Android 平台下的即时通讯

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基于Android 平台简易即时通讯的研究与设计

摘要：论文简单介绍Android 平台的特性，主要阐述了基于Android 平台简易即时通讯（IM）的
作用和功能以及实现方法。

1　Android 平台简介
Android 是Google 公司于２００７年１1月５日推出的手机操作系统，经过２年多的发展，Android平台在智能移动领域占有不小的份额，由Google为首的４０多家移动通信领域的领军企业组成开放手机联盟（OHA）。Google 与运营商、设备制造商、开发商和其他第三方结成深层次的合作伙伴关系，希望通过建立标准化、开放式的移动电话软件平台，在移动产业内形成一个开放式的生态系统。正因如此，Android 正在被越来越多的开发者和使用者所接受。近日，Google 发言人Anthony House称，截止到2010 年4月15 日，Android Market 已经有3.8万多个应用程序。

2　Android 平台特性与即时通讯的研究

　　Android 平台框架共由5 部分组成。底层核心是基于Linux 2.6开发的独立操作系统，该层用来提供系统的底层服务，包括安全机制、内存管理、进程管理、网络堆栈及一系列的驱动模块。中间是Android 执行环境，包括系统运行库、Dalvik 虚拟机、核心库和一些C ／C ＋＋库等支持Android 使用的各个组件。应用层框架是开发人员使用这些API 框架来开发自己的应用，简化了应用程序开发的架构设计。应用层程序是用Java语言编写的运行在虚拟机上的程序［１］。整个An- droid 平台框架如图１所示。

即时通讯（IM）是一个终端连往一个即时通讯网路的服务。即时通讯与e-mail 的不同在于它的交谈是即时的。大部分的即时通讯服务提供了在线提醒的特性──显示联络人名单，联络人是否在线，能否与联络人交谈等。近几年即时通讯发展特
别迅速，即时通讯的功能日益丰富，由PC 客户端发展到移动客户端，逐渐发展成一个综合化信息平台，国内市场上知名的即时通讯工具有腾讯QQ，新浪UC，中国移动飞信等，但这些产品都有着很严重的安全威胁，如ID 被盗、隐私威胁、病毒威胁等。

为了减小这些威胁，可以在企业内部开发自己的即时通讯软件，减少为未知用户带来的威胁。

3　简易即时通讯功能及设计

3.1　简易通讯的功能

本设计实现了在Android 平台上开发即时手机通讯系统，它能够使用户在手机客户端上登录服务器，方便、迅捷地收发即时消息。随着研究的深入，可以在该系统上实现图片的传输和接收，以及其他一些功能，这样可以使该系统功能更加多样化。

3.2　简易通讯系统框架介绍

通讯系统架构采用C ／S 模式，即客户端／服务器的体系结构。客户端是基于Android 平台进行开发，通过３G 网络与Internet 建立连接，通过服务器实现Android 客户端之间的即时通讯。

客户端负责初始化通信过程，进行即时通讯时，由客户端负责向服务器端发起连接请求。服务器端采用开源的Openfire［２］作为服务器，允许多个客户端同时登录，并且同时连接到一个服务器上。服务器对每个客户端进行认证，对认证通过的客户端创建会话，实现客户端与客户端之间的通讯。

3.3　客户端的解决方案

系统的客户端定位于Android 平台的手机，采用SIMPLE[3]协议作为即时通讯协议，SIMPLE（SIP for Instant Messaging and Presence LeveragingExtensions）是SIP （Session Initiation Protocol）的扩展，它为SIP 协议制定了一整套的架构和扩展方面的规范，用于支持IM。SIMPLE 通过SIP 来传递状态信息和实现分布的信息表示

。根据协议规则，采用Android 平台提供的XML 解析包对XML 进行解析。根据Activity 模块运行于主线程的特点，采用多线程［４］技术来解决系统通信问题。系统的用户信息和聊天信息存储在Android平台自身所带的SQLite 数据库中。客户端功能模块如图２所示。

3.4　服务器端解决方案

系统服务器端采用开源的Openfire 来建立即时通信服务器。Openfire 采用Java 语言进行开发，Java 语言具有跨平台的特点，因此Openfire 服务器可以架设于多种操作系统平台上。Openfire服务器的内核主要由服务器连接管理组件、会话
管理组件、数据存储组件和传输器组件等组成。Openfire 实现了插件机制，方便扩展，通过安装与异构网络通讯的插件，便能与其他的通讯软件实现通讯。

在网络连接中采用Apache 的Mina 框架来实现网络连接，Mina 框架使用非阻塞式的高性能I ／O 底层，采用异步I ／O 事件和事件驱动机制，使服务器具有很高的效率和性能，从而能够及时处理大量的客户端连接事件和I ／O 随机事件，单台服务器可支持上万个并发用户。服务器与客户端的连接示意图如图３所示。

3.5　通信系统结构

随着移动通信与Internet 的飞速发展及其相互融合，３G 无线网络使无线网络高速接入Internet成为现实，从而移动客户端可以接入到Inter- net 的服务。系统客户终端通过３G 无线网络采用TCP 协议连接到服务器，通过SIMPLE 即时通
讯协议进行及时通讯。［５］

在移动网络中，移动终端接入到３G 无线网络。
网关移动交换中心GMSC（Gateway Mobile Switc- hing Center）为用户提供分组路由、隧道和跟踪移动终端的位置等功能。UMTS（Universal Mobile TelecommunicationsSystem）提供３G 网络内部与外部网络的路由和封装，分配IP 地址，实现与Internet 网络的互通。通信系统结构示意图如图４所示。

3.6　系统工作流程

服务器对用户输入的用户名和密码进行身份验证，验证成功后，客户端从服务器端读取客户端的个人信息，并更新好友列表和群组信息，服务器端响应客户端的各种请求，客户端可发送接收信息，通讯完毕退出系统登录状态。这样，一个简易即时通讯系统便实现了。当然只是个人学习的话可以先从文字通讯开始。

图５是认证流程示意图。

客户端软件使用Java 和XML 语言在eclipse集成开发环境中开发，基于Andriod １．５模拟器开发的用户登录界面如图６所示。

4　结语
该设计主要讨论了基于Android 平台的简易即时通讯系统，研究了在开源服务器Openfire 上各个移动客户端和服务器之间的通信系统结构，实现了客户端功能。随着研究的进一步深入，基于Android的通讯系统会逐渐完善，相信基于Android 平台的即时通信系统会有着很好的应用前景。

［参考文献］

［1］余志龙，陈昱勋，郑名杰，等．Google Android SDK 开发范例大全［M］．北京：人民邮电出版社，2009．

［2］张云川．标准化的即时通信协议———SIMPlE 和XMPP 的对比研究［J］．武汉科技大学学报：自然科学版，2005，28（4）：375-377

［3］张海燕．Java 多线程技术在手机互联网中的应用［J］．农业网络信息，2008（3）：97-98.

［4］姚昱旻，刘卫国．Android的架构与应用开发研究［J］．计算机系统应用，2008（11）：110-113．

［５］张利国，代闻，龚海平．Android移动开发案例详解［M］．北京：人民邮电出版社，2010．

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