基于Android的跨平臺資源管理系統(tǒng)的研究

段 昕，朱國魂

（桂林電子科技大學(xué) 電子工程與自動化學(xué)院，廣西 桂林 541000）

通信技術(shù)和高性能芯片技術(shù)的發(fā)展，使移動設(shè)備在無線聯(lián)網(wǎng)和運算性能方面得到了較大的提升。但移動設(shè)備本身存儲不足，CPU性能瓶頸依舊是難以跨越的使用障礙。與此同時，PC終端具有存儲空間大、運算能力強的優(yōu)點。無線通信技術(shù)，特別是WiFi技術(shù)和Android技術(shù)的發(fā)展為移動設(shè)備結(jié)合PC終端的優(yōu)點來解決自身的不足提供了好的平臺。如何實現(xiàn)Android平臺與PC終端之間的資源共享成為研究的熱點。

一些軟件在移動終端對PC終端的控制和文件的相互傳輸方面做了大量的工作，如QQ、RemoteView等。但是它們只是完成了對PC的控制[1-3]或者文件傳輸[4]等單一的工作，沒有充分利用PC終端的資源。針對這種情況，本文提出一種基于Android的跨平臺資源利用與管理系統(tǒng)，系統(tǒng)客戶端（移動設(shè)備）通過WiFi網(wǎng)絡(luò)[5-6]實現(xiàn)對服務(wù)器端（PC終端）實時顯示和觸屏操作，使用戶可以通過移動設(shè)備來完成對PC終端大型軟件的使用。同時，用戶還能通過系統(tǒng)的文件傳輸模塊，來實現(xiàn)所需文件的傳遞和不急需文件的存儲，達(dá)到資源共享和合理調(diào)配的目的。

1 系統(tǒng)通信流程與總體設(shè)計

1.1 系統(tǒng)的通信流程

Android平臺支持Java網(wǎng)絡(luò)編程方式[7-8]，因此系統(tǒng)采用Socket工作模式，利用Socket的網(wǎng)絡(luò)通信接口實現(xiàn)客戶端與服務(wù)器端的信息交換。Socket通常被稱為“套接字”，用于描述IP地址和端口，應(yīng)用程序通過Socket向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送網(wǎng)絡(luò)請求或應(yīng)答網(wǎng)絡(luò)請求來進(jìn)行信息傳遞。Socket面向客戶/服務(wù)器模型而設(shè)計，SeverSocket用于服務(wù)器端。在連接成功后，通信兩端都會產(chǎn)生一個Socket實例，從而在通信的兩端形成虛擬鏈路，兩端的程序通過建立的虛擬鏈路進(jìn)行通信。

Socket網(wǎng)絡(luò)通信實現(xiàn)流程如圖1所示。首先，服務(wù)器端創(chuàng)建ServerSocket對象，指定端口號，等待客戶端的連接請求?？蛻舳藙?chuàng)建Socket對象，同時也指定主機地址和端口號，并向服務(wù)器端發(fā)出連接請求。服務(wù)器端接收到客戶端的連接請求后，建立一條TCP連接，與客戶端的Socket對象進(jìn)行通信。服務(wù)器端和客戶端分別創(chuàng)建字節(jié)輸入流和字節(jié)輸出流，其中，字節(jié)輸入流用于獲取對方發(fā)來的數(shù)據(jù)，字節(jié)輸出流用于向?qū)Ψ桨l(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)一方?jīng)Q定結(jié)束通信時，向?qū)Ψ桨l(fā)送結(jié)束信息，另一方接收到結(jié)束信息后，雙方分別關(guān)閉各自的TCP連接。

圖1 Socket網(wǎng)絡(luò)通信流程圖Fig.1 The flow chart of Socket network communication

1.2 系統(tǒng)總體設(shè)計

系統(tǒng)采用C/S模式體系架構(gòu)，主要由客戶端和服務(wù)器端組成，其中，客戶端通過IP地址、端口號與服務(wù)器建立網(wǎng)絡(luò)連接，用戶向服務(wù)器端發(fā)送用戶命令，用戶命令通過無線網(wǎng)絡(luò)到達(dá)服務(wù)器端，服務(wù)器端接收指令完成相關(guān)操作并傳遞反饋信息到客戶端，客戶端得到用戶所需的結(jié)果。

客戶端建立在基于Android操作系統(tǒng)的移動設(shè)備基礎(chǔ)上，采用Eclipse工具下的Android插件進(jìn)行開發(fā)。程序設(shè)計主要基于Java語言對其進(jìn)行實現(xiàn)，并調(diào)用了Android的部分API函數(shù)庫?？蛻舳?，作為與用戶的交互平臺，主要功能包括實現(xiàn)與服務(wù)器端的網(wǎng)絡(luò)連接、顯示服務(wù)器端屏幕內(nèi)容完成用戶對服務(wù)器端的實時操作、實現(xiàn)客戶端與服務(wù)器端的文件管理和數(shù)據(jù)交流以及服務(wù)器端的關(guān)機、重啟等，它集中了系統(tǒng)的大部分功能。服務(wù)器端位于PC端，主要負(fù)責(zé)對客戶端發(fā)送來的命令進(jìn)行監(jiān)聽以及做出響應(yīng)。系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖2所示。

圖3為系統(tǒng)的流程圖。如圖3所示，當(dāng)系統(tǒng)啟動后，登錄界面自動顯示上次連接的相關(guān)信息，用戶如果使用該連接，則直接點擊登錄即可。如果用戶需要創(chuàng)建一個新的連接，則需要輸入該新連接所需信息 （包括連接的IP地址、端口號等），信息設(shè)置完后，點擊“登錄”。若連接沒有建立成功則反饋連接失敗信息，若成功則進(jìn)入主界面。同時，如果連接成功，則說明該IP地址和端口號的連接為可靠連接，需將其保存起來，以備下次登錄使用。連接成功后進(jìn)入到系統(tǒng)主界面，其由PC交互模塊、文件管理模塊、重啟和關(guān)機模塊組成。在該界面下，用戶可以根據(jù)需要選擇不同的功能模塊。

圖2系統(tǒng)總體架構(gòu)Fig.2 The overall framework of the system

2 系統(tǒng)的實現(xiàn)

由于Android系統(tǒng)支持Java語言進(jìn)行開發(fā)，因此系統(tǒng)完全使用Java語言進(jìn)行實現(xiàn)。作為系統(tǒng)的核心模塊，用戶交互事件和文件管理模塊成為主要研究對象。用戶交互模塊主要用于用戶與系統(tǒng)之間的信息交流，本模塊中有觸摸事件、功能按鈕監(jiān)聽和用戶界面的屏幕顯示等功能，可以供用戶對系統(tǒng)進(jìn)行任意操作。文件管理模塊主要解決用戶對資源的跨平臺調(diào)用和共享等問題，模塊中包括文件的下載、上傳等功能，實現(xiàn)了用戶對資源的合理調(diào)配。

2.1 用戶交互事件

圖3系統(tǒng)流程圖Fig.3 The flow chart of the system

用戶交互模塊主要為解決客戶端對服務(wù)器端軟件的使用而設(shè)計。當(dāng)用戶進(jìn)入交互模塊，開啟PC交互線程，與服務(wù)器端建立交互連接，服務(wù)器端通過Java類庫的Robot類的createScreenCapture（）方法按時間間隔對PC進(jìn)行整體截屏。同時使用Graphics2D類的draw Image（）方法按客戶端屏幕比例和JPG格式對圖片進(jìn)行壓縮，再通過I/O流發(fā)送至客戶端?？蛻舳私邮赵搱D片并將其全屏顯示，這樣，客戶就可以通過客戶端對服務(wù)器端應(yīng)用進(jìn)行直觀的、實時的操作。

客戶端通過使用Android類庫的GestureDetector類來識別觸摸屏的手勢與動作并配合鼠標(biāo)功能按鈕來實現(xiàn)對服務(wù)器端的操作。觸摸事件主要包括單擊事件、雙擊事件、滑動事件等。分別通過實現(xiàn)GestureDetector類接口On Gesture Listener、OnDoubleTapListener和重寫 GestureDetector類內(nèi)部方法onFing（）等來達(dá)到目的。用戶交互界面同時設(shè)置左右鼠標(biāo)功能按鈕區(qū)，左部對應(yīng)于鼠標(biāo)位置的空間移動和調(diào)整，右部對應(yīng)于鼠標(biāo)的點擊與滑輪功能。

監(jiān)聽到用戶的操作信息后，客戶端將操作信息的對應(yīng)指令發(fā)送至服務(wù)器端，服務(wù)器端對這些指令進(jìn)行甄別，然后通過Robot類相關(guān)方法進(jìn)行響應(yīng)。用戶交互界面如圖6所示。

2.2 文件管理

文件管理模塊主要用于實現(xiàn)客戶端與服務(wù)器端文件資源的合理調(diào)配共享。該模塊分為文件下載管理模塊和文件上傳管理模塊。文件下載模塊針對服務(wù)器端文件資源的管理，而文件上傳管理模塊則針對于客戶端文件資源的管理。用戶需要調(diào)用文件資源時，系統(tǒng)開啟服務(wù)器端文件管理線程，服務(wù)器端使用 Java類庫的 FileSystemView、DecimalFormat和File等類的相關(guān)方法獲得服務(wù)器端的桌面、文檔和磁盤等的相關(guān)屬性（如名字、已使用的空間及剩余空間等），將其Json解析后，傳遞給客戶端?？蛻舳藢⒎?wù)器端文件信息以列表的形式進(jìn)行顯示。文件下載模塊如圖4所示。

圖4文件下載管理模塊Fig.4 The module of file download management

用戶下載服務(wù)器端文件資源時，系統(tǒng)除了開啟下載線程外，還需要在客戶端對要下載的文件進(jìn)行存在性判斷。若需下載的文件已經(jīng)存在，則提示是否繼續(xù)該文件的傳輸，是則繼續(xù)傳輸，并覆蓋原存在的文件，否則取消文件的傳輸。如果將傳輸?shù)奈募淮嬖?，則對文件類型進(jìn)行判斷，判斷其是小文件還是大體積文件或者批量文件。若為小文件，則通過Socket封裝的I/O流方法直接進(jìn)行下載；若為大體積文件，則將文件分成若干大小模塊，采用RandomAcessFile類，該類直接繼承于 Object類，可以通過 seek（），getFilePointer（）等方法操作的指針，方便對數(shù)據(jù)進(jìn)行位置標(biāo)記，寫入與讀取，實現(xiàn)對文件斷點續(xù)傳；若為批量文件傳輸則使用多線程技術(shù)進(jìn)行下載。由于文件上傳管理模塊與文件下載模塊實現(xiàn)過程基本相同，此處不再贅述。文件上傳管理模塊如圖5所示。

圖5文件上傳管理模塊Fig.5 The module of file upload management

3 系統(tǒng)測試

在測試環(huán)境中，客戶端采用操作系統(tǒng)為Android4.0的三星手機，服務(wù)器端采用操作系統(tǒng)為Windows8的宏脼E1-571G。客戶端通過無線路由器建立的無線局域網(wǎng)絡(luò)訪問服務(wù)器，使用預(yù)先定義好的端口號和IP地址與服務(wù)器進(jìn)行連接。

圖6 PC交互模塊Fig.6 The module of PC interaction

圖7文件下載模塊Fig.7 The module of file download

圖8文件上傳模塊Fig.8 The module of file upload

PC交互模塊效果如圖6所示。文件下載模塊效果如圖7所示。文件上傳模塊效果如圖8所示。反復(fù)測試表明，在局域網(wǎng)內(nèi)，所設(shè)計的客戶端與服務(wù)器端之間能夠建立快速且穩(wěn)定的連接，而服務(wù)器端也能對客戶端的各種命令做出及時且正確的響應(yīng)。實時畫面?zhèn)鬏?、軟件跨平臺使用及文件資源的跨平臺管理等功能都具有很好的效果。

4 結(jié)束語

文中設(shè)計并實現(xiàn)了一個基于Android的跨平臺資源利用與管理系統(tǒng)。系統(tǒng)利用Socket編程實現(xiàn)了移動設(shè)備對PC終端的軟件實時操作以及二者之間資源的合理調(diào)用和資源的跨平臺整合，充分的利用了PC終端運算能力強、存儲空間大等優(yōu)點，解決了移動設(shè)備自身存儲能力不足和CPU瓶頸等問題。隨著信息爆炸時代的到來，移動終端需要處理的數(shù)據(jù)將越來越大，數(shù)據(jù)的交換也越來越頻繁，將本文設(shè)計的系統(tǒng)運用到其中，具有廣闊的發(fā)展前景。

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