运行在自身独立的 进程中，都有各自的d a l v i k 虚拟机实例【1 2 1 i t 3 1 【1 4l 。 ( 四) 应用程序框架 研发人员通过预先定义的a p i 应用程序框架访问核心应用程序，a n d r o i d 提供了手机开发最基本的a p i ，我们开发应用程序主要是基于a p p l i c a t i o n f r a m e w o r k 进行的。应用程序框架包括5 种基本组件：v i e w s ，c o n t e n tp r o v i d e r s ， r e s o u r c em a n a g e r ，n o t i f i c a t i o nm a n a g e r ，a c t i v i t ym a n a g e r 。 ( 五) 应用程序 我们所开发的影院购票系统应用程序就是在最顶层运行，也就是图2 1 所 示的应用程序层，这些应用程序是用j a v a 语言编写的。同时，该层也有a n d r o i d 自带的一些核心应用程序，包括e m a i l ，s m s ，c a l e n d a r ，m a p s 等。所有的应用 程序都是基于a n d r o i d 的系统应用程序编程接口函数实现的【”1 1 6 1 【1 7 】。 2 2 影院购票系统简要设计 2 2 1物理架构 影院购票系统的物理架构初步分为三部分： ( 1 ) 作为系统客户端的a n d r o i d 智能移动终端； ( 2 ) 作为传输媒介的移动无线网络服务； ( 3 ) 与客户端进行数据交互的远程服务器。 如图2 2 所示，系统用户使用移动终端通过移动网络访问远程服务器，获取 影票相关信息。 f s 墨厂p k 曼) 图2 2影院购票系统物理架构示意图 7 武汉理工大学硕士学位论文 2 2 2 技术方案 影院购票系统各物理模块的技术选型如图2 3 所示，搭载在a n d r o i d 智能移 动终端的影院购票系统客户端我们使用的是j a v a 技术开发，移动网络通信所应 用网络协议的是h ”限协议，远程服务器端使用s e r v l e t 技术来完成对客户端请 求的响应，另外对于数据的存储，服务器端使用的是m y s q l 数据库，对数据库 的访问采用的是j d b c 技术，客户端则使用a n d r o i d 自带的s q l i t e 数据库。其 中，客户端的应用实现和s q l i t e 数据库设计和安全机制实现是本文的研究重点。 喇r o j d 移动终毫户 s t j t 蠢量霹 u彳r 一 正径曩勇i l l t o e a t 9 t 囊量摩 2 2 3 系统程序架构 图2 - 3系统技术方案 设计系统的架构分层时主要考虑两个因素，一是条理性，二是可靠性。架构 分层过多或过少，都会不同程度的影响系统的条理性和可靠性。在充分考虑功 能需求和可维护性后，我们将影院购票系统的程序架构分为三层，如图2 4 所示， 包括应用层、业务层和适配层。它们之间相互联系但依赖性弱，各自相对独立， 可根据需要进行维护修改，而不用担心会破坏其他层。 图2 4 影院购票系统中间层架构示意图 武汉理工大学硕士学位论文 各层的功能作用分析如下： ( 1 ) 应用层承担着系统与用户的交互任务，主要对应着系统程序，负责影 院购票系统的开启、运行和结束，为用户提供一个良好的人机交互界面。 ( 2 ) 为了区分界面层代码和逻辑功能代码，便于结构条理化，易于维护， 我们划出了业务层。它管理着a n d r o i d 的各项服务，且当应用程序要调用相关服 务时，业务层提供给它。 ( 3 ) 最底层的适配层主要负责影院购票系统和a n d r o i d 底层协议栈或数据 库的数据交互。 具体各层技术设计讨论如下： ( 1 ) 系统应用层设计 a n d r o i da p p l i c a t i o n 是我们定义的用来给派生类继承的基类，我们通过生成 派生类对象设计实现影院购票系统面向用户的各种功能，注册方法如下： 枷e f i r 屺a c t i v i t y l o g i n a c t i v i t y f i r s t“l o g i n a c t i v i t y f l r s t ( 2 ) 系统业务层设计 与应用层相同，影院购票系统的业务层也需要创建一个基类： a n d r o i db u s i n e s s ，运用继承的方法设计子类实现系统的各个功能。以登录功能 界面为例，业务层子类用户名输入的注册方法为： # d e f i n eb u s i n e s s n e w a c c o u n t念l e w a c c o u n t ( 3 ) 系统适配层设计 影院购票系统的架构底层适配层，它的服务对象主要是业务层，在影院购票 系统的研发中，我们将适配层子类与其对应的业务子类绑定，提供数据给上层 对应的业务子类，并负责业务层和a n d r o i d 底层平台的数据交互。绑定的方法， 通过获取服务和适配的i d 来完成绑定。 2 3 本章小结 本章主要对课题相关的基础技术进行分析，并对系统进行了简要设计。主要 介绍了a n d r o i d 平台及其相关技术；设计了影院购票系统整体的物理架构方案， 并确定了客户端和服务器端的技术选型方案。最后提出了针对a n d r o i d 平台的软 件架构方案，即系统中间架构层分为应用层、业务层和适配层，更有利于系统 维护。 9 武汉理工大学硕士学位论文 第3 章系统数据库技术实现和安全机制研究 3a1 引言 影院购票系统的研发是针对a n d r o i d 移动终端，因此必须考虑到移动终端的 内存资源占用和用户体验度问题，要在不影响移动终端其他功能正常运行的前 提下，提高系统的运行效率。 基于以上考虑，本文在数据处理方面采用分级管理的原则，除了必须实时 交互的，多数情况采用客户端数据库和服务器端数据库定时更新的机制，客户 端数据库本文选用a n d r o i d 平台提供的小型关系型数据库s q l i t e 。 另外，系统安全机制是必须要重视的。因为本系统运行在移动终端上， 而移动终端本身就是极具用户隐私性的，且系统数据库里存放着许多重要的 用户信息和系统信息，而a n d r o i d 提供的s q l i t e 数据库安全机制较薄弱，本 文对s q l i t e 数据库的安全机制重新规划设计，以保证影院购票系统无“后顾 之忧 【1 。】。 综上，本章的工作就是在分析a n d r o i d 系统框架结构和常用的数据库安全 机制的基础上，设计实现影院购票系统的数据库，并针对a n d r o i d 下s q l i t e 数 据库安全机制提出增强改进方案，进行具体实现。 3 2 s q l i t e 数据库设计 s q l i t e 数据库作为一个嵌入式数据库引擎，十分适合应用于嵌入式设备， 例如掌上电脑、m p 3 播放器等，当然也包括移动终端1 2 0 l1 2 1 1 。图3 1 是s q l i t e 数据库具体的体系结构，内核中的i n t e r f a c e 为一个c 语言库，s q l i t e 从i n t e r f a c e 接收到外部命令，通过s q lc o m m a n dp r o c e s s o r 传至s q l 编译器，这里有三个 步骤：t o k e n i z e r ( 标志处理器) ，p r o c e s s o r ( 分析器) ，c o d eg e n e r a t o r ( 代码生 成器) 。后端则包括b t r e e ( b 树) ，p a g e r ( 页面缓冲) 和o si n t e r f a c e ( 操作 系统接口) 1 2 2 1 2 3 1 。 l o 武汉理工大学硕士学位论文 图3 - 1 s q l i t e 数据库组件分布示意图 在影院购票系统的客户端，我们选择调用s q l i t e 数据库来实现用户信息、 影院影票信息、票务信息等系统相关信息的结构化数据存储。 影院购票系统运行期间，a n d r o i d 移动终端从远程服务器端数据库进行查 询，当服务器端数据库有变动时，移动终端获取到相关数据信息后即返回，在 完成界面层操作的同时，更新本地s q l i t e 数据岸川。 本系统相关的数据库表设计如下： 表3 1 用户信息表 是否允是否为 字段名数据类型长度说明 许为空主键 c u s t o m e ri di n t e g r2 5否是唯一标识( 用户名编号) u s e r n a m e v a r c h a r2 0否否用户名 p a s s w o r dv a r c h a r2 0 否否密码信息 t e l e p h o n e s m a l l i n t否否电话信息 e m a i l v a r c h a r2 0否否电子邮箱 p a y m e n t a c c o u n t v a r c h a r2 0否否绑定支付帐户 p a y m e n t c o d e v a r c h a r2 0 否 否支付密码 a c c o u n t b a l l e n c es m a l l i n t否否帐户余额 i d c a r dn u m b e ri n t e g r否否证件号码 i n p u t t i m e d a t e否否录入时间 武汉理工大学硕士学位论文 表3 2 电影信息表 是否允 是否为 字段名数据类型长度说明 许为空主键 f i h ni di n t e g r2 5否 是唯一标识( 影片编号) t y p e v a r c h a r2 0 否否影片类型 f i l m n a m ev a r c h a r2 0否 否影片名称 d r e c t o rv a r c h a r2 0否否导演信息 s t a r r i n g v a r c h a r2 0 否否主演信息 p r o d u c ev a r c h a r2 0否 否出品信息 s u m m a r y v a r c h a r3 0否否内容信息 a c t i o n t i m ed a t e否否上映时间 p r i c e s m a l l i n t否否影票价格 i n p u t t i m e d a t e 否否录入时间 表3 - 3 影院信息表 是否允是否为 字段名数据类型长度说明 许为空主键 c i n e m ai di n t e g r2 5 否是唯一标识( 影院编号) c i n e m a n a m ev a r c h a r2 0否否影院名称 a d d r e s sv a r c h a r 3 0否否地址信息 t e l e p h o n e s m a l l i n t 否否客服电话 e m a i lv a r c h a r2 0 否否客服e m a i l b u s i n e s sh o u r sd a t e否否营业时间 i n p u t t i m e d a t e否否录入时间 表3 - 4 订单信息表 是否允是否为 字段名数据类型长度 说明 许为空主键 o r d e ri di n t e g r2 5 否是唯一标识( 订单编号) c u s t o m e ri dv a r c h a r 2 0否否用户编号 o r d e r d a t ed a t e 否否订单时间 i n p u t t i m e d a t e 否否录入时间 1 2 武汉理工大学硕士学位论文 表3 5 票务信息表 是否允是否为 字段名数据类型长度说明 许为空主键 t i c k e ti di n t e g r2 5否是唯一标识( 影票编号) c m e m an a m ev a r c h a r2 0否否观影影院名称 f i l mn a m ev a r c h a r2 0 否 否影片名称 s c r e e i n g _ r o o m v a r c h a r2 0 否 否放映厅信息 s e a t n u m b e rv a r c h a r2 0否否座位信息 s c r e e n t i m ed a t e 否 否放映场次 p a y m e n t a e e o t m t v a r c h a r2 0 否 否支付账户 p r i c es m a l l i n t否否影票价格 i n p u t t i m e d a t e否否录入时间 3 3 s q l i t e 数据库技术实现