基于Androidapp管理工具设计.docx
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基于Androidapp管理工具设计
本科毕业论文（设计）
基于Androidapp管理工具的设计（题目）
系 别
信息管理系
专业
计算机科学与技术
届别
2016
班级
网络工程班
学生姓名
学号
指导教师
职称
二O一六年四月
本科生毕业论文（设计）诚信承诺书
毕业论文（设计）题目
基于Androidapp管理工具的设计
系别
信息管理系
专业
计算机科学与技术
年（班）级
12网络班
学生姓名
学号
指导老师
职称
副教授
诚信承诺
本人慎重承诺和声明：
我承诺在毕业论文（设计）活动中遵守学校有关规定，恪守学术规范，在本人的毕业论文中未剽窃、抄袭他人的学术观点、思想和成果，未篡改研究数据，如有违规行为发生，我愿承担一切责任，接受学校的处理。
学生（签名）：
年月日
摘要
随着智能手机的发展,各种手机应用层出不穷。
但是，我们手装的应用较多的话运行一段时间过后就会感觉到手机比较的卡，有时还会提示我们存储空间不足。
基于以上，本文通过设计一个app管理工具,来让手机运行更加的顺畅，存储空间不浪费。
App管理工具让手机运行更加顺畅是通过杀死Android后台无用进程释放内存,来实现的。
App管理工具节约手机的存储空间是通过将可执行文件存放于服务器，要执行时通过网络将能够执行的文件从服务器中加载到手机内存中，设计是通过研究NFS网络文件系统和Android下apk的安装和卸载的过程，设计app的安装和卸载，节约手机的空间。
【关键词】手机app管工具手机应用NFS网络文件系统
Abstract
Withthedevelopmentofsmartphones,avarietyofmobileapplicationsareemerging.However,theapplicationofourhandinstalledmorewordsafteraperiodoftimewillfeelthephonetocomparethecard,andsometimespromptedustostorespace.
Basedontheabove,thisarticlethroughthedesignofaappmanagementtool,tomakethephonerunmoresmoothly,thestoragespaceisnotwasted.AppmanagementtoolsallowthephonetorunmoresmoothlythroughtheprocessofkillingtheAndroidtoreleasethememoryoftheprocess,toachievethe.Appmanagementtoolstosavethestoragespaceofthecellphoneisbytheexecutablefilestoredontheservertobeexecutedthroughthenetworkwillbeabletoexecutethefilefromtheserverloadtothephonememorydesignisthroughthenetworkfilesystem（NFS）andAndroidAPKinstallationandunloadingprocess,APPdesignedtoinstallanduninstall,savethephoneofthespace.
【Keywords】mobilephone；apppipetool；mobilephoneapplication；NFSnetworkfilesystem
1.引言
1.1现状分析
自2007年Android问世一来，因其开源，得到广大硬件厂商的支持，因此迅速抢占了大片智能手机操作系统的市场。
据NetMarketShare发布报告称，2015年9月份Android手机市场占有率为53.54%[1]。
当Android手机用久之后，后台就有很多应用的服务进程导致手机运行起来不流畅。
在国内有很多对Android优化的软件，著名的软件有：
猎豹清理大师和360手机卫士以及腾讯手机管家等等，通常会提供释放内存，清理垃圾缓存，卸载等功能，受到国内外用户的一致好评。
1.2研究目的和意义
Android是一款开放性的操作系统。
它是使用的Linux内核，并在此基础上进行开发的。
但是在Android下一些应用程序我们退出后，但是它还在后台运行浪费手机的硬件资源。
根据第11期《中国宽带速率状况报告》（2016年第一季度）显示，2016年第一季度我国宽带下载速度达到9.46M/S，和2015年第四季度相比较提升了13.4%[2]。
网速的提升，使我们可以采用NFS网络文件系统，我们能够将可执行文件存放到服务器，然后将服务器上可以运行的文件挂载到手机上，，能够节约手机的存储空间。
本课题通过杀死Android中的无用进程，释放内存空间，使手机运行更流畅，研究Android应用程序安装、卸载过程，采用NFS网络文件系统，先将应用的运行文件存储到服务器，然后将服务器上可以运行的文件挂载到手机上，这样一来节约手机的存储空间。
1.3论文主要内容
第一章主要描叙基于Androidapp管理工具开发的重要性，目前国内研究的现状，本论文需要解决的问题。
第二章主要描叙开发基于Androidapp管理工具所需要的一些知识。
第三章对基于Androidapp管理工具进行需求分析。
第四章系统的总体设计，第五章系统的详细设计。
第六章测试，第七章总结。
2.课题相关技术和理论基础
2.1Android平台
美国谷歌公司在2007年的时候推出安卓系统。
安卓是采用开源免费的Linux内核并且是开放全部源代码的一款移动操作系统。
手机厂商在得到谷歌公司的许可后，可以根据自己的需求进行二次开发。
由于安卓的开放性得到了大量的硬件厂家的支持[3]。
2.1.1Android架构
安卓系统采用分层的体系结构,它是由应用层（Application）、应用程序框架层（ApplicationFramework）、系统运行库（Libraries和AndroidRuntime）、Linux内核层四层组成。
如下图2-1：
图2-1Android系统层次
（1）应用层
应用层在Android架构最上面的一层,里面含有使用者经常使用的一些应用程序和后台运行的服务程序。
比如像手机自带浏览器,相册,拨号,短信等等一些应用程序。
（2）应用程序框架层
应用程序框架层在Android架构第二层,开发人员能够使用这一层所提供的大量的系统接口[4]。
这一层由：
活动管理器、内容提供器、窗口管理器、视图系统、通知管理器、包管理器、位置管理器、资源管理器、电话管理器、XMPP服务这十个模块组成。
2.1.2Android常用组件
Android应用程序是通过manifest将零散并且相互有联系的组件组合起来形成一个应用程序[5]。
在manifest中，记录了在该应用程序中已经使用的组件信息和相对应的组件有什么作用。
安卓中经常使用的组件主要有以下4个：
活动组件（Activity）、服务组件（Service）、内容提供者组件（ContentProvider）、广播接收器组件（BroadcastReceiver）[6]。
（1）Activity
安卓系统中，活动组件是用来实现和用户交互。
Activity组件是Android应用程序中不能够缺少的部分。
在安卓系统通过栈来管理应用中的活动组件，应用中的活动组件组成了活动组件栈，位于栈最上面的活动组件是手机当前显示的活动组件，不在栈的最上面的活动组件是不活动活动组件。
由上面可以表明活动组件是什么状态也就决定了它在栈中处于什么位置。
如果退出栈顶活动组件那么栈中第二层的活动组件将被激活显示出来。
如下图2-2所示：
图2-2活动组件状态图
根据安卓系统的设计，当运行的内存不足的时候，Android会从在活动组件栈最底部的一个活动组件开始来进行销毁，但是在Activity栈最上面的处于一个活跃状态的时候Activity是不会被销毁掉的。
也就是说，当活动组件在活动组件栈中的位置越下层的话被Android销毁掉的机会也就会越大。
（2）Service服务
在Android中Service类通常是用来处理生命周期比较长的应用程序组件和没有界面的功能[7]。
Service和Activity的区别是：
Service是在后台运行使用者是看不见的，而Activity是可见，service通常是会用来执行查找、数据处理等等。
因为Service是长生命周期的操作而设计的，所以它通常是用来执行哪些耗时相对比较长的一些操作。
Service继承了onCreate（）、onStart（）、onDestroy（）这三个方法，在Service第一次被启动时，第一步是调用onCreate（）方法，第二步调用onStart（）方法，当要停止是执行onDestroy（）方法Service停止运行[8]。
如果在Service已经是处于启动的状态时，Service再次启动时会执行onStart（）方法[9]。
Service主要分为以下两种：
本地服务和远程服务。
（3）ContentProvider内容提供者
在Android系统中，ContentProvider组件通常是进行应用程序内部之间和应用程序之间的数据进行存储、共享和使用的。
数据存储层和应用层之间是通过ContentProvider来提供一个通用标准的接口[10]。
（4）BroadcastReceiver广播接收器
Android系统中有各种各样的广播，像电池的电量等，开发人员可以利用广播来进行开发程序[11]。
Android广播机制如下图2-3所示：
图2-3Android广播机制
应用程序在运行过程中会向系统注册广播事件，当系统接收到一个广播事件后先是判断广播类型，然后注册相对应事件，当应用程序接收到广播后会做相应的处理。
Android中的BroadcastReceiver（广播接收器）为了应用程序接收广播而提供的一种组件[12]，比如，我们在开发是可以自定义一种广播出现某种结果时会广播，然而接收广播就需要BroadcastReceiver，在接收到广播之后可以做相对应的操作。
2.2Androidstudio简介
Androidstudio是Google公司在2013年5月发布的一款Android开发环境。
Android是一款免费的Android开发集成工具，能够用于Android的开发和调试，它自己带有布局编辑器，你可自己选择你所需要的UI组件拖放，完成后你能够预览自己的布局从而进行调整，它的提示工具更加的强大，能够对程序的性能、可用性、版本兼容等问题进行监控和捕捉[13]。
3.需求分析
3.1系统目的
当我们手机装有很多应用程序时，在我们的手机开久了以后，就会感到我们的手机会很卡,手机存储空间也不够用。
为了解决以上问题，所以开发基于Androidapp管理工具。
3.2需求分析方法
采用结构化分析方法，分析市面上的同类软件，市面上的app管理类的软件通常有清理内存，清理缓存，应用软件的安装和卸载等功能。
这些功能给用户带来了很大的便利，使用户用手机用的非常的顺畅。
通过对市面上的这些优秀的软件进行分析，对本系统的设计得到了一定的灵感。
根据市面上相似的软件加以分析然后加上自己的一些创新得到需求，然后根据需求建立软件的逻辑模型。
3.3功能需求
根据现在国内现在已经存在的app管理软件分析其设计，提炼他们的基本功能，加以扩展，总结app管理工具应该具有以下几个功能。
1.内存清理功能：
清理手机中无用的后台程序，使手机运行起来更加流畅。
2.网络软件安装：
可执行文件保存在服务器上，当执行时能够使可执行文件通过网络传输到手机上执行。
3.网络软件的卸载：
删除服务器上的可执行文件。
3.4可行性分析
可行性分析主要是对app管理工具进行分析，看其是否可以进行开发、开发之后系统的用途、开发app管理工具需投入多少资金等问题。
所以对app管理工具的可行性主要从经济可行性、技术可行性、操作可行性，法律可行性这三个方面进行分析。
（1）经济可行性
完成app管理工具需要硬件和软件两个方面的支持。
在硬件方面的，首先需要开发服务器一台，现在有很多的云，我们可以在上面租用服务器，比较便宜。
其次需要Android手机一部，用来测试软件。
最后需要一台电脑用来开发。
在软件方面，需要JDK1.6，AndroidSDK，Androidstudio1.5配置开发环境，数据库上采用MYSQL。
开发所需要的电脑在市场上的价格在5000块钱左右，租用服务器一个月市场租价在50块左右，一年的租借费在600块左右。
一台Android中档手机市场价格在2000块左右。
所用软件是免费正版软件，只需在相对应的官网下载安装就行了。
总的来说，基于Androidapp管理工具的开发成本较低，在经济上完全可行。
（2）技术可行性
采用的是技术上已经很成熟的NFS网络文件系统，在此基础上进行开发。
采用的数据库是MYSQL数据库。
在现有的技术和硬件的条件下，技术可行性完全可行。
（3）操作可行性
本系统的主要是为了让手机使用起来更加的流畅，节约手机存储空间。
在设计过程中根据用户的操作者习惯进行设计的，操作方便。
操作上完全可行。
（4）法律可行性
由于该系统都是自行进行开发和设计的，使用正版软件以防止使用盗版软件可能会出现法律纠纷。
这个系统是完全独立的开发和设计，不存在侵权的问题。
在法律上，完全可行。
由上，可以得出基于Androidapp管理工具完全可行。
4.系统总体设计
4.1设计原则
在设计的时候应该要去考虑App管理的实际应用场景，提高后台各个任务之间的相互独立性。
在应用安装、应用卸载的过程中，应考虑系统的性能、可靠性等因素。
由此，在设计的时候应遵循以下原则：
1．实用性
从App管理的应用场景出发，以满足用户清理内存节省存储空间的需求来对进行系统设计，系统中所有功能模块的设计以讲求实用为原则。
2．灵活性
通过充分调研，发现目前市场上类似App管理软件在软件安装和卸载，内存清理方面的优势和存在的问题，并加以分析。
在app管理工具的设计方案中应借鉴市面上类似软件优秀的设计思路，注意其中出现的问题。
同时，该系统在满足功能要求的前提下，应尽可能多考虑人性化的设置，以提高功能模块的灵活性。
3．先进性
采用市面上先进可靠成熟可靠的技术，以保持软件的先进和成熟。
4．可扩展性
信息产业的飞速发展，软件需求的变更以及用户的行为复杂多变，因此该系
统功能模块的设计应尽可能考虑用户的所有操作行为，并结合当前技术的特性，
优化系统整体结构设计，为系统的升级、功能的扩展提供更方便的使用接口。
4.1系统总体设计
App管理工具根据需求分析app有内存清理，app安装，app卸载等功能，根据以上可以将app管理工具可以划分为如下四个模块：
内存清理，登录组册，app安装，app卸载。
如下图4-1所示。
图4-1app管理工具总体模块功能图
4.2系统概述
4.2.1应用背景
随着智能手机越来越普及，随之而来是各种各样的应用也随之诞生。
当我们手机应用安得比较多的时候，一当我们手机开机一段时间后就会感觉手机比较的卡，存储空间不足。
图4-2一般程序加载过程
一般手机的程序加载过程如上图4-2所示：
都是先将手机自带的存储设备中的可执行程序加载到手机的内存中去，在去执行。
4.2.3系统功能的设计
1.内存清理：
清理手机中无用的后台程序，清理完成显示手机的剩余内存，让手机运行起来更加流畅。
2.登录注册用户进行登录当用户不存在时跳转到注册，。
3.网络软件安转：
可执行文件保存在服务器上，当执行时能够使可执行文件通过网络传输到手机上执行。
4.网络软件的卸载：
删除服务器上的可执行文件。
5.系统详细设计
5.1内存清理模块
内存清理：
清理手机中无用的后台程序，清理完成显示手机的剩余内存，让手机运行起来更加流畅。
内存清理程序流程如下图5-1所示：
图5-1内存清理程序流程图
在Android中有一个ActivityManager类，是用来管理activity。
当我们需要杀死手机中的无用进程时，需要调用ActivityManager类中的killBackgroundProcesses方法，在用
ActivityManager类中的killBackgroundProcesses方法时，我们需要在AndroidManifest.xml中添加权限：
android.permission.KILL_BACKGROUND_PROCESSES
添加权限如下图5-2所示：
图5-2AndroidManifest.xml注册权限
实现内存清理的重要代码：
运行的效果如下图5-3：
图5-3内存清理实现效果图
5.2登录注册
用户登录，如果不存在跳转到注册界面进行注册，并且在服务器创建一个以用户名命名的文件夹。
登录成功将用户文件夹中的文件通过NFS网络系统挂载到手机上去。
登录程序流程如下图5-4所示：
图5-4登录程序流程图
登录注册模块设计过程中需要讲用户名和用户密码保存到数据库中，只需要将用户名和密码存储到数据库中，这样数据库中表的设计就比较简单了，用户表结构如下表5.1所示
表5.1用户表
列名
数据类型
字段大小
字段约束
说明
用户账号
varchar
20
Notnull
主键
用户密码
varchar
20
Notnull
5.3软件安装
5.3.1Android应用程序安装包apk
Android应用程序安装包就是一个压缩文件，当我们把它的格式改为rar格式我们用解压缩软件打开可以发现它的结构如下图5.5所示：
图5-5apk内容
各个文件的用途如下图5-6所示：
图5-6安装包文件介绍
5.3.2Android应用程序安装
第一步：
检查apk能否可用，当apk可用时就显示apk的一些信息，当点击确认后，将apk文件拷贝到data/app目录
第二步：
解压apk将apk中的dex文件拷贝到data/dalvik-cache文件夹下面，在/data/data/目录下创建以应用的包名命名应用程序的数据目录，将apk里的数据文件复制到里面。
第三步：
解析AndroidManifinest.xml将apk中的配置信息加入到全局列表中，然后将全局列表中的信息写入到packages.xml和packages.list中，这些信息包括：
权限、应用包名、APK的安装位置、版本、userID等等
5.3.3网络文件系统
网络文件系统NFS，它是是通过网络来实现文件系统的每项功能，并且NFS能够让用户在感觉上察觉不到异构系统或者跨网络与本机访问本地文件的区别，能够让用户访问远程文件就像在本地硬盘中访问其中本地文件是一样的的感觉。
网络文件系统NFS能够让多个用户之间互相共享文件，就像多个用户共同享有一个硬盘，让每个用户使用其中的资源，这样能够让用户使用很少的存储资源享受更多的数据资源。
NFS网络文件系统是由Sun公司开发，但是NFS在最开始的时候并没有被开发利用仅仅只是做为一种实验的文件系统，但是制定了NFS协议并且将其收录到RFC标准中。
NFS在1985年被提出来。
NFS网络文件系统版本一直随着NFS网络文件系统协议修订而在不断的进行更新，在1995年的时候，NFS网络文件系统已经有三个可以投入实际进行使用的版本。
在NFS网络文件系统的第二个版本时候就已经实现了NFS网络文件系统协议中的基本功能。
在NFS网络文件系统的第三版中对第二版中的数据传输的长度、文件的名字等等一些进行进一步优化改进[14]。
第四个版本的NFS网络文件系统和之前的三个版本NFS网络文件系统不同的地方是第四个版本的NFS网络文件系统是有状态的，它可以通过自身获得文件的根节点，不像前面的三个版本的NFS网络文件系统需要借助挂载协议MOUNT帮忙。
这样一来不但可以增加网络文件系统的安全性，而且还能够增加网络文件系统的灵活性。
在第四个版本的NFS网络文件系统中不但增加对多个客户端访问文件服务器中的同一个文件进行了定义，而且还能够对多个客户端访问文件服务器中的同一个文件产生的冲突进行检测并且对其产生的冲突能够进行相应的处理[15]。
NFS由两部分组成：
一部分是客户端另外一部分是服务器端，在NFS客户端需要对文件进行访问的时后，第一步会去检查访问的文件是否是本地的文件，如果访问的文件是本地的文件，就会直接去访问本地的硬盘，如果访问的不是本地文件就需要通过网络对NFS服务器端发送请求服务端程序对请求进行处理[16]，NFS服务器端把请求处理完成以后，将数据通过网络发送到客户端。
NFS网络文件系统体系结构如下图5-7所示：
图5-7网络文件系统体系结构
NFS网络文件系统不管是客户端向服务端发送文件访问请求还是者服务器端接受客户端请求时，两者都需要经过VFS（VirtualFileSystem）虚拟文件系统的处理[17]。
Linux有许多的文件系统像ext2、FAT等等，VFS就是是Linux操作系统接入文件系统的一个接口，它能够将不同的异构文件系统转化为一个统一抽象的接口。
当系统在进行调用的时候，使用者能够不用去关心关心我的底层是采用的什么样的存储介质和文件系统类型，这样我们就能够通过这个统一的接口对不同类型的文件系统进行文件操作[18]。
NFS网络文件系统客户端当需要发送一个文件请求的时候，需要通过RPC（RemoteProcedureCall）远程过程调用协议发送到服务器端。
在发送请求时，利用RPC发送一个调用信息，调用信息由程序号（Prog）、版本号（Vers）、过称号（Proc）三个部分组成，调用信息能够唯一的表示将要请求的程序[19]。
服务器端接收请求后通过对调用信息进行识别，能够调用相对应程序进行处理，完成后在最后会返回一个结果客户端，这样就完成了一个远程的请求。
NFS网络文件系统，客户端能够通过网络来访问使用服务端的数据资源，就像直接访问客户端的本地硬盘上的资源的感觉是一样的，这样能够节约客户端的存储空间。
5.3.4app安装
根据软件的安转和更新过程可知，我们在app中需要嵌入NFS网络文件系统的客户端，在服务器端需要嵌入NFS文件系统的服务器端。
第一步：
首先进入软件搜索，搜索需要安装的软件名，app安装模块会将数据发送到服务器端，服务器处理将结果发送到客户端，客户端显示结果。
第二步：
用户点击需要安装的软件，app安装模块将请求发送到服务器端，服务器接收到请求，创建一个以应用名命名的文件夹A，将相应apk复
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