（计算机软件与理论专业论文）基于android平台的即时通讯系统的研究与实现.pdf

摘要 随着移动通信与i n t e r n e t 的飞速发展及相互融合，g p r s 使无线 网络高速接入到i n t e m e t 成为现实，移动用户从而可以享受到i n t e m e t 提供的服务。即时通讯是基于互联网协议的应用程序，它能够使应用 不同设备的用户进行通信，随着手机的不断普及以及性能的不断提 升，为即时通讯系统从传统的p c 机到手机的移植提高了很好的条件。 而且在中国庞大的手机用户中，通过手机使用即时通讯软件的用户越 来越多。当前的手机操作系统都过于封闭，各大即时通讯软件采用的 通讯协议也不统一，而a n d r o i d 是基于l i n u x 的开源的手机操作系统 平台，x m p p 是基于x m l 的开源的即时通讯协议，因此基于a n d r o i d 平台和x m p p 协议开发即时通讯系统具有很好的应用前景。 本文首先给出了系统的研究背景，对当前手机操作系统、即时通 讯软件和即时通讯协议的发展现状做了简单的介绍。进而详细的分析 了a n d r o i d 的特征、架构以及a n d r o i d 应用的构成和工作机制，并对 a n d r o i d 与其他手机操作系统进行了比较，说明了a n d r o i d 在手机操 作系统中的优势。 本文详细的提出了系统的架构，以及系统服务器端和客户端的解 决方案，采用开源的o p e n f i r e 作为系统的即时通讯平台，实现移动客 户端之间的即时通讯。对系统客户端的组成模块进行了介绍，对即时 通讯协议x m p p 以及系统的通讯机制进行了分析。针对当前通信数 据的安全问题并结合本系统的特点，对i d e a 数据加密算法进行了改 进，提出了a i d e a 算法的设计，并对两种算法从几个方面进行了对 比分析，对于图片文件的加密，采用a i d e a 与r s a 算法相结合的 方案。对服务器的运行流程进行了分析并对系统客户端进行了详细的 设计与实现，最后对系统进行了部署和测试。 关键i ：百- - - l a n d r o i d ，x m p p ，a i d e a ，o p e n f i r e ，即时通讯 a b s t r a c t w i t ht h e r a p i dd e v e l o p m e n t a n d i n t e g r a t i o n o fm o b i l e c o m r r l u n i c a t i o na n di n t e r n e t ，g p r sw i r e l e s sn e t w o r k sm a k i n gh i g h s p e e d a c c e s st ot h ei n t e m e tb e c o m e s r e a l i t ya n dm o b i l eu s e r sc a ne n jo ys e r v i c e s p r o v i d e db yi n t e r a c t i n s t a n tm e s s a g i n gi sb a s e do na p p l i c a t i o n s o f i n t e m e tp r o t o c o l ，w h i c hc a ne n a b l eu s e r st ou s ed i f f e r e n td e v i c e st o c o m m u n i c a t e a n dw i t ht h ec o n s t a n tp o p u l a r i t yo fm o b i l ep h o n e sa sw e l l a st h ec o n t i n u o u sp e r f o r m a n c ei m p r o v e m e n t ，i ti st i m ef o rr e a l t i m e c o m m u n i c a t i o ns y s t e m st ot r a n s p l a n tf r o mt h et r a d i t i o n a lp c m o b i l e a d d i t i o n a l l y , i nt h em a r k e to fc h i n a sh u g em o b i l ep h o n eu s e r s ，m o b i l e p h o n eu s e r su s i n go fi n s t a n tm e s s a g i n gs o f t w a r ei si n c r e a s i n g c u r r e n t l y , m o b i l eo p e r a t i n gs y s t e m sa ret o oc l o s e d ，a n dt h em a jo ri n s t a n tm e s s a g i n g s o f t w a r ec o m m u n i c a t i o np r o t o c o l su s e da r en o tu n i f i e d a n d r o i di sb a s e d o nt h eo p e n - s o u r c el i n u xm o b i l eo p e r a t i n gs y s t e mp l a t f o r m , a n dx m p p i sax m l - b a s e do p e n - s o u r c ei n s t a n tm e s s a g i n gp r o t o c o l ，s 0a n d r o i da n d x m p p b a s e di n s t a n tm e s s a g i n gs y s t e m sh a v eg o o da p p l i c a t i o np r o s p e c t i nt h i sp a p e r , f i r s to fa l l ，as y s t e m a t i cs t u d yo ft h eb a c k g r o u n do nt h e c u r r e n tm o b i l eo p e r a t i n gs y s t e m si si n t r o d u c e d t h e nt h es t a t e so fm o b i l e o p e r a t i n gs y s t e m , i n s t a n tm e s s a g i n gs o f t w a r e a n di n s t a n t m e s s a g i n g p r o t o c o l sd e v e l o p m e n t a r e s i m p l yd e s c r i b e d f u r t h e r m o r e ，t h e c h a r a c t e r i s t i c s ，a r c h i t e c t u r e ，c o m p o s i t i o na n dw o r k i n gm e c h a n i s mo f a n d r o i da r ea n a l y z e di nd e t a i l f i n a l l y , t h ea d v a n t a g e so fa n d r o i da r e i n s t r u c t e dt h r o u g hc o m p a r i s o nw i t ho t h e rm o b i l eo p e r a t i n gs y s t e m t h i sp a p e rp u t sf o r w a r dad e t a i l e ds y s t e ma r c h i t e c t u r ea n dt h e s o l u t i o no fs y s t e ms e r v e rs i d ea n dc l i e n t s i d e u s i n go p e n - s o u r c e o p e n f i r ea sas y s t e mo fi n s t a n tm e s s a g i n gp l a t f o r mr e a l i z e sc l i e n t s i d e 1 i i i n s t a n tm e s s a g i n g t h em o d u l ec o m p o s i t i o no ft h es y s t e mc l i e n t - s i d ei s i n t r o d u c e d ，a n d x m p pi n s t a n t m e s s a g i n gp r o t o c o l a n dt h e c o m m u n i c a t i o nm e c h a n i s mo ft h es y s t e ma lea n a l y z e d a i m e da tt h e c u r r e n ts e c u r i t yp r o b l e m so fc o m m u n i c a t i o nd a t aa n dt h ec h a r a c t e r i s t i c s o ft h es y s t e m , d a t ae n c r y p t i o na l g o r i t h mi d e ah a sb e e ni m p r o v e d ，a l s o a - i d e aa l g o r i t h mi sd e s i g n e d ，a sw e l lt w oa l g o r i t h m sa l ec o m p a r e d f r o ms e v e r a la s p e c t s f o rt h ei m a g ef i l ee n c r y p t i o n ，t h es c h e m ai st o a d o p ta - i d e aa n dr s aa l g o r i t h m sc o m b i n e d r u n n i n gp r o c e s s e so ft h e s e r v e ra l ea n a l y z e d i na d d i t i o n ，t h es y s t e mc l i e n t ss i d ei sd e s i g n e da n d r e a l i z e di nd e t a i l f i n a l l y , t h es y s t e mi sd e p l o y e da n dt e s t e d k e yw o rd s ：a n d r o i d , x m p p , a i d e a ，o p e n f i r e ，i n s t a n tm e s s a g i n g i v 湖南师范大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论 文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的 研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人 完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：妥律矽哆年多月日 湖南师范大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南师范大学可以将本学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 l 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密面 作者签名： 导师签名： 、驴f 吖月月月月 打莎q 内 框年年 方哆7舫川呷 嘲期期 眦日日 在请 夯裼 乖毛聒 更高 基丁a n d r o i d 平台的即时通讯系统的研究与实现 1 绪论 1 1 课题背景 随着移动通信的发展以及互联网向移动终端的普及，网络和用户 对移动终端的要求越来越高，而s y m b i a n ，w i n d o w sm o b i l e ，p a l m o s 等手机平台【l 】过于封闭，不能很好的满足用户的需求，因此市场迫切 需要一个开放性很强的平台。经过多年的发展，第三代数字通信( 3 g ) 技术获得了广泛的接受，它为移动终端用户带来了更快的数据传输速 率。随着3 g 网络的使用，移动终端不再仅是通讯网络的终端，还将 成为互联网的终端。因此，移动终端的应用软件和需要的服务将会有 很大的发展空间。g o o g l e 为此于2 0 0 7 年1 1 月推出了一个专为移动 设备设计的软件平台a n d r o i d 【2 】。 a n d r o i d 是一套真正意义上的开放性的移动设备综合平台，它包 括操作系统、中间件和一些关键的平台应用。a n d r o i d 是由l i n u x + j a v a 构成的开源软件，允许所有厂商和个人在其基础上进行开发。a n d r o i d 平台的开放性等特点既能促进技术( 包括平台自身) 的创新，又有助 于降低开发成本，还可以使运营商能非常方便地制定自己的特色化的 产品。因此，它具有很大的市场发展潜力。 根据中国互联网络信息中心( c n n i c ) 发布的第2 2 次中国互 联网络发展状况统计报告显示，截至2 0 0 8 年6 月底，我国网民数 量达到了2 5 3 亿，首次大幅度超过美国，网民规模跃居世界第一位， 其中手机网民达到7 3 0 5 万，手机上网成为网络接入的一个重要发展 方向。十大互联网应用中，即时通信、搜索引擎和电子邮件三大互联 网基础应用均榜上有名，使用率均超过6 0 。其中，即时通信使用率 为7 7 2 ，用户规模达到了1 9 5 亿人，半年增长了2 4 4 2 万，半年增 长率1 4 3 。说明即时通讯在网络应用中占据了十分重要的地位。 硕士学位论文 1 2 相关技术的发展现状 1 2 1 手机操作系统的发展现状 p a l mo s 3 】是一套专门为掌上电脑编写的操作系统，是一种轻量 级、比较开放的操作系统，占用的内存非常小，允许用户在其基础上 编写和修改相关软件，使支持的应用程序更加丰富多彩。p a l m 在其 它方面也还存在一些不足，如p a l m 操作系统本身不具有录音、m p 3 播放功能等，但是可以通过加入第三方软件或硬件设备来实现。其代 表性的产品有p a l mm 5 0 5 、p a l m m 5 0 0 、p a l mi i i 等。 s y m b i a n 4 是- 个实时性、多任务的纯3 2 位操作系统，具有功耗 低、内存占用少等特点，非常适合手机等移动设备使用，经过不断完 善，可以支持g p r s 、蓝牙、s y n c m l 、以及3 g 技术。 w i n d o w sm o b i l e 5 】系列操作系统是从微软计算机的w i n d o w s 操作 系统上变化而来的。w i n d o w sm o b i l e 系列操作系统功能强大，而且 支持该操作系统的智能手机大多数都采用了英特尔嵌入式处理器，主 频比较高，在其它硬件配置( 如内存、储存卡容量等) 上也比采用其 它操作系统的智能手机要高出许多，因此性能比较强劲，速度比较快。 w i n d o w sm o b i l e 系列操作系统包括s m a r t p h o n e 以及p o c k e tp cp h o n e 两种平台。p o c k e tp cp h o n e 主要用于掌上电脑型的智能手机，而 s m a r t p h o n e 则主要为手上智能手机提供操作系统。 l i n u x 系统【6 】是一个源代码开放的操作系统。由于其开源性，手 机制造商可以根据实际情况开发自己的l i n u x 手机操作系统，从而也 能够吸引更多的软件制造商在其上开发更多的应用软件，丰富第三方 的应用。但是l i n u x 操作系统也还存在一些不足，集成开发环境和基 于l i n u x 的产品与p c 的连接性比较差等。 基于a n d r o i d 平台的即时通讯系统的研究与实现 1 2 2 即时通讯软件的发展现状 据腾讯q q 【7 】官方消息，2 0 0 5 年，q q 在国内己拥有2 4 亿多的注 册用户，7 0 0 0 多万活跃用户，同时在线人数7 0 0 万以上。目前，腾 讯q q 已成为国内用户最多的个人即时通讯工具，占据着国内约6 5 以上的市场份额。并且整合移动通讯手段，可通过客户端发送信息给 手机用户。 m s n l 7 1 是微软公司开发的即时通讯工具，用户众多，操作简单， 运行稳定，且与w i n d o w sx p 实现了无缝结合，使得m s n 的普及速 度非常快，在国内即时通讯软件中稳占了第二的位置。m s n 采用邮 件地址作为用户名，实现了与邮箱之间的连接。当对方不在线时，你 可以选择给对方的m s n 邮箱或h o t m a i l 发送邮件。这样m s n 就不仅 是一个简单的即时通讯软件，而演变为以m s n 为中心的整合服务。 p o p o 7 是由网易公司开发的一款免费多媒体即时通讯工具，融 合了q q 与m s n 的优点，解决安全与隐私问题的功能非常完善，特 别是好友的权限设置功能，优于其他即时通讯软件。并可与移动通讯 终端等多种通讯方式相连。p o p o 还支持用户同时登录一个m s n 账 户，实现了与m s n 的互通互联。 i c q 7 】是1 9 9 6 年11 月在全世界范围推出的第一款即时通讯软件， 是现在功能最强大、全球用户最多、应用最广泛的即时通讯工具。但 由于它的操作和设置比较复杂，再加上全英文的聊天界面，使许多中 国用户对它望而生畏，在中国市场上所占份额逐渐萎缩。近期，就在 其他同行纷纷通过增加功能来吸引用户时，i c q 反而推出了功能精简 版的i c q l i t e ，试图在中国市场东山再起。 1 2 - 3 即时通讯协议的发展现状 目前主流的i m ( i n s t a n tm e s s a g i n g ) 协议主要有即时信息和空间协 硕+ 学位论文 议( i m p p ) 【8 】、空间和即时信息协议( p r i m ) 【8 1 、针对即时通讯和空间平 衡扩充的进程开始协议s i p ( s i m p l e ) 隅】和x m p p ( e x t e n s i b l e m e s a g e i n ga n dp r e s e n c ep r o t o c 0 1 ) 嗍协议。 i m p p 主要定义必要的协议和数据格式，用来构建一个具有空间 接收和发布能力的即时信息系统。到目前为止，这个组织已经出版了 三个草案r f c ，但主要的有两个：一个针对站点空间和即时通讯模型 的( r f c2 7 7 8 ) 和一个针对即时通讯空间协议需求条件的( r f c 2 7 7 9 ) 。 s i m p l e 是目前为止制定的比较完善的一个，符合r f c 2 7 7 8 和 i c 2 7 7 9 草案。s i m p l e 被定义为建立一个i m 进程的方法。s i m p l e 使用s i p ( i e t f 中为终端制定的协议) 来建立一次进程，再利用s d p ( 进程描述协议) 来实际传输i m 数据。 p r i m 与x m p p 、s i m p l e 类似，已经不再使用了。 x m p p ( e x t e n s i b l em e s s a g e i n ga n dp r e s e n c ep r o t o c o l ：可扩展消息 与存在协议) 。符合r f c 2 7 7 8 和r f c 2 7 7 9 草案。x m p p 是一种基于 x m l 的协议，它继承了x m l 环境中灵活的扩展性。经过扩展以后 的x m p p 允许通过发送扩展的信息来处理用户的需求，以及在x m p p 的顶端建立如内容发布系统和基于地址的服务等应用程序，而且 x m p p 还包含了针对服务器的软件协议，实现了在不同服务器之间的 通话。 1 3 本文主要工作 a n d r o i d 是基于l i n u x + j a v a 的手机操作系统平台，x m p p 是基于 x m l 的开源的即时通讯协议，本文从实际应用出来，提出了开发基 于a n d r o i d 平台的手机即时通讯系统。本文的主要工作包括： ( 1 ) 在本系统所采用的a n d r o i d1 0 平台上没有提供x m p p s e r v i c e 这个组件的情况下，我们根据x m p p 协议的规则，利用该平台为我 们提供的x m l 解析包对x m l 消息进行解析，并对该系统进行了具 基于a n d r o i d 平台的即时通讯系统的研究与实现 体的设计和实现。本系统除了即时文本信息的传输外，还可以进行图 片的传输，并对系统客户端的功能进行了扩展，增加了音乐播放和图 片浏览的功能。并且该系统在a n d r o i d 模拟器上运行，取得了很好的 运行效果。 ( 2 ) 针对通信数据的安全问题并根据系统的特点，对i d e a 数据加 密算法进行了改进，提出了a i d e a 算法的设计，并对两种算法进行 了比较分析，得出改进的算法a i d e a 更适合运用于本系统。对于图 片的加密，我们采用a i d e a 与r s a 算法相结合的方案，进一步确 保图片文件传输的安全。 1 4 论文组织结构 本文首先分析了系统的研究背景，介绍了当前手机操作系统、即 时通讯软件的发展现状和即时通讯协议，以及本文的主要内容。 第二章，介绍了a n d r o i d 的特征、a n d r o i d 的架构以及a n d r o i d 应用的构成和工作机制，并对a n d r o i d 与其它手机操作系统进行了比 较，说明了a n d r o i d 的优势。 第三章，提出了在a n d r o i d 平台上开发基于x m p p 协议的即时通 讯系统，提出了系统的架构、系统服务器端和客户端的解决方案，对 系统采用的即时通讯协议x m p p 以及系统的通讯机制进行了分析。 第四章，对i d e a 数据加密算法进行了简单的介绍，并根据系统 的特点，对i d e a 算法进行了改进，提出了a i d e a 算法的设计，并 对i d e a 与a i d e a 算法进行了对比分析，对于图片的传输，我们采 用a i d e a 与r s a 算法相结合的方式对图片进行加密，确保图片传 输的安全。 第五章，对系统服务器端的运行流程进行了详细的分析，对 a n d r o i d 客户端从客户端页面，客户端数据库，x m l 解析模块加解密 模块，即时通讯模块和客户端扩展功能几个方面进行了详细的设计与 硕士学位论文 实现，最后对系统的即时通讯流程进行了描述。 第六章，对系统进行了部署和从系统注册登录、获取好友和群组 列表、消息的发送和接收、图片的发送和接收以及音乐的播放和图片 的浏览几个方面进行了测试。 第七章，总结了本文的主要研究内容和研究成果，分析了存在的 问题，并对今后的发展方向进行了展望。 基于a n d r o i d 平台的即时通讯系统的研究与实现 2 a n dr oid 的架构分析 a n d r o i d 是一个移动设备的软件平台，是由l i n u x + j a v a 构成的开 源软件，它提供包括s d k 、k e ya p p s 、m i d d l e w a r e 、l i n u xk e r n e l 四 个部分在内的全套手机软件方案。它开放了基于l i n u x 内核【9 】以上的 开发工具，从而保证了内容的可移植性和多样性。a n d r o i d 平台为我 们开发应用程序提供了一套很好的框架，我们可以在这个平台的基础 上开发不同的应用程序，也可以开发新的组件供应用程序调用。 2 1a n d r o i d 特征 应用框架【1 8 】：用于开发可重用可替代的组件。 d a l v i k 虚拟机【1o 】：a n d r o i d 采用的j a v a 虚拟机是自主开发的代号 为d a l v i k 的虚拟机技术，在保证a p i 方面兼容的同时d a l v i k 针对移 动手机进行了大幅优化，占用资源更小，运行效率更高。 内嵌浏览器：基于开源的浏览器网页排版引擎w e b k i t 】。 优化的图形：强大的自定义二维图形库。基于o p e n g le s1 o 【1 2 】 标准的3 d 图形功能，在移动3 d 开发中有着至关重要的地位。 s q l i t e 数据库：s q l i t e t l 3 】提供结构化的数据存储。它是一款轻型 免费的且开源的数据库，它的设计目标是嵌入式的，它占用的资源非 常低、需要的内存空间少、处理速度比较快和支持事务处理功能等。 多媒体支持：支持各种通用的音视频和静态图像格式，如m p 3 、 j p g 、p n g 等。o p e nc o r e 1 4 】是a n d r o i d 多媒体框架的核心，所有 a n d r o i d 平台的音视频采集，播放的操作都是通过它来实现的。通过 o p e nc o r e ，程序员可以方便快速的开发出想要的多媒体应用程序。 g s m 技术【l5 】：( 依赖硬件) g l o b a ls y s t e mf o rm o b i l e c o m m u n i c a t i o n s ，全球移动通讯系统，俗称“全球通”，是第二代移 颤1 一学位论文 动通信技术，其开发e l 的是让伞球各地可以共同使用一个移动电话网 络标准，让用户使_ i j 一部手机就能行遍全球。 蓝牙，e d g e ，3 g , a n dw i f i 1 6 1 ：( 依赖碗4 t ：) 黼牙和w l f i 部是一种 短距离的无线连接技术，在短距离内可以实现话音和数据的无线传 输。e d g e ( e n h a i l c e dd a t ar a t ef o rg s me v o l u t i o n ) ，是增强型数据速 率g s m 演进技术。 c a m e r a ，g p s ，c o m p a s s ，a n da c c e l e r o m e t e r ：( 依赖硬件) g p s ( g l o b a l p o s i t i o n i n gs y s t e m ) i t t i 驯全球定位系统。它是一个由覆盖全球的2 4 颗1 j 星组成的卫星系统。c o m p a s s 是个开放源代码的j a v a 搜索引 擎框架。 强大的开发环境：包括一个设备模拟器，调试_ t 具，内存和性能 检测，以及e c l i p s e i d e 的开发插件。e c l i p s e 足个集成开发环境。 2 2a n d r o i d 架构 a n d r o i d 的架构i t 8 - 1 9 1 是山l i n u x 内核、c c + + 函数库、d a l v i k 虚拟 机、应用框架以及关键应用程序构成的。通过编译基于框架的应用程 序可以降低开发负荷。应用软件原则上是在d a l v i kv m 上运行的。 图2 - 1 a n d r o i d 架构 基于a n d r o i d 平台的即时通讯系统的研究与实现 2 2 1 关键应用程序 a n d r o i d 平台内包含一些关键应用程序，如邮件收发客户端程序、 短信收发程序、日历和网页浏览器等，开发者可以在其平台上开发更 多有特色的应用程序。开发语言是j a v a 。 2 2 2 应用程序框架 a n d r o i d 应用程序的开发基于框架和组件。a n d r o i d 本身已在其 框架中提高了许多的组件供应用程序调用，当然开发者也开放新的组 件，并将组件放入应用程序框架中，以供自己和其它应用程序调用。 2 2 3c c + + 函数库 a n d r o i d 应用程序框架之下是一套c c + + 函数库，它们服务于 a n d r o i d 应用程序组件，其功能通过组件间接提供给开发者。这些函 数库包括：标准c 函数库、媒体功能库、浏览器引擎、2 d 和3 d 图 形库、基于w e b 应用的的安全协议s s l 、用于点阵和矢量字体渲染 的f r e e t y p e 以及s q l i t e 引擎等。 2 2 4j a v a 程序运行环境 a n d r o i d 的j a v a 程序运行环境包含一组j a v a 核心函数库及d a l v i k 虚拟机，它们有效地优化了j a v a 程序的运行过程。所有的a n d r o i d 应用都运行在它自己的进程里，该进程是一个d a l v i k 虚拟机的实例， d a l v i k 被设计成能在一台设备上高效的运行多个虚拟机实例。d a l v i k 虚拟机的可执行文件被封装成d a l v i k 可执行格式( d e x ) 。这是被优 化过的最小内存依赖的格式，j a v a 编译器( d x 工具) 将注册了的和运 行时用到的类编译成d e x 格式。d a l v i k 虚拟机依赖于底层l i n u x 内核 提供的功能，如线程机制，和内存管理机制等。 硕士学位论文 2 2 5l i n u x 内核 a n d r o i d 系统平台是基于优化了的l i n u x 内核，是其系统平台的 核心。它提供诸如内存管理、进程管理、设备驱动等服务，同时也是 手机软硬件的连接层，提供了一个屏蔽层用于屏蔽硬件和上层软件。 2 3a n d r o i d 应用的构成和工作机制 对于一个a n d r o i d 应用程序 2 0 之2 】来说，是由a c t i v i t y 、i n t e n t r e c e i v e r 、s e r v i c e 、c o n t e n tp r o v i d e r 四部分组成，但并不是每一个 a n d r o i d 应用程序都必须由这四部分组成。在应用程序中使用时，需 要在配置文件a n d r o i d m a i n f e s t x m l 中进行配置。这个配置文件是每 个a n d r o i d 应用程序所必需的，用于定义应用程序的组件、组件的功 能以及必要条件等。a n d r o i d 应用的构成和工作流程图如下： 2 3 1a c t i v i t y 图2 - 2a n d r o i d 的构成和工作流程 a c t i v i t y 2 3 1 是构成应用程序中最重要的构造块，在a n d r o i d 应用 程序中，几乎都是通过a c t i v i t y 来与用户进行交互，所以a c t i v i t y 主 要负责的就是创建与用户进行交互的显示窗口，你可以在这些窗口里 通过调用s e t c o n t e n t v i e w ( v i e w ) 方法来显示你自己的用户界面。 基- pa n d r o i d 平台的即时通讯系统的研究与实现 2 3 1 1 活动生命周期 活动( a c t i v i t y ) 在系统中以活动栈的形式进行管理。当一个新的活 动启动后，它被放到了栈项，成为了运行活动，而新活动之前的活动 在活动栈里总位于新活动之下，直到新的活动退出才重新回到前台。 图2 3a c t i v i t y 状态变换路径图 从上图可以看出，a c t i v i t y 有三个关键的循环： ( 1 ) 活动的整个生命期：从首次调用o n c r e a t e ( b u n d l e ) 开始，到最 终调用o n d e s t r o y o 结束。在o n c r e a t e ( ) 中进行所有初始化，在 o n d e s t r o y o 时进行清理工作，释放资源。 ( 2 ) 活动的可见生命期：从调用o n s t a r t 0 开始，到o n s t o p o 被调用 为止。在这段时间内，即使活动不与用户进行交互，用户也可以在屏 幕上看到它。在这两个方法调用之间，可以维护活动显示给用户的资 源。o n s t a r t 0 和o n s t o p o 方法可以多次调用，因为活动随时可以在可 见和隐藏之间进行转换。 ( 3 ) 活动的后台生命期：从调用o n r e s u m e o 开始，到o n p a u s e o 被调用为止。在这段时间内活动处于其它所有活动之前，并与用户进 硕士学位论文 行交互。一个活动可以不断在r e s u m e d 状态和p a u s e d 状态之间变换。 2 3 1 2 活动之间的切换 a n d r o i d 使用了i n t e n t 类来实现活动之间的切换工作。i n t e n t 负责 对应用中一次操作的动作、动作涉及的数据和附加数据进行描述。根 据i n t e n t 的描述，负责找到对应的组件，将i n t e n t 传递给调用的组件 并完成组件的调用。因此，i n t e n t 起着一种媒体中介的作用，专门提 供组件互相调用的相关信息，实现调用者与被调用者之间的解耦。 在应用中，我们可以以两种形式来使用i n t e n t ：直接i n t e n t ，指定 了c o m p o n e n t 属性的i n t e n t ，通过指定具体的组件类，通知应用启动 对应的组件。间接i n t e n t ，没有指定c o m o n e n t 属性的i n t e n t ，则需要 包含足够的信息，这样系统才能根据这些信息，在所有的可用组件中， 确定满足此i n t e n t 的组件。 2 3 2i n t e n tr e c e i v e r i n t e n tr e c e i v e r t 2 0 】是用于对外部事件的响应，当外部事件发生时， 会使用n o t i f i c a t i o n m a n a g e r 通知用户。当一个i n t e n tr e c e i v e r 被触发 时，系统会在需要的时候启动对应的应用程序。如在本系统中，当用 户正在其它界面进行操作时，有好友发送消息过来，就会以通知的形 式发送到当前界面的正上方来通知用户。各种应用还可以通过使用 c o n t e x t b r o a d c a s t i n t e n t ( ) 将它们的i n t e n tr e c e i v e r 广播给其它的应用程 序，实现应用之间的通讯。 2 3 3s e r v i c e s e r v i c e 是不带i j i 提供连续信息的应用程序。它是运行于应用程 序后台的服务，在用户进行其它活动的时候，这个服务将一直运行在 基于a m d r o i d 平台的即时通讯系统的研究与实现 后台直到用户停止该服务或服务运行结束。本系统客户端扩展功能的 音乐播放就是采用s e r v i c e 来进行设计和开发的，使用户可以边聊天 边听音乐。 2 3 4c o n t e n tp r o v i d e r c o n t e n tp r o v i d e r 应用程序能够将它们的数据保存到文件、s q l 数据库和其它的存储设备中。当应用程序需要使用存储设备中的数据 时，可以使用c o n t e n tp r o v i d e r 来完成。使用c o n t e n tp r o v i d e r 能够灵 活的替换底层使用的存储设备，使开发者可以专著于应用逻辑的开 发，不用考虑底层存储设备的细节，从而使应用系统具有良好的数据 迁移性。 2 4a n d r o i d 与其它手机操作系统的比较 我们主要从手机操作系统的p o r t a b l i t y 、r e l i a b i l i t y 、c o n n e c t i v i t y 、 p r o d u c td i v e r s i t y ，o p e np l a t f o r m 、k e m e ls i z e ，s t a n d a r d s ，s e c u r i t y 和s p e c i a lf e a t u r e s 这九个方面进行了比较，具体的比较结果如下表： 表2 1 手机操作系统对照表 比较条件 a n d r o i dw i n d o w sm o b i l e s y m b i a n 基于l i n u x + j a v a ，可以运行于不同基于标准的架构， p o r t a b i l i t y具有跨平台的特的平台，但是有些对其他制造商的软 点，并允许所有厂应用程序依赖于件开放，但是 商和个人在其基础特点的硬件平台s y m b i a n 大部分应 上进行开发用于特定的手机上 r e l i a b i l i t y 好好好 g s mt el e p h o n y ，g s m t e l e p h o n y ， g s m t e l e p h o n y ， c o n n e c t i v i t y e d g ew i - f iw i - f i b l u e t o o t h ，3 d ，w i b l u e t o o t h ，i n f r ab l u e t o o t h ，i n f r a r f i r e d ，e d ， 积极参与软件的发积极参与软件的积极参与软件的发 p r o d u c t展和帮助扩展操作发展和帮助扩展展和帮助扩展操作 d i v e r s i t y系统，使相关的产操作系统，使相关 系统，使相关的产 品对市场开放的产品对市场开品对市场开放 放 硕士学位论文 o p e np l a tf o r m 开放过于封闭过于封闭 k e r n e l s i z e2 5 0 k b3 0 0 k b2 0 0 k b 好，基于j a v a ，具有 s t a n d a r d s跨平台的特点，具比较好 比较好 有很大的优势 s e c u r it y好好好 开源的w e b k i t 引在计算机市场占 s p e c i a l擎，优化的d a l v i k有优越的地位，在无 f e a t u r e s计算机和手机之 间同步比较容易 文献 1 0 对上表比较的九项每一项以1 分、o 5 分、0 分三个级别 来进行评分，综合各项评分，最后得到的评分结果是a n d r o i d8 5 分， w i n d o w sm o b i l e5 5 分，s y m b i a n6 5 分。a n d r o i d 基于开源的l i n u x 以及标准的跨平台的编程语言j a v a ，而且源代码开放，并且免费允许 所有厂商和个人在其基础上进行开发，其开源和免费政策将赢得不好 手机制造商的支持。而且在其平台上集成了不少优秀的开源工程，如 w e b k i t 、o p e n g l 等，相信在不久，将会有更多的优秀工程加入到 a n d r o i d 中来。相比其它手机操作系统过于封闭的特性来说，a n d r o i d 在手机操作领域将会占有很大的优势，其功能也将会越来越强大。 本章对a n d r o i d 平台的特征、架构以及a n d r o i d 应用的构成和工 作机制进行了详细的分析。对于a n d r o i d 应用程序来说，主要由 a c t i v i t y 、i n t e n tr e c e i v e r 、s e r v i c e 和c o n t e n tp r o v i d e r 四部分组成，但 并不是对于每一个应用程序，这四部分都是必须的。a c t i v i t y 是应用 程序中最重要的一种构造块，我们对其进行了详细的分析，包括 a c t i v i t y 的生命周期以及a c t i v i t y 之间的切换。最后对a n d r o i d 与其它 的手机操作系统从九个方面进行了比较，说明了a n d r o i d 的优势。 基于a n d r o i d 平台的即时通讯系统的研究与实现 3 基于a n d r oid 平台的手机即时通讯系统 本章我们介绍了系统的总体框架及相关解决方案。系统采用c s 体系结构【刎【2 5 1 ，采用开源的x m p p 作为即时通讯协议，通过g p r s 无线网络采用t c p 协议连接到服务器，通过架设开源的o p e n f i r e 服 务器作为即时通讯平台，实现客户端与客户端之间的即时通讯。 3 1 系统概述 本文工作中实现的是在a n d r o i d 平台上开发即时手机通讯系 统 2 7 - 3 2 】，它能够使用户在手机上方便的、迅捷的收发及时消息、传 输图片。现今流行的即时通讯软件，在聊天的基础之上开发了很多的 增值服务功能，以满足不同用户的需求。根据这些特点，本系统除了 及时文本消息和图片的传输外，还实现了音乐播放和图片浏览的功 能，让用户可以边聊天边听音乐，可以对好友传送过来的图片随时进 行浏览，从而实现即时通讯系统的功能多样化。 3 2 系统架构 本系统采用客户端( c ) 服务端( s ) 架构的体系结构，具有服 务器端和客户端。 客户端：