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用.Net打造一个移动客户端(Android/IOS)的服务端框架NHM——Android端消息处理机制
NhmFramework Android端的消息处理机制原理
1、概要表述:在我们的框架中,Android客户端通过继承Application来控制整个应用程序的生命周期,在Application onCreate()方法中,我们将启动一个MainService,这个Service将负责Activity的异步消息处理(包括异步Http请求)、任务调度、数据共享等大部分持久化操作。那么这样做的目的何在呢?
1)异步消息处理:在Service中实现异步消息处理是为了将Activity的界面显示的操作保持在一个单独的线程中,而将其他占用时间的操作(如访问服务器、解析数据、处理数据、GPS定位等)放在一个新的线程中,这样UI界面将不会“等待”这些耗时过多的任务,也就是说在程序处理这些任务的时候,UI界面依然可以操作,不会卡死,实现更好的用户体验。当然,你也可以将耗时线程直接在Activity中新建,但这样的处理方式就无法管理众多的Task,不利于程序结构和代码复用。
2)任务调度:我们采用了一个类似栈的数据结构来管理Task,具体流程是这样的:
UI界面新建一个访问服务器的Task—>把这个Task压到Service的Task栈中—>MainService执行任务—>将结果更新到UI—>UI把结果显示出来
3)数据共享:MainService为Activity间传递参数提供了桥梁,尤其是一些可能被不同的Activity多次使用的数据,如GPS位置等,通过MainService保存变量比在Activity间直接传参更加方便。
2、要点理解:
1)我们知道,Android的Service本身并不是一个单独的Thread——也就是说,在这个Service启动的时候,并没有新的线程建立,于是我们必须自己来建立一个新的线程监听从UI发过来的任务请求,经过后台处理后再将结果发给UI,实现UI异步处理的需求。
2)继承Application也并不会建立新的线程,也就是说继承Application不会耗费更多的系统资源,即使你不继承、Application的生命周期也存在,你继承了,只是可以在生命周期中为程序在不同时序阶段“添加”更多的处理。
3)MainService中的消息近处理进程是通过一个While(true)循环来监视Task栈,任务栈里有任务了,就执行,执行结果通过消息的方式发到UI层,做过C/S的读者肯定都会了解这样的机制。
3、GetEmployeeByID为例的时序图:
二、Android程序的启动与完全退出
1、启动:Android程序的启动入口,是在manifest.xml中声明 <action android:name="android.intent.action.MAIN" />,而在这之前,如果你已经继承了Application,并且在manifest.xml中声明这个继承,系统将会执行你的Application类。在我们的项目中,MainService就是在Application中启动的。
2、退出:还记得2011年年中的时候,一些Android应用被爆出无法完全退出的风波,抛开蓄意的成分,单从技术层面来讲,Android的退出确实不是一条命令那么简单。首先,如果你的程序中有多个Activity,则必须所有的Activity都要执行 Finish();其次如果你的程序新建了Service,则这个Service需要执行intent.stopService()方法;而Process.killProcess()在不同的Android版本又有不同的解读……所以我们最应该先弄懂的是,怎么判断一个Android程序是否完全退出了。
1)打开Eclipse,Debug你的程序,在Debug选项卡下会看到下图这样的状态:
2)切换到DDMS,在Devices中,你会看到这样的状态:
可以看到,最下面那个进程(DDMS中查看的是进程process,Debug中查看的是线程thread)就是我们正在调试的程序。此时我退出程序,如果这个进程不见了,则证明完全退出。也就是要在DDMS中看是否这个进程被kill了,才能判断是真正的完全退出。
那正确的退出方法是什么样的呢?Android程序的正确退出要遵循如下顺序:
1)遍历所有Activity执行Finish()方法;
2)遍历你程序中建立的Service,并且stopService();
3)killprocess
除此之外,你还要特别注意执行以上操作的位置:Service不能自己停止自己,所以如果你要stopService()必须在Application里,killproces也是同理。如果你在Service里执行了stopService()等操作,也不会有错误提示,但在DDMS中,你会发现这个process依然存在,虽然偶此时Debug窗口中你的程序已经Disconnect,而且在模拟器中程序也已经“不见了”——只要你遍历所有Activity并执行finish()方法,那么模拟器中正在运行的程序就会消失,看起来好像“退出”程序一样,而在后台,可能依然有你建立的Service在运行。
这里给出我的AndroidMenifest.xml和MainApp.Java
AndroidMenifest.xml
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" package="nhm.atraining" android:versionCode="1" android:versionName="1.0"> <uses-sdk android:minSdkVersion="7" /> <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" /> <uses-permission android:name="android.permission.GET_TASKS" /> <uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE" /> <application android:debuggable="true" android:icon="@drawable/ic_launcher" android:label="@string/app_name" android:name="com.nhm.training.logic.MainApp"> <service android:name="com.nhm.training.logic.MainService"> <intent-filter> <action android:name="com.nhm.training.logic.MainService"></action> </intent-filter> </service> <activity android:label="@string/app_name" android:name=".MainActivity"> <intent-filter> <action android:name="android.intent.action.MAIN" /> <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" /> </intent-filter> </activity> </application></manifest>
MainApp.Java
public class MainApp extends Application { public MainApp mApp; @Override public void onCreate() { mApp = this; Intent serv = new Intent("com.nhm.training.logic.MainService"); this.startService(serv); super.onCreate(); } @Override public void onTerminate() { // TODO Auto-generated method stub super.onTerminate(); } public void destroy() { // TODO Auto-generated method stub for (Activity ac : MainService.allActivity) { ac.finish(); } Intent it = new Intent("com.nhm.training.logic.MainService"); this.stopService(it); android.os.Process.killProcess(android.os.Process.myPid()); System.exit(0); }}
三、利用MainService实现异步Task机制
通过上面的原理,相信读者已经理解了MainService的主要作用,下面我们就来实现MainService。在com.nhm.training.logic包中,包含了任务处理所需要的各个类,下面逐个解释下它们的作用。
IActivity: 是一个接口声明,声明了void init()和void refresh(Object ...param)两个接口,其作用主要是要求各个Activity必须实现初始化和更新方法才能实现Task机制。
MainApp:继承于Application,主要负责控制应用程序在启动和退出的时候开启和停止MainService,在后期使用第三方API时(如百度地图)可能也会在Application层做某些处理。
MainService:完成整个Task消息处理机制,在MainService onCreate()时抛出新线程监听Task,当有Task进入时执行任务、任务结束后发消息到UI。
ServiceConst:保存一些必要的静态常量。
Task:描述任务的类,包括任务ID、任务参数等。
本想为MainService先画一个UML Class Diagraim再给出代码,结果机器的Rose出了点问题,反向JAVA工程总是异常退出,唉,所以就直接给出代码吧,还望各位读者海涵。代码比较长,没有类图还真不太好看啊。
public class MainService extends Service implements Runnable { public static ArrayList<Activity> allActivity = new ArrayList<Activity>(); public static int lastActivityId; public static String lastActivityName; private UEHandler ueHandler; public static List<Task> tasklist = new ArrayList<Task>(0);;; public static ArrayList<Task> allTask = new ArrayList<Task>(); // 从集合中通过name获取Activity对象 public static Activity getActivityByName(String name) { for (int i = allActivity.size() - 1; i >= 0; i--) { Activity ac = allActivity.get(i); if (ac.getClass().getName().indexOf(name) >= 0) { return ac; } } return null; } // 添加 public static void newTask(Task task) { allTask.add(task); } public boolean isrun = true; @Override public IBinder onBind(Intent intent) { // TODO Auto-generated method stub return null; } // 更新UI private Handler hand = new Handler() { @Override public void handleMessage(Message msg) { // TODO Auto-generated method stub super.handleMessage(msg); Bundle bTCCGF = msg.getData(); String acname = bTCCGF.getString("acName"); IActivity ia = (IActivity) MainService.getActivityByName(acname); switch (msg.what) { case ServiceConst.GET_EMPLOYEE_ERROR: ia.refresh(ServiceConst.GET_EMPLOYEE_ERROR, msg.obj); break; case ServiceConst.TASK_GET_EMPLOYEE: ia.refresh(ServiceConst.GET_EMPLOYEE_OK, msg.obj); break; } } }; public void setCurrentActivityName() { ActivityManager activityManager = (ActivityManager) getApplicationContext() .getSystemService(Context.ACTIVITY_SERVICE); List<RunningTaskInfo> forGroundActivity = activityManager .getRunningTasks(1); RunningTaskInfo currentActivity; currentActivity = forGroundActivity.get(0); String activityName = currentActivity.topActivity.getClassName(); lastActivityName = activityName; } // 执行任务 public void doTask(Task task) { setCurrentActivityName(); Message mess = hand.obtainMessage(); mess.what = task.getTaskID();// 定义刷新UI的变化 tasklist.add(task); HashMap paramIn = (HashMap) task.getTaskParam(); HashMap paramOut = new HashMap(); String acname = String.valueOf(paramIn.get("acname")); paramOut.put("acName", acname); Employees emp = null; switch (task.getTaskID()) { case ServiceConst.TASK_GET_EMPLOYEE: try { int uid = (Integer.valueOf(String.valueOf(paramIn .get("EmployeeID")))); emp = Bll.GetEmployeeByID(uid); mess.obj = emp; } catch (Exception e) { mess.what = ServiceConst.GET_EMPLOYEE_ERROR; } if (emp == null) { mess.what = ServiceConst.GET_EMPLOYEE_ERROR; } break; } Bundle bc = new Bundle(); bc.putString("acName", acname); mess.setData(bc); hand.sendMessage(mess);// 发送更新UI的消息给主线程 allTask.remove(task);// 执行完任务 } @Override public void run() { // TODO Auto-generated method stub while (isrun) { Task lastTask = null; synchronized (allTask) { if (allTask.size() > 0) {// 取任务 lastTask = allTask.get(0); // 执行任务 doTask(lastTask); } } // Log.d("debug main Service", "............."); try { Thread.sleep(1000); } catch (Exception e) { } } } @Override public void onCreate() { // TODO Auto-generated method stub // Log.d("debug main Service Oncreate", "............."); super.onCreate(); ueHandler = new UEHandler(this); // 设置异常处理实例 Thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler(ueHandler); isrun = true; Thread t = new Thread(this); t.start(); } @Override public void onDestroy() { // TODO Auto-generated method stub super.onDestroy(); isrun = false; } // alertUser 提示用户网络状态错误 public static void AlertNetError(final Context con) { AlertDialog.Builder ab = new AlertDialog.Builder(con); ab.setTitle(R.string.NoRouteToHostException); ab.setMessage(R.string.NoSignalException); ab.setNegativeButton(R.string.apn_is_wrong1_exit, new OnClickListener() { @Override public void onClick(DialogInterface dialog, int which) { // TODO Auto-generated method stub dialog.cancel(); // exitApp(con); ((MainApp) ((Activity) con).getApplication()) .destroy(); } }); ab.setPositiveButton(R.string.apn_is_wrong1_setnet, new OnClickListener() { @Override public void onClick(DialogInterface dialog, int which) { // TODO Auto-generated method stub dialog.dismiss(); con.startActivity(new Intent( android.provider.Settings.ACTION_WIRELESS_SETTINGS)); } }); ab.create().show(); } public static void promptExit(final Context con) { // 创建对话框 LayoutInflater li = LayoutInflater.from(con); View exitV = li.inflate(R.layout.exitdialog, null); AlertDialog.Builder ab = new AlertDialog.Builder(con); ab.setView(exitV);// 设定对话框显示的View对象 ab.setPositiveButton(R.string.exit, new OnClickListener() { public void onClick(DialogInterface arg0, int arg1) { // TODO Auto-generated method stub ((MainApp) ((Activity) con).getApplication()).destroy(); } }); ab.setNegativeButton(R.string.cancel, null); // 显示对话框 ab.show(); } public static void init() { // TODO Auto-generated method stub }}
四、客户端扩展——命令拼接与加密
上一篇我们已经提到了,要用一个HashMap来保存从客户的到服务器的参数,这样做的目的是为了更加清晰的在BLL层中描述发送到URL的参数。代码如下:
/** * 将URL参数哈希表转换为加密字符串 * @param map * @return */ public static String toURLParam(HashMap map) { String cmd = String.valueOf(map.get("cmd")); //明确空cmd为"unknown" if (cmd.equals(null) || cmd.equals("")) { cmd = "unknown"; } //添加公共参数字段,如imei,gps位置等,这里例子仅添加一个当前时间 map.put("now", (new Date()).toString()); //HASHMAP先转换为JSON JSONObject jstest = new JSONObject(map); String jsparam = jstest.toString(); //加密压缩JSON,加入你自己的加密算法 jsparam = DESEncoder.encrypt(jsparam); String enc = ""; //最外层用Base64Encode包装一下,注意将Base64的字符表中的 + 和 / 替换 try { enc = new BASE64Encoder().encode(jsparam.getBytes("UTF-8")); } catch (UnsupportedEncodingException e) { // TODO Auto-generated catch block enc=""; e.printStackTrace(); } return enc; }
举一个例子说明在BLL层中如何实现HTTP请求
public static Employees GetEmployeeByID(int id) { HashMap param = new HashMap(); param.put("cmd", "GetEmployee"); param.put("method", "ByID"); param.put("id", id); //将此HashMap转换为加密字符串 String parmstr = URLParamUtils.toURLParam(param); String paramstrall = baseURL+ "api/android_process.aspx?a=" + parmstr; Employees emp = new Employees(); try { //使用Http.get()连接 返回JsonArray JSONArray json = get(paramstrall,null, true).asJSONArray(); String jsonfirst = json.get(0).toString(); Log.d("BLL","Start gson.fromJson"); //新建Gson对象并设置与服务器发来相同格式的Date类型 Gson gson = new GsonBuilder().setDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").create(); //反序列化Json数据为 Employees类型 emp = gson.fromJson(jsonfirst, Employees.class); Log.d("BLL","End gson.fromJson"); } catch (NException e) { // TODO Auto-generated catch block emp=null; e.printStackTrace(); } catch (JSONException e) { // TODO Auto-generated catch block emp=null; e.printStackTrace(); } return emp; }
五、客户端UI——MainActivity
有了上面的基础,MainAcitivity就很简单了。在Activity onCreate()的时候,组建任务并将任务压到任务栈,任务在MainService新建的线程中执行,而前台可以用一个Progress显示“正在读取”的进度条,当Task执行完成后,回发到Activity更新,Activity根据返回的参数情况显示出来。下面给出MainActivity代码:
public class MainActivity extends Activity implements IActivity { /** Called when the activity is first created. */ protected static View process;// 加载条 //后退键显示退出提示 @Override public boolean onKeyDown(int keyCode, KeyEvent event) { // TODO Auto-generated method stub if (keyCode == KeyEvent.KEYCODE_BACK) { MainService.promptExit(this); return true; } return super.onKeyDown(keyCode, event); } @Override public void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.main); process = this.findViewById(R.id.progress); //默认显示进度条 process.setVisibility(View.VISIBLE); //将Activity保存在MainService中 MainService.allActivity.add(this); //建立参数HashMAP HashMap param = new HashMap(); param.put("EmployeeID", new Integer(2)); param.put("acname", "MainActivity"); //建立Task Task task = new Task(ServiceConst.TASK_GET_EMPLOYEE, param); //压入MainService的任务栈 MainService.newTask(task); } @Override public void init() { // TODO Auto-generated method stub } @Override public void refresh(Object... param) { // TODO Auto-generated method stub //处理UI更新 TextView tvEmpName = (TextView) this.findViewById(R.id.empName); // 隐藏进度条 process.setVisibility(View.GONE); switch (((Integer) (param[0])).intValue()) { case ServiceConst.GET_EMPLOYEE_OK: //服务器返回正确的情况 Employees emp = (Employees) param[1]; tvEmpName.setText(emp.getFirstName()); break; case ServiceConst.GET_EMPLOYEE_ERROR: //服务器返回错误的情况 tvEmpName.setText("error occered"); break; } }}
五、服务端扩展——客户端命令解析处理
在客户端向服务器端发出HTTP请求时,实际上是请求了服务器端的网址:http://safe.ijiami.cn/=加密字符串 ,我们需要在服务端解析Request.Querystring["a"]、解密字符串、还原成JSONObject,并在服务端的BLL层做相应处理。下面给出服务端android_process.aspx和EmployeeBLL.aspx的C#代码:
public partial class android_process : System.Web.UI.Page { string instr; JSONObject paramJSON; protected void Page_Load(object sender, EventArgs e) { string rst=""; try { //获得加密串 instr = Request.QueryString["a"]; //解析加密串为JSONObject string orgStr = EncryptHelper.DecodeBase64WithDES(instr); paramJSON = JSONConvert.DeserializeObject(orgStr); //取cmd命令,如果取得空值或获取失败,则返回错误 string cmd = ""; cmd = paramJSON["cmd"].ToString(); if (String.IsNullOrEmpty(cmd)) { lt_rtn.Text = "{rst:error}"; return; } //根据cmd命令跳转逻辑 switch(cmd) { case "GetEmployee": rst = EmployeeBLL.getEmployeeInfo(paramJSON); break; } } catch (Exception) { lt_rtn.Text = "{rst:error}"; } lt_rtn.Text = rst; } }
public static class EmployeeBLL { public static string getEmployeeInfo(JSONObject paramJSON) { string method = paramJSON["method"].ToString(); string rtn = ""; switch (method) { case "ByID": int id = int.Parse(paramJSON["id"].ToString()); EmployeeEntity ee = new EmployeeEntity(id); rtn = ee.toJson(); break; } return rtn; } }
六、模拟器调试
下面我们再模拟器里Debug一下:
一)正常测试:
二)异常测试
在正常测试中,我们要获得ID=2的员工的姓名,这里我们将ID改为-1,由于这个员工不存在,服务端将返回异常,我们看看客户端的处理。
可以看到客户端正确处理了异常。
总结
这次的课程我们通过一个驻留内存的Service实现了Android的异步任务机制,并将这种异步处理应用到Http访问中,读者可以继续扩展,利用这样的机制来处理GPS、上传等耗时操作。
从下一篇开始,我们将分成两个分支,一个分支继续学习Android与.net服务器交互的知识,另一个分支,将转向IOS平台,让IOS也支持我们的.net服务端。
用.Net打造一个移动客户端(Android/IOS)的服务端框架NHM——Android端消息处理机制