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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:

 

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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:

image

2)切换到DDMS,在Devices中,你会看到这样的状态:

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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。

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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

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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:

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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。

 

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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