基于Java語言的移動(dòng)端軟件開發(fā)研究

張靈芝

（無錫機(jī)電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 無錫 214028）

1 引言

近幾年來，現(xiàn)代化信息技術(shù)在軟件開發(fā)領(lǐng)域的應(yīng)用，使越來越多的軟件被應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，極大地推動(dòng)了各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展。與此同時(shí)，移動(dòng)端設(shè)備的大量增長與應(yīng)用，使人們迫切需要通過移動(dòng)端軟件來對(duì)移動(dòng)端設(shè)備進(jìn)行更高效的利用，而這也使軟件開發(fā)商紛紛將目光投入到移動(dòng)端軟件研發(fā)當(dāng)中，眾多適用于移動(dòng)端設(shè)備的軟件被研發(fā)與應(yīng)用，使人們的生產(chǎn)、生活、學(xué)習(xí)需求得到了極大的滿足，并進(jìn)一步促進(jìn)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。如今，移動(dòng)端設(shè)備的使用已經(jīng)成為人們不可或缺的一部分，這也使人們對(duì)移動(dòng)端軟件的開發(fā)提出了更高的要求。在移動(dòng)端軟件開發(fā)中，Java是一種非常重要的軟件開發(fā)工具，它不僅能夠用于計(jì)算機(jī)軟件的開發(fā)，在安卓系統(tǒng)的移動(dòng)端軟件開發(fā)中也有著非常巨大的作用。其具備面向?qū)ο蟆⒑唵我讓W(xué)、功能強(qiáng)大的特點(diǎn)，通過Java語言的應(yīng)用能夠開發(fā)出一款款功能強(qiáng)大、安全高效的移動(dòng)端軟件。可以說，Java語言是提高移動(dòng)端軟件開發(fā)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)端設(shè)備迅猛發(fā)展的技術(shù)保障之一。

2 Java語言在安卓系統(tǒng)開發(fā)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

目前，手機(jī)、IPAD、手提電腦等移動(dòng)端設(shè)備已經(jīng)被人們所廣泛使用，其之所以受到人們的青睞與移動(dòng)端軟件有著密不可分的關(guān)系，Java開發(fā)語言工具的應(yīng)用是移動(dòng)端軟件發(fā)展的重要方向之一。在安卓系統(tǒng)開發(fā)中，Java的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：第一，Java的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)最主要體現(xiàn)在其面向?qū)ο蟮奶攸c(diǎn)，使其具有基于面向?qū)ο蟮姆庋b性、繼承性、多態(tài)性，從而提供較強(qiáng)的交互功能。Java語言以對(duì)象為中心，以消息為驅(qū)動(dòng)，區(qū)別于傳統(tǒng)的以過程為中心、以算法為驅(qū)動(dòng)的過程式編程語言。第二，比C++語言，Java更加安全可靠。如顯式的方法聲明可以確保編譯器發(fā)現(xiàn)方法調(diào)用錯(cuò)誤；不支持指針，可以防止內(nèi)存的非法訪問；自動(dòng)單元收集可以避免內(nèi)存丟失等問題；解釋器運(yùn)行實(shí)時(shí)檢查可以發(fā)現(xiàn)數(shù)組和字符串訪問是否越界等[1]。第三，Java的可移植性強(qiáng)。其程序運(yùn)行與操作平臺(tái)無關(guān)，不同的系統(tǒng)只要安裝不用的JRE（Java運(yùn)行環(huán)境）就可以跨系統(tǒng)運(yùn)行。

3 Java語言對(duì)移動(dòng)端軟件架構(gòu)的影響

3.1 在應(yīng)用程序方面的影響

基于Java語言的安卓系統(tǒng)基本架構(gòu)包括應(yīng)用程序、應(yīng)用程序框架、程序庫、運(yùn)行庫和數(shù)據(jù)庫[1]。移動(dòng)端軟件的應(yīng)用程序開發(fā)并不是一個(gè)獨(dú)立的任務(wù)，它是和同一系列的核心應(yīng)用程序共同發(fā)布，它包括一些客戶端，短消息程序，日歷、地圖、瀏覽器等管理程序。應(yīng)用程序框架與核心應(yīng)用程序之間具有緊密聯(lián)系，它是開發(fā)人員訪問核心應(yīng)用程序所使用的主要框架。通過Java語言的框架設(shè)計(jì)，具有重用機(jī)制，簡化了一些組件的重用頻率，便于用戶對(duì)組件的替換，極大地提高了應(yīng)用交互的可能性。

3.2 在編程方面的影響

在移動(dòng)端軟件中，編程是移動(dòng)端軟件研發(fā)的核心。編程任務(wù)量的多少直接決定著移動(dòng)端軟件的研發(fā)進(jìn)度，更關(guān)系到移動(dòng)端軟件經(jīng)濟(jì)效益的最大化實(shí)現(xiàn)。通過Java語言的應(yīng)用能夠使設(shè)計(jì)人員隨時(shí)隨地對(duì)軟件應(yīng)用框架進(jìn)行訪問，并且通過Java語言編程還能降低移動(dòng)端軟件框架的任務(wù)量，降低組件的重復(fù)使用頻率。

3.3 在運(yùn)行庫中的影響

在移動(dòng)端軟件中，運(yùn)行庫是驅(qū)動(dòng)軟件的核心部分，而運(yùn)行庫中含有一個(gè)極為重要的核心庫，Java編程語言大部分功能都是由這個(gè)核心庫所提供的?？梢哉f，運(yùn)行庫是Java語言的關(guān)鍵內(nèi)容，Java語言的特點(diǎn)正是由運(yùn)行庫所具備的內(nèi)存量、程序管理、安全性等諸多性質(zhì)所決定。正是由于這些特點(diǎn)使得Java語言在移動(dòng)端軟件中顯得尤為重要，特別是在驅(qū)動(dòng)板塊與網(wǎng)上協(xié)議為主的移動(dòng)端設(shè)備中占據(jù)極大的比例。此外，采用Java語言開發(fā)的軟硬件程序更是移動(dòng)端設(shè)備的核心所在。

4 基于Java語言的移動(dòng)端軟件開發(fā)研究

通過對(duì)Java語言對(duì)移動(dòng)端軟件開發(fā)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)與相關(guān)影響進(jìn)行闡述，下面重點(diǎn)研究基于Java語言的移動(dòng)端軟件開發(fā)方法、要點(diǎn)與開發(fā)環(huán)境的搭建。

4.1 開發(fā)方法研究

在安卓系統(tǒng)軟件開發(fā)中，主要是通過Java語言對(duì)軟件程序進(jìn)行編寫的，在編寫完畢后會(huì)將應(yīng)用程序打包成apk文件，這樣就能夠使應(yīng)用程序變成一個(gè)統(tǒng)一的文件，在安卓系統(tǒng)對(duì)移動(dòng)端軟件的應(yīng)用程序允許安裝的情況下，系統(tǒng)便會(huì)對(duì)apk文件進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行，當(dāng)應(yīng)用程序在運(yùn)行過程中執(zhí)行代碼時(shí)，便會(huì)對(duì)下一個(gè)程序進(jìn)行自動(dòng)啟動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)端設(shè)備發(fā)現(xiàn)程序中的代碼不符合應(yīng)用要求時(shí)，便對(duì)停止apk文件的運(yùn)行，進(jìn)而終止移動(dòng)端軟件的安裝。同時(shí)，移動(dòng)端軟件的應(yīng)用程序在自動(dòng)運(yùn)行過程中，不同的程序之間是存在一定獨(dú)立性的。

4.2 開發(fā)要點(diǎn)研究

在對(duì)移動(dòng)端軟件進(jìn)行開發(fā)時(shí)，需對(duì)軟件權(quán)限、資源獲取與使用、界面設(shè)計(jì)等進(jìn)行設(shè)置。權(quán)限能夠保護(hù)軟件的應(yīng)用程序，避免其他不具備權(quán)限的人員對(duì)應(yīng)用程序進(jìn)行篡改與銷毀，開發(fā)人員可以對(duì)權(quán)限進(jìn)行分配，使具備不同權(quán)限的用戶能夠在權(quán)限范圍內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)操作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)移動(dòng)端軟件的體驗(yàn)過程。開發(fā)人員在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)加入相應(yīng)的標(biāo)簽，并對(duì)這些標(biāo)簽進(jìn)行詳細(xì)說明，在對(duì)移動(dòng)端軟件的文件進(jìn)行設(shè)置時(shí)，要確保文件能夠?qū)?quán)限具有一定的支持度。對(duì)移動(dòng)端軟件的用戶界面進(jìn)行開發(fā)的方法主要有XML配置與代碼直接生成，在使用XML時(shí)，應(yīng)對(duì)UI進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)，并做好相對(duì)布局和線性布局工作。在對(duì)移動(dòng)端軟件的資源獲取與使用進(jìn)行設(shè)置時(shí)，通過Java語言來編寫文件的支持格式，以此確保在移動(dòng)端軟件運(yùn)行過程中應(yīng)用程序能夠解析資源。此外，Java語言還能夠?qū)σ苿?dòng)端軟件應(yīng)用程序中的非代碼進(jìn)行跟蹤。

4.3 開發(fā)環(huán)境的搭建

基于Java語言的安卓系統(tǒng)軟件開發(fā)中，Java語言能夠提供有利的開發(fā)條件，它需要對(duì)移動(dòng)端軟件的應(yīng)用層進(jìn)行開發(fā)，開發(fā)環(huán)境的搭建本質(zhì)上就是對(duì)Java環(huán)境的搭建。在應(yīng)用層開發(fā)完畢后，還要對(duì)插件、Eclipse進(jìn)行安裝，最后再安裝SDK?？梢哉f，Java環(huán)境的搭接能夠極大程度地保障系統(tǒng)的正常啟動(dòng)，對(duì)Java環(huán)境搭建的過程需要先對(duì)JDK進(jìn)行安裝，然后再對(duì)Java的環(huán)境變量進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。在對(duì)插件與Eclipse進(jìn)行安裝時(shí)，移動(dòng)端設(shè)備應(yīng)在網(wǎng)站上下載移動(dòng)端軟件，并對(duì)移動(dòng)端軟件進(jìn)行安裝，然后安裝用于運(yùn)行軟件的插件。在SDK安裝時(shí)，應(yīng)對(duì)移動(dòng)端軟件的函數(shù)庫資源進(jìn)行相應(yīng)的打包處理，然后下載打包處理后的組件，并結(jié)合SDK環(huán)境變量需求進(jìn)行開發(fā)，最終生成移動(dòng)端軟件的鏈接[2]。

5 基于Java語言的移動(dòng)端加密軟件開發(fā)分析

在手機(jī)加密軟件的開發(fā)工作中，DES加密算法是實(shí)現(xiàn)加密功能不可或缺的一項(xiàng)核心技術(shù)之一，DES加密算法能夠通過迭代和循環(huán)的方式進(jìn)行運(yùn)算轉(zhuǎn)變，該算法不僅能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行加密，還能對(duì)數(shù)據(jù)起到保護(hù)作用[3]。一般來說，DES加密算法所采用的密文信息主要是由二進(jìn)制信息與密鑰組成的，其對(duì)數(shù)據(jù)的加密流程主要有兩種：一種是對(duì)IP進(jìn)行置換，將原有數(shù)據(jù)中的明文按照相應(yīng)的順序或邏輯性進(jìn)行打亂來實(shí)現(xiàn)；另一種是利用乘積交換的方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行迭代。不過，由于數(shù)據(jù)的加密會(huì)受到迭代數(shù)和位數(shù)的影響，這使DES算法在采用這種方式時(shí)的缺陷較為明顯。因此，在對(duì)手機(jī)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密時(shí)，可以采用3DES算法，相當(dāng)于對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)塊應(yīng)用三次DES算法加密。這種算法能夠有效避免DES算法缺陷的產(chǎn)生，進(jìn)而使數(shù)據(jù)的加密程度得到相應(yīng)提高。

一般情況下，可以采用mk()和nk()分別對(duì)3DES算法的加密和解密進(jìn)行表示，3DES算法由K進(jìn)行表示，明文與密表則分別用P與F進(jìn)行表示，進(jìn)而可以獲得3DES算法在加密過程與解密過程中的應(yīng)用公式，加密公式為F=mk3(nk2(mk1(P)))，解密公式為P=nk1(mk2(nk3(F)))。編程過程中，核心是確定mode（工作模式）和padding（填充方案）。mode最常用的是CBC和ECB，在分組加密過程中，如果每個(gè)組獨(dú)立處理，則是ECB。CBC的處理方式是先用初始向量IV對(duì)第一組加密，再用第一組的密文作為密鑰對(duì)第二組加密，然后依次完成整個(gè)加密操作。如果明文中有兩個(gè)分組的內(nèi)容相同，ECB會(huì)得到完全一樣的密文，但CBC則不會(huì)；而padding做常用的是PKCS5Padding，大部分情況下，明文并非剛好64位的倍數(shù)。對(duì)于最后一個(gè)分組，如果長度小于64位，則需要用數(shù)據(jù)填充至64位。大多數(shù)Java服務(wù)器對(duì)3DES的加解密支持的是CBC/pkcs5padding方式。值得注意的是，3DES加解密的偏移量一定要和服務(wù)端保持一致，如果發(fā)現(xiàn)加密數(shù)據(jù)不一致請(qǐng)檢查這個(gè)偏移量是否設(shè)置正確，這樣才能確保數(shù)據(jù)在加密后能夠正常通信[4]。

6 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛增長，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使人們的生活質(zhì)量顯著提升，這也使越來越多的移動(dòng)端設(shè)備進(jìn)入了人們的日常生活當(dāng)中，極大程度地方便了人們的日常生活。近幾年來，人們對(duì)移動(dòng)端軟件的功能與性能有了更高的要求，同時(shí)軟件開發(fā)商也對(duì)移動(dòng)端軟件的開發(fā)研究不斷增多，而基于Java語言的移動(dòng)端軟件開發(fā)不僅能夠確保移動(dòng)端應(yīng)用程序在運(yùn)行時(shí)具備一定的獨(dú)立性，也使移動(dòng)端設(shè)備的安全性與可靠性大大提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]高立軍．有關(guān)Java語言的安卓手機(jī)軟件開發(fā)的分析[J]．學(xué)園，2015(3)：201．

[2]劉敏慧．安卓手機(jī)軟件開發(fā)——以Java語言為例[J].通訊世界，2016(15)：281．

[3]楊杰，楊莉萍．關(guān)于JAVA語言在軟件開發(fā)下的應(yīng)用[J]．信息與電腦(理論版)，2015(16)：32-33．

[4]高振東，郭濤．基于Java語言的手機(jī)軟件開發(fā)技術(shù)分析[J]．計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2014，17(18)：73-74．