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。