移動系統(tǒng)中離線數(shù)據(jù)技術(shù)研究

唐廣花 李強(qiáng)

摘 要：文章通過對移動應(yīng)用中離線數(shù)據(jù)技術(shù)的研究，結(jié)合電力、公路等外業(yè)管理系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求，提出了移動應(yīng)用系統(tǒng)中采用離線數(shù)據(jù)技術(shù)的總體解決方案，從而解決當(dāng)前移動應(yīng)用系統(tǒng)在信號不穩(wěn)定區(qū)域的應(yīng)用問題。

關(guān)鍵詞：外業(yè)管理；離線數(shù)據(jù)；移動應(yīng)用

中圖分類號：TP393.02 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）31-0045-02

Abstract： Based on the research of off-line data technology in mobile application and the business requirement of electric power and highway field management system， this paper puts forward the overall solution of off-line data technology in mobile application system， thus solving the application problem of the current mobile application system in the region with unstable signal.

Keywords： field management； offline data； mobile applications

1 概述

隨著智能手機(jī)及其他智能移動終端的普及，伴隨而來的是APP呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。然而，當(dāng)前大部分的APP都是在線使用，而部分行業(yè)，外業(yè)工作人員很多時候需要在崇山峻嶺的野外，甚至是隧道中進(jìn)行戶外作業(yè)，這些地方通訊信號還沒完全覆蓋或者網(wǎng)絡(luò)很不穩(wěn)定，在線的APP將無法進(jìn)行正常的操作，因此在這些APP中必須采用離線數(shù)據(jù)處理技術(shù)，讓工作人員能夠在無網(wǎng)絡(luò)的情況下保持順暢的數(shù)據(jù)錄入及查詢工作。

2 移動應(yīng)用系統(tǒng)離線數(shù)據(jù)技術(shù)分析

2.1 離線數(shù)據(jù)技術(shù)分析

當(dāng)前，用于移動APP的離線數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)比較成熟，常見的離線數(shù)據(jù)存儲技術(shù)主要有SQLite數(shù)據(jù)庫技術(shù)、基于LocalStorage客戶端本地文件存儲技術(shù)以及IndexedDB移動數(shù)據(jù)庫技術(shù)等等。

各種離線數(shù)據(jù)技術(shù)各有千秋，SQLite功能強(qiáng)大但操作比較麻煩，基于LocalStorage本地文件方式操作簡單但是只能存儲數(shù)量級較小的數(shù)據(jù)，相對而言IndexedDB既可以存儲大量的數(shù)據(jù)又操作便捷，IndexedDB能夠在客戶端存儲大量的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)以對象的方式進(jìn)行保存和管理，IndexedDB創(chuàng)建了一套使用索引高效檢索的API，通過API可以高效地對數(shù)據(jù)進(jìn)行保存和讀取，同時支持查詢和搜索，所以使用IndexedDB做為移動端數(shù)據(jù)庫比較合適。

2.2 離線應(yīng)用系統(tǒng)總體方案

2.2.1 業(yè)務(wù)模式

外業(yè)人員使用移動APP基于離線狀態(tài)獨立開展外業(yè)處理（數(shù)據(jù)采集等），移動端APP通過本地數(shù)據(jù)庫臨時存儲離線狀態(tài)下新錄入的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，回到網(wǎng)絡(luò)狀況好的環(huán)境下，啟動數(shù)據(jù)同步，將移動端數(shù)據(jù)提交到服務(wù)器數(shù)據(jù)中，內(nèi)業(yè)人員及管理人員通過PC端對數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)的處理及應(yīng)用。

2.2.2 實現(xiàn)思路

移動端APP基于IndexedDB數(shù)據(jù)庫存儲數(shù)據(jù)，建立移動端與服務(wù)器端的數(shù)據(jù)操作規(guī)則（哪些數(shù)據(jù)在移動端進(jìn)行新增和修改，哪些數(shù)據(jù)只能在Web端修改等），據(jù)此規(guī)則建立基于http的數(shù)據(jù)同步服務(wù)（Webservice）并部署至外網(wǎng)，移動端通過Webservice與服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

2.2.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（見圖1）

3 離線數(shù)據(jù)的實現(xiàn)方案

3.1 數(shù)據(jù)規(guī)則定義

為了讓數(shù)據(jù)在移動端的離線操作和PC Web端的在線操作之間達(dá)到統(tǒng)一，而不出現(xiàn)混亂，就必須在數(shù)據(jù)的訪問、修改、交換上定義一定的規(guī)則，從數(shù)據(jù)交換的角度，移動端的所有數(shù)據(jù)可以分為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)兩大類，其訪問、修改及交換的規(guī)則如下：

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：只能在PC端進(jìn)行修改，移動端只能訪問不可修改，在進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時，只需從服務(wù)器下載至移動端，無需從移動端上傳服務(wù)器。

業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)：對于本地新增的部分業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)與服務(wù)器進(jìn)行交換前可以任意修改，當(dāng)數(shù)據(jù)上傳服務(wù)器之后，在移動端只能查詢，不能再進(jìn)行編輯，只能在pc端進(jìn)行修改。非本設(shè)備新增的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)一律不能編輯、只能查詢。在進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時，需要上傳本地新增的部分?jǐn)?shù)據(jù)，還需要從服務(wù)器下載必要的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)到移動端，以備查閱。

3.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計

為了實現(xiàn)移動端與服務(wù)器數(shù)據(jù)的交換，保證交換的規(guī)則和交換效率，數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的設(shè)計需要在實現(xiàn)原有業(yè)務(wù)需求的基礎(chǔ)上增加以下的設(shè)計：

（1）增加一個數(shù)據(jù)交換定義表，用于記錄移動端數(shù)據(jù)與服務(wù)器的交換規(guī)則，后續(xù)的數(shù)據(jù)管理及交換都按此表中的定義進(jìn)行操作，數(shù)據(jù)定義表主要包含表名稱、說明、交換規(guī)則等字段，表結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)示例如表1：

（2）在所有的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫表上增加同步狀態(tài)標(biāo)志字

段，用來標(biāo)記哪些記錄為新增的（需要上傳的），哪些是同步完成（不能再在移動端進(jìn)行修改）的記錄，字段類型為整數(shù)，移動端新增的記錄該字段默認(rèn)為0，同步完成后的相應(yīng)記錄的狀態(tài)標(biāo)記字段設(shè)為1，一般業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)如表2：

3.3 離線數(shù)據(jù)訪問實現(xiàn)

IndexedDB以對象的方式存取數(shù)據(jù)，它創(chuàng)建了一套API，通過API實現(xiàn)數(shù)據(jù)的基本操作，使用起來簡單且直觀。通過indexedDB.open（數(shù)據(jù)庫名稱，版本號）打開移動端數(shù)據(jù)庫，建立與數(shù)據(jù)庫的連接。在indexedDB中沒有表的概念，而是objectStore，一個數(shù)據(jù)庫中可以包含多個objectStore，objectStore是一個靈活的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以存放多種類型數(shù)據(jù)。一個objectStore相當(dāng)于一張表，里面存儲的每條數(shù)據(jù)和一個鍵相關(guān)聯(lián)。

3.4 數(shù)據(jù)同步

當(dāng)移動終端處于離線操作時，采集的數(shù)據(jù)只能臨時保存在本機(jī)，無法存儲到更加安全的服務(wù)器上，也不能進(jìn)行后續(xù)的業(yè)務(wù)處理，同時本地的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等也會因為服務(wù)器上的數(shù)據(jù)更新而變得過時，所以當(dāng)移動設(shè)備進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)狀況較好的區(qū)域時，需要盡快進(jìn)行數(shù)據(jù)同步，將采集的數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器，同時從服務(wù)器下載最新的其他數(shù)據(jù)。讓本機(jī)和服務(wù)器的數(shù)據(jù)都保持最新狀態(tài)。數(shù)據(jù)同步主要分為數(shù)據(jù)上傳和數(shù)據(jù)下載兩個部分，通過調(diào)用部署在服務(wù)器上的webservice的相關(guān)方法來實現(xiàn)。

3.4.1 數(shù)據(jù)上傳

將本地新增數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器，保存到服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中，上傳數(shù)據(jù)的整個流程：（1）獲取數(shù)據(jù)：根據(jù)數(shù)據(jù)定義表中定義的數(shù)據(jù)上傳表清單（這些表中有可能有新增數(shù)據(jù)），逐個表進(jìn)行獲取數(shù)據(jù)，只讀取各表中數(shù)據(jù)同步狀態(tài)為0的數(shù)據(jù)；（2）數(shù)據(jù)上傳：將獲取到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成JSON格式或者xml格式的文件包，通過調(diào)用數(shù)據(jù)同步服務(wù)的提交數(shù)據(jù)方法，將數(shù)據(jù)提交給服務(wù)，通過服務(wù)（Webservice）將數(shù)據(jù)傳輸給服務(wù)器；（3）數(shù)據(jù)接收：服務(wù)器接收到上傳的數(shù)據(jù)包后，進(jìn)行解析，將上傳的數(shù)據(jù)逐個插入到對應(yīng)的表中，在數(shù)據(jù)插入前先開啟事務(wù)，如果發(fā)生異常，全部回滾，返回失敗標(biāo)記給移動端；當(dāng)全部數(shù)據(jù)正常插入后，結(jié)束事務(wù)，返回成功標(biāo)記給移動端；（4）數(shù)據(jù)狀態(tài)更新：當(dāng)數(shù)據(jù)同步服務(wù)反饋數(shù)據(jù)同步成功后，移動端將本次上傳數(shù)據(jù)對應(yīng)的狀態(tài)全部修改為1。

3.4.2 數(shù)據(jù)下載

下載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及必要的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)到移動端，替換現(xiàn)有數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)下載流程：（1）請求下載：通過調(diào)用Webserice的數(shù)據(jù)下載接口，發(fā)起數(shù)據(jù)下載請求；（2）數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：Webservice獲取服務(wù)器上最新的數(shù)據(jù)（只獲取同步定義表中列舉的表中的全部數(shù)據(jù)），轉(zhuǎn)換成JSON格式或者XML格式的數(shù)據(jù)包；（3）數(shù)據(jù)傳輸：通過http協(xié)議將數(shù)據(jù)包從服務(wù)器下載至移動端；（4）數(shù)據(jù)替換：解析收到的數(shù)據(jù)包后，開啟事務(wù)，將移動端對應(yīng)表中原有的數(shù)據(jù)全部刪除，將下載的新數(shù)據(jù)添加到對應(yīng)的表中，如發(fā)生異常，回滾事務(wù)，將移動端數(shù)據(jù)還原為下載之前的狀態(tài)，正常完成數(shù)據(jù)替換后，更新移動端數(shù)據(jù)同步時間。

4 結(jié)束語

本文基于外業(yè)APP系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)離線技術(shù)及實現(xiàn)方案進(jìn)行了探索，以indexdb作為移動終端的數(shù)據(jù)庫，提出了離線應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的基本框架，從數(shù)據(jù)交換規(guī)則定義、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計、移動數(shù)據(jù)庫訪問、數(shù)據(jù)同步等方面對實現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)的離線數(shù)據(jù)處理方案進(jìn)行了分析，為移動應(yīng)用系統(tǒng)使用離線數(shù)據(jù)庫提供了實現(xiàn)思路。

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