用Python寫一款A(yù)pp Inventor網(wǎng)絡(luò)微數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器

李偉

App Inventor是目前廣受中小學(xué)生喜愛的圖形化移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)軟件，通過(guò)這款軟件，用戶可以快速地開發(fā)簡(jiǎn)易的移動(dòng)應(yīng)用程序。App Inventor的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采用了多種方式，包括文本文件、TinyDB、TinyWebDB等，其中TinyWebDB屬于網(wǎng)絡(luò)微數(shù)據(jù)庫(kù)，用戶使用此數(shù)據(jù)庫(kù)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，從而實(shí)現(xiàn)開發(fā)網(wǎng)絡(luò)版應(yīng)用程序。

由于網(wǎng)絡(luò)微數(shù)據(jù)庫(kù)需要服務(wù)器的支持，一般的用戶只能借助他人提供的遠(yuǎn)程服務(wù)器才可以使用這一功能，很不自由。在教學(xué)中，還常常因?yàn)檫h(yuǎn)程服務(wù)器的連接限制而導(dǎo)致測(cè)試失敗。因而，本文介紹一種基于Python的Flask框架開發(fā)App Inventor網(wǎng)絡(luò)微數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的方法，讓任何計(jì)算機(jī)都能“搖身”變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)微數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，以滿足個(gè)人開發(fā)和日常教學(xué)的需求。

● 開發(fā)網(wǎng)絡(luò)微數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的技術(shù)分析

1.網(wǎng)絡(luò)微數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)機(jī)制

App Inventor開發(fā)的應(yīng)用程序，是通過(guò)TinyWebDB可以完成讀取數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的功能，其相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)潔，每條記錄只包含了tag（鍵）和value（值）兩項(xiàng)。

在利用網(wǎng)絡(luò)微數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行“讀取數(shù)據(jù)”時(shí)，其實(shí)質(zhì)是發(fā)送一條網(wǎng)頁(yè)form表單請(qǐng)求，類似于“/get？ tag=tagvalue”這樣的一條請(qǐng)求語(yǔ)句，傳送一個(gè)tag值，服務(wù)器捕獲這個(gè)請(qǐng)求后，查詢數(shù)據(jù)庫(kù)中是否存在這個(gè)tagvalue值，假若存在，則將此值返回給APP。

而當(dāng)利用網(wǎng)絡(luò)微數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行“保存數(shù)據(jù)”時(shí)，其實(shí)質(zhì)同樣是發(fā)送一條網(wǎng)頁(yè)form表單請(qǐng)求。類似于“/get？ stored=storedvalue”這樣的一條請(qǐng)求語(yǔ)句，傳送一個(gè)stored值，此stored值實(shí)際上是一個(gè)json格式的數(shù)組字符串，即["STORED"， "tag"，"value"]，以此告知服務(wù)器程序，需要保存的數(shù)據(jù)為：tag=“tag”，value=“value”。服務(wù)器捕獲這個(gè)get請(qǐng)求后，將此數(shù)據(jù)作為一條記錄存儲(chǔ)進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)。

2.網(wǎng)絡(luò)微數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器開發(fā)技術(shù)

由網(wǎng)絡(luò)微數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)機(jī)制可知，服務(wù)器程序應(yīng)提供兩項(xiàng)服務(wù)，即數(shù)據(jù)讀取與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，其實(shí)質(zhì)是一個(gè)典型的Web應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)。因此，只需搭建一個(gè)能提供數(shù)據(jù)讀取與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能的Web應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)，并且在格式上進(jìn)行規(guī)范，即可替代原有的網(wǎng)絡(luò)微數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。

3.開發(fā)環(huán)境選擇

程序主體采用目前廣受用戶喜愛的Python語(yǔ)言的Flask網(wǎng)頁(yè)框架進(jìn)行編寫，數(shù)據(jù)庫(kù)可以采用SQLite3模塊進(jìn)行構(gòu)建。由于數(shù)據(jù)傳輸中需要進(jìn)行json格式的轉(zhuǎn)換，因此還需要導(dǎo)入json模塊。

4.主要功能模塊設(shè)計(jì)

網(wǎng)絡(luò)微數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器由數(shù)據(jù)庫(kù)、服務(wù)器端等模塊構(gòu)成。

其中，數(shù)據(jù)庫(kù)用于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，服務(wù)器端部分屬于反饋系統(tǒng)的主邏輯，承載著響應(yīng)APP請(qǐng)求，讀取相應(yīng)數(shù)據(jù)返回APP、捕獲APP發(fā)送的數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)。

整體架構(gòu)如上頁(yè)圖1所示。

● 網(wǎng)絡(luò)微數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的開發(fā)

1.數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫(kù)主要用于APP數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。對(duì)于最基本的服務(wù)，可以設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)表，并在數(shù)據(jù)表中設(shè)計(jì)兩個(gè)字段，分別為webtag與webvalue。本系統(tǒng)采用Python語(yǔ)言的SQLite3模塊構(gòu)建與操作數(shù)據(jù)庫(kù)，其數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如上頁(yè)表所示。建立數(shù)據(jù)庫(kù)的核心代碼如圖2所示。

2.網(wǎng)絡(luò)微數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器程序編寫

服務(wù)器端程序采用Flask網(wǎng)頁(yè)框架編寫，主要包括以下兩個(gè)主函數(shù)。

getvalue（）函數(shù)：用于接收APP端讀取數(shù)據(jù)請(qǐng)求，并返回json格式的目標(biāo)數(shù)據(jù)。函數(shù)設(shè)計(jì)如圖3所示。

storeavalue（）函數(shù)：用于接收APP端存儲(chǔ)數(shù)據(jù)請(qǐng)求，并將接收到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)中。函數(shù)設(shè)計(jì)如圖4所示。

● 網(wǎng)絡(luò)微數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的部署與應(yīng)用

1.啟動(dòng)服務(wù)器主程序

網(wǎng)絡(luò)微數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器編寫完成之后，即可在服務(wù)器計(jì)算機(jī)中以命令行的方式運(yùn)行主程序：python tinywebdb.py。假設(shè)服務(wù)器地址為“192.168.31.132：8080”。

2.編寫APP，并設(shè)置網(wǎng)絡(luò)微數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器地址

設(shè)計(jì)示例APP的界面如下頁(yè)圖5所示，網(wǎng)絡(luò)微數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器地址設(shè)置如圖6所示。

本示例APP只實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能，即將文本框中輸入的tag值與value值存入網(wǎng)絡(luò)微數(shù)據(jù)庫(kù)中;向服務(wù)器發(fā)送讀取數(shù)據(jù)請(qǐng)求，并將相應(yīng)tag值的返回值加以顯示。其邏輯設(shè)計(jì)如圖7所示。

3.調(diào)試

在APP編寫完畢后，使用AI伴侶進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如圖8所示。