基于IOS的社區金融App的關鍵技術研究

秦 業，高建華

(上海師范大學 計算機科學與工程系，上海 200234)

0 引 言

隨著智能終端普及率的不斷提高，生活中的很多問題都能用App來解決。對于生活社區，一款能解決用戶金融理財、生活服務、繳費的App必不可少，因此文中推出了社區金融App產品。該App功能包括手機充值、代繳水煤電費；在線問診、預約、掛號、咨詢；查閱購買基金、股票、黃金等金融理財產品。

1 IOS平臺

IOS系統主要用在iPhone、iPad等產品[1]，是移動端最受歡迎的操作系統。IOS App開發采用Xcode，它集成了各個版本的模擬器，適合開發iPhone、iPad、等蘋果公司產品的應用。IOS系統基于FreeBSD系統，從本質上說IOS是Unix的一個分支，特點主要體現在后臺運行機制上，包括三個方面：

(1)IOS系統有獨特的任務管理機制。當應用程序不在前臺運行時，除了部分服務，其他應用在10分鐘后都被系統掛起。被掛起等同于不執行，只是數據駐留在內存而已。

(2)內存管理機制。在執行任意應用時，應用向系統申請內存空間，如果應用在使用的過程中不斷申請內存，超過了系統限定的內存區間，系統會發出內存警報，嚴重時會直接將應用殺死。同樣，如果應用向系統申請內存時，系統內存空間不足，系統會結束后臺應用的運行，以釋放空間資源[2]。

(3)偽多任務。例如微信，退出后不在后臺運行。用戶收到消息是因為系統推送服務。無論用戶的應用程序是否運行，IOS都會在后臺維護這個服務實現偽多任務，所有應用程序共用這一服務。

2 社區金融App架構

IOS App開發主要有Native App、Hybrid App、Web App[3]等三種開發架構，各自特點如表1所示。

表1 三種IOS開發架構比較

該項目根據用戶體驗選擇Native App作為開發架構。

2.1 基本視圖設計原則

在手機平臺上，手指觸摸不是一個精確點擊，而是一個“塊”狀的點擊范圍，在范圍內的控件會被點擊操作激發，這點和鼠標完全不一樣。因此在功能設計中，“塊”的設計相當重要?；谀壳皹I界主流的頁面設計，結合UITabbarController[4]和UITableViewController實現需求。前者可以將屏幕底部等分或自定義分成項目需要的模塊，用來布置項目中最常用的幾個功能模塊；后者則能夠以類似表格的形式展現每個功能模塊對應的內容。

2.2 App開發

IOS App開發分為客戶端和服務器端開發，是一個典型的C/S程序，計算工作由服務器端完成，客戶端實現GUI界面的展示、數據的獲取和解析、用戶操作的捕捉等。這種前后端分離的開發模式有利于各司其職和實現松耦合，開發出更好的應用。文中專注客戶端開發過程中的部分關鍵技術，主要包括MVVM設計模式、JSON數據解析、多線程編程技術和緩存機制技術。

3 關鍵開發技術

3.1 MVVM設計模式

MVVM模式是Model-View-ViewMode模式的簡稱。由視圖(View)、視圖模型(ViewModel)、模型(Model)三部分組成。通過這三部分實現UI邏輯、呈現邏輯和狀態控制、數據與業務邏輯的分離[5]。

Model層代表了描述業務邏輯和數據的一系列類的集合。它也定義了數據修改和操作的業務規則。

View代表了UI組件，像CSS、Jquery、html等，只負責展示從Presenter接收到的數據，也就是把模型轉化成UI。

View Model負責暴露方法，命令，其他屬性來操作View的狀態，組裝Model作為View動作的結果，并且觸發View自己的事件。

MVVM的技術關鍵點是：

(1)用戶只通過View和服務端交互信息。

(2)View和ViewModel是多對一關系。意味著一個ViewModel只映射多個View(在MVC中一個View對應一個ViewController)。

(3)View持有ViewModel的引用，但是ViewModel沒有任何View的信息。

(4)View和ViewModel之間有著雙向數據綁定關系。

三個組件之間的關系如圖1所示。

MVVM這種新的設計模式真正做到了將頁面與數據邏輯分離，解決了傳統MVC模式中Controller過于臃腫的問題，并且可以將使用次數多的視圖邏輯放到ViewModel中，通過一對多的映射關系供更多的View重用，提高了復用性。

3.2 JSON數據解析

客戶端向服務器端發送數據請求，服務器端響應后返回XML或者JSON格式的數據。由于JSON格式是一種輕量級數據交互格式[6]，目前已經取代XML，該項目也采用JSON格式。

JSON解析指的是將服務器端傳來的JSON格式數據轉化為IOS端顯示的模型數據，并將JSON中各個屬性數據賦值給模型對應屬性。從IOS5開始，Xcode原生JSON解析類庫NSJSONSerialization，但在實際開發中，NSJSONSerialization使用難度大、易出錯。Github有許多類似的第三方類庫更加優秀，有YYModel、MJExtension等，其中YYModel性能更好，使用起來更加簡單方便。因此該項目使用YYModel解析JSON數據。

YYModel是通過對NSObject的部分內容進行封裝來實現功能，具體是：

YYClassInfo是對Class進行封裝描述：

·YYClassIvarInfo對Class的Ivar進行封裝描述；

·YYClassMethodInfo對Class的Method進行封裝描述；

·YYClassPropertyInfo對Class的Property進行封裝描述。

YYModel是對YYClassInfo進行封裝，并暴露調用接口給用戶，具體是:

·YYModelMeta對YYClassInfo進行封裝描述；

·YYModelPropertyMeta對YYClassProperty進行封裝描述。

其中主要提供了三種解析類別：

(1)NSObject(YYModel):提供一些字典模型互轉的方法，將對key/value進行匹配，賦值給Model對應的property。

(2)NSArray(YYModel):為NSArray提供字典轉模型的方法。

(3)NSDictionary(YYModel)：為NSDictionary提供字典轉模型方法。

下面以用戶點擊加載“股票信息”為例，具體的解析流程如圖2所示。

對應加載股票信息模塊的部分代碼如下：

//result表示服務器端返回的JSON數據，先保存到字典當中

NSDictionary *dic=result[@"singleData"][0];

//StockDetail調用YYModel里的yy_modelWithJSON方法，返回一個StockDetail模型對象

StockDetail *detail=[StockDetail yy_modelWithJSON:dic];

self.stockDetail=detail;

//YYModel中的yy_modelWithJSON方法將JSON數據轉化成預定義好的StockDetail對象

+ (instancetype)yy_modelWithJSON:(id)json {

NSDictionary *dic=[self _yy_dictionaryWithJSON:json];

//將StockDetail對象賦值給模型中的self.stockDetail，顯示到界面上

return [self yy_modelWithDictionary:dic];}

上述代碼是通過AFNetworking實現HTTP或HTTPS鏈接請求，獲取后端API返回的JSON字符串[7]，再通過YYModel實現將JSON字符串轉化為NSDIctionary格式的模型對象，最后將模型的數據顯示到界面上。

圖2 獲取股票JSON流程

3.3 多線程編程技術

實際開發中，主線程主要負責完成主控制器的調用、控制和控制器之間的通信任務，而控制器所控制的視圖上的數據獲取則交給其他線程完成。因為線程中任務的執行是順序執行的，也就是說在一個時間段內一個線程只能執行一個任務，對于需要同時執行的任務就需要多線程并發執行[8]。

IOS中實現多線程的方式有很多種，包括NSThread、NSOperation等。但最常用的是GCD。GCD是一個在后端管理線程池的工具[9]，讓開發人員無需和線程直接打交道。

GCD是基于C語言的底層API，其中最重要的概念就是dispatch_queue，它是一個對象，可以接受任務并以先到先執行的方式處理任務。根據GCD隊列的種類處理方式有所不同，最主要的有以下2種：

Serial：串行隊列以先進先出(FIFO)的順序執行任務，所以串行隊列經常用來做訪問某些特定資源的同步處理。可根據需要創建多個隊列，而這些隊列相對其他隊列都是并發執行的。即若創建了4個串行隊列，每一個隊列在同一時間都只執行一個任務，對這四個任務來說，它們是相互獨立且并發執行的。如果需要創建串行隊列，一般用dispatch_queue_create這個方法來實現。

Concueerent：并發隊列雖然是能同時執行多個任務，但這些任務仍然是按照先到先執行(FIFO)的順序來執行的。并發隊列會基于系統負載來合適地選擇并發執行這些任務。而在iOS5之后，也可以用dispatch_queue_create，并指定隊列類型為DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT來自己創建一個并發隊列。

創建需要的隊列后，需要將其添加到任務當中，這又分為同步和異步兩種。一般情況下，使用dispatch_async和dispatch_async_f來執行異步操作。比如，添加一個block對象或C函數到一個隊列后就會立即返回，任務會由GCD決定執行順序，以及任務執行完畢時間。好處是，若需要在后臺執行一個基于網絡或CPU密集型任務，使用異步方法不會阻塞當前線程[10]。

盡管一般情況下，優先選擇異步操作，但是在某些情況下，還是需要任務同步來執行。比如需要用同步操作來防止資源競爭或其他同步問題。這時可以用dispatch_sync和dispatch_sync_f方法把任務添加到隊列中，這樣被添加的任務會阻塞當前線程，直到這些任務執行完，確保同一資源在同一時間只能被一個線程訪問到。

以用戶點擊“詳情”獲取對應股票的詳情信息為例，主線程在獲取視圖控制器和文字內容時，子線程負責加載圖片，這樣可以做到在加載圖片的過程中不會出現卡頓現象，步驟如圖3所示。

圖3 YYCache結構關系圖

當然，GCD的使用場景很多，該項目在清理緩存信息時使用GCD異步刪除本機的緩存，部分實現代碼如下：

//判斷緩存文件路徑是否存在

if (![path isEqualToString:_cachePath]) {

//調用GCD，開啟異步線程，傳遞線程隊列和回調函數

dispatch_async(_queue, ^{

//將字符串路徑轉化為IOS識別的文件路徑

NSURL *fileURL=[NSURL URLWithString:path];

NSDictionary *dictionary=[fileURL

resourceValuesForKeys:@[NSURLContentModificationDateKey] error:nil];

//得到內容的最后修改時間

NSDate *modificationDate=[dictionary objectForKey:NSURLContentModificationDateKey];

if (modificationDate.timeIntervalSince1970 - date.timeIntervalSince1970 <0) {

[_fileManager removeItemAtPath:fileURL.absoluteString error:nil];

//從文件路徑和緩存中刪除緩存文件

[_memoryCache removeObjectForKey:fileURL.lastPathComponent];}});}

3.4 緩存機制技術

在App的使用過程中緩存機制是必不可少的，根據存儲的不同緩存也可以分為內存緩存和文件緩存[11]，分別具有高速度低容量和低速度高容量的特點。YYCache同時具有這兩種緩存機制，項目選擇YYCache作為緩存框架。

YYCache中內存緩存和文件緩存的關系如圖4所示。

圖4 YYCache結構關系圖

內存緩存是初次請求數據時將獲取到的數據存放到內存當中，當用戶再次訪問到該數據時無需再向服務器請求數據，直接從內存中獲取緩存數據，具有高速度的特點，但由于內存較為昂貴，所以容量較低。

文件緩存是將獲得的數據存放在客戶端數據庫文件中，社區金融App使用了SQLite數據庫做文件緩存。在用戶初次請求服務器獲得數據時，將音樂、圖片等大容量文件按照鍵值對的形式存放到SQLite.db文件中，當客戶端再次訪問相同頁面時，控制器會先檢測是否有對應的db文件，若無則發送請求給服務器，并將返回的數據緩存到SQLite中[12]，若有則直接從db文件中取得數據并顯示在界面上。

在請求社區金融新聞信息時，可能同時存在內存緩存和文件緩存，使用YYCache得到的緩存流程如圖5所示。

在獲取金融類新聞信息時使用YYCache的部分代碼如下所示：

//初始化YYCache

YYCache *cache=[YYCache cacheWithName:@"mydb"];

//緩存普通字符

[cache setObject:@"中國中車" forKey:@"name"];

NSString *name=(NSString*)[cache objectForKey:@"name"];

NSLog(@"name: %@",name);

//緩存模型

[cache setObject:(id)model forKey:@"user"];

//緩存數組

NSMutableArray *array=@[].mutableCopy;

For (NSInteger i=0;i<10;i++) {

[array addObject:model];

}

//異步緩存

[cache setObject:array forKey:@"user" withBlock:^{

// 異步回調

NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);

NSLog(@"array緩存完成....");

}];

//延時讀取

dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW,(int64_t)(0.3*NSEC_PER_SEC)),dispatch_get_main_queue(),^{

//異步讀取

[cache objectForKey:@"user" withBlock:^(NSString*_Nonnull key,id_Nonnull object){

//異步回調

NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);

NSLog(@"%@",object);}];});

圖5 獲取緩存流程

內存緩存和文件緩存的區別在于，當應用還在進程中時，應用有內存緩存和文件緩存兩種緩存方式，當應用進程被殺死時，應用只存在文件緩存，內存緩存將被清空。因此對于圖片、音頻、視頻等大容量文件，App使用了文件緩存技術將數據緩存到SQLite數據庫中，節省資源；對于文字等小容量內容則緩存到內存中，方便獲取[13]。

4 結束語

為了更好地適應移動互聯網時代，社區金融IOS端App將不斷更新維護，未來開發的重點在于功能模塊的擴展，讓App滿足更多理財需求?？紤]到移動開發成本問題，統一IOS和安卓App的跨平臺開發[14]是大勢所趨，因此從Native App到Hybrid App的遷移是以后工作的重點。