Java_In_A_Box设计思想及在嵌入式POS公共基础模块中的应用

收稿日期:2010-09-19;修回日期:2010-11-23。

作者简介:李贵林(1979-),男,黑龙江哈尔滨人,讲师,博士,主要研究方向:嵌入式软件设计; 张炜达(1986-),男,青海西宁人,主要研究方向:嵌入式软件设计。

文章编号:1001-9081(2011)03-0831-03do:i 10.3724/SP .J .1087.2011.00831Java-In-A-Box 设计思想及在嵌入式POS 公共基础模块中的应用李贵林,张炜达(厦门大学软件学院,福建厦门361005)(gll@i x m u .edu .cn )摘 要:提出JI AB 设计思想使Andro i d 适应于大规模应用程序的开发。

JI AB 通过对A ndro i d 平台内置应用程序组件进行重新封装,使其在界面显示、业务逻辑、数据存储的权责更清晰。

利用JI AB 思想设计并实现了零售终端系统的公共基础模块。

实践证明,JI A B 思想适合在A ndro i d 平台上进行大规模应用程序的开发。

关键词:软件设计;公共基础模块;销售点终端;嵌入式系统;操作系统中图分类号:T P311.11 文献标志码:AD esign pri nci ple of Java -In -A-B ox and its appli cati on toco mm on funda m entalm odul e i n poi nt of saleLI Gu-i li n ,Z HANG W e-i da(S oft w are School ,X i am en Un iversit y,X iam e n Fu ji an 361005,Ch i na )Abstract :A design m ethod na m ed Java -In -A-Box (JI A B)was proposed to m ake t he A ndro i d s u itable for deve l op i ng largesca l e prog ram s .By re -encapsu l ati ng the i nner co m ponents o f A ndro id p latform ,t he respons i bility boundaries a m ong user i nterface ,bus i ness log ic and data storage were clear .Based on JI AB ,the co mmon funda m enta lm odu l e f o r an e m bedded Po i nt of Sale (PO S)w as des i gned and i m p l emented .It has been found t hat the JI AB me t hod i s su itab l e for developi ng large sca l e appli cations on A ndroid p l a tfor m.K ey words :soft ware des i gn ;co mmon fundam enta lm odule ;Po i n t of Sale (PO S);e m bedded syste m;O perati ng Syste m (O S)0 引言PO S(P o i nt o f Sa l e)即销售点终端[1-2],指通过自动读取设备在销售商品时直接读取商品销售信息,并通过通信网络和计算机系统传送至有关部门进行分析加工以提高经营效率的系统。

人们经常使用的PO S 系统包括:基于PC 的C /S 式PO S 系统和基于嵌入式平台的POS 终端机。

基于PC 的POS 系统主要优势在于强大的处理性能和丰富的功能;而基于嵌入式平台的PO S 系统,其主要优势在于低廉的价格、使用携带方便与更适用于固定的业务。

本文讨论基于嵌入式平台的PO S 系统。

随着硬件水平的飞速提升,目前的嵌入式硬件已经具备了处理复杂应用的能力。

软件方面,基于L inux 2.6X 内核的A ndro i d 平台[3-5]作为一种针对嵌入式设备量身定制的应用程序开发平台,提供了从操作系统、硬件虚拟层、中间件及顶层应用程序A PI (A ppli cation Progra mm i ng Interface)的完整解决方案。

A ndro i d 平台以Java 为主要开发语言,采用类MVC (M ode-lV ie w-Con t o ll er)开发模式[6-7],使用面向对象的应用程序设计与开发。

因此,Andro i d 平台从系统层面为开发嵌入式移动零售终端系统奠定了较为完善的软件基础。

A ndro i d 平台中应用程序开发框架采用类MV C 架构,由A c ti v ity 、Serv ice 、Intent 、Content P rov ider 、B roadcast R eceiver 五个组件构成[8]。

这种框架的设计思路体现了A ndro i d 应用程序轻量化的思想。

但该框架中也存在一些缺点,如A cti v ity 的职能过多,既负责界面显示,又负责背后逻辑。

此框架在开发小型应用程序时可以起到很好的效果。

但POS 系统相对于普通A ndro i d 应用程序规模较大,功能模块之间交互多,业务逻辑复杂,数据库规模较大,并对系统稳定性、可扩展性及代码规范性有更高要求。

因此需要根据项目要求对A ndro i d 平台内置应用程序组件重新安排与封装。

本文研究将适合于大型网络应用开发的J2EE 设计模式[9]应用于A ndro id 平台,提出了JI A B(Java -In -A-Box)设计思想,并基于该思想实现了零售终端系统中的公共基础模块。

1 JI AB 设计思想本设计的主要思想是:将适合于大型网络应用开发的J2EE 设计模式应用于A ndro i d 平台上,通过对A ndro id 平台内置应用程序组件的重新安排与封装,使其在界面显示、业务逻辑、数据存储的权责更清晰。

将该架构称为JI A B 架构。

JI A B 框架逻辑如图1所示。

该框架所有组件之间通过A ndro id 标准消息AP I 进行通信,采用异步指令方式传输数据对象与指令参数。

该方式有效地降低了各组件、各层级之间的耦合程度,提高了组件独立性与复用性,符合面向对象设计与开发原则,为应用程序开发与部署提供便利。

用户界面层包括用例控制器(U se Case Contro ller ,U CC)与对应界面配置。

UCC 提供管理用户界面、接收与处理用户指令功能,并通过继承与扩展A ndro i d 标准程序组件A c tiv ity 提供统一的用户权限验证、用户输入验证、业务代码引用、全局参数引用A P I 以及用户会话状态管理功能。

业务逻辑层包括业务逻辑管理器、网络管理器、外部硬件第31卷第3期2011年3月计算机应用Journal o f Computer A pp licati onsV o.l 31N o .3M a r .2011管理器三部分。

业务逻辑管理器(Business M anag er ,B M )为整个应用系统的核心部件,使用Andro i d 标准程序组件A c ti v ity ,负责根据U I 层的指令,通过DB (Da taBase )层、网络连接或外部硬件取得数据,根据业务需求进行数据处理,将结果反馈回U I(U ser Interface)层或输出到外部硬件。

网络管理器为各个子系统提供网络访问标准A P I 。

包括对业务数据对象的序列化/包装、发送、接收/反序列化功能等。

外部硬件控制器负责根据业务逻辑管理器的指令向外部设备发送数据或通过外部设备接收数据,并反馈至业务逻辑管理器。

数据库层使用A ndro i d 系统内置SQL ite 数据库、A ndro i d 标准程序组件Conten t P rov i der 及其相关A PI 实现。

该层负责根据业务逻辑管理器的指令,对底层数据库进行增、删、改、查操作。

图1 JI AB 框架逻辑示意图2 基于JI A B 框架的公共基础模块设计2.1 公共基础模块需求分析基于对项目的需求分析,将目标系统划分成若干子系统,这些子系统不可避免地存在相互重叠的部分。

因此,设计中提出建立公共基础模块的概念。

该模块构建于前述JI AB 架构之上,旨在为各个子系统模块提供统一的主程序界面及相应功能,以及为各个子系统提供可复用的、统一的基础全局服务与模块化工具类。

公共基础模块功能点划分如下。

初始导航功能 进入系统提供跳转至PO S /客户关系管理/网络销售/信息互动子系统按钮及初始化数据库/设置全局变量/管理用户/网络测试菜单。

数据库初始化功能 提供数据库初始化选择项对话框,用户可以选择对基础公共模块或任意子系统数据库进行初始化。

用户管理功能 提供系统中的用户列表,供管理员对用户进行增加/删除/修改操作。

用户登录/临时身份切换功能 提供可重用的用户登录界面。

结合权限验证A P I ,在用户尚未登录系统或用户权限不足以完成相应操作时显示。

全局参数设置功能 提供对系统全局参数的配置(包括便利店名称,后台服务器登录I P 、用户名、密码等)。

系统全局参数基于数据库内容,不使用硬编码形式。

网络测试功能 通过引用全局参数定义的I P /用户名/密码,提供远程连接及发送测试消息功能。

组件级/菜单级权限验证AP I 为公共基础模块及子系统模块提供模块化、可复用的、基于U I 事件的组件级/菜单级权限验证。

U I 层输入验证A P I 为公共基础及子系统模块提供模块化、可复用的系统级U I 层输入验证功能。

业务代码A P I 为公共基础模块及子系统模块提供模块化、可复用的系统级U I 显示内容与数据库业务代码之间的转换功能。

全局参数引用A P I 为公共基础模块及子系统模块提供全局参数初始化、设置及引用功能。

网络传输AP I 通过使用JSON (Jav aScript Ob j ec t N ota ti on)序列化AP I 对业务数据BO (Business O b j ect)对象进行序列化/反序列化,提供全局网络传输服务。

字符串/数据库工具类 提供数据库UU ID (U niversa lly U nique Identifier)生成、数据库U I 日期转换、数据库时间戳、字符串M D 5(M essage D igest A l go rith m 5)生成、JSON 序列化组件等服务。