基于Android平臺(tái)的記事本App的開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)

江志華,陳翱天

(1.樂(lè)山師范學(xué)院 人工智能學(xué)院，四川 樂(lè)山 614000;2.北京交通大學(xué) 計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)院，北京100044)

0 引言

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，移動(dòng)智能終端設(shè)備在人們工作生活中起著越來(lái)越重要的作用。在人們?nèi)粘W(xué)習(xí)和工作中經(jīng)常需要快速高效地記錄許多信息，然而傳統(tǒng)的記錄方式已經(jīng)滿足不了這種需求，因此開(kāi)發(fā)一款能夠便捷、高效運(yùn)行在移動(dòng)智能終端設(shè)備上的記事本App變得很有必要[1]。

在文獻(xiàn)[1]中作者利用語(yǔ)音識(shí)別以及合成技術(shù)將語(yǔ)音轉(zhuǎn)換成文字，通過(guò)云存儲(chǔ)技術(shù)存儲(chǔ)用戶的筆記數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一款語(yǔ)音云記事本軟件。在文獻(xiàn)[2-5]中作者僅實(shí)現(xiàn)了記事本文本增刪改查、檢索以及信息分享、同步等基本功能?，F(xiàn)有記事本App大多只實(shí)現(xiàn)了基本的信息記錄功能，功能較單一，記錄的信息類型也僅限于文本類信息；缺少用戶身份驗(yàn)證功能，存在一定的安全隱患，一旦用戶的安卓設(shè)備丟失，用戶的筆記數(shù)據(jù)就可能會(huì)泄漏。本文開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)的記事本App集多種功能于一體，在實(shí)現(xiàn)信息記錄基本功能的基礎(chǔ)上，還實(shí)現(xiàn)了用戶安全驗(yàn)證、信息云備份等功能。App通過(guò)在客戶端設(shè)置密碼，實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)驗(yàn)證功能，保障了用戶信息的安全性；能夠支持文本、清單、圖片、語(yǔ)音多種信息類型的記錄與備份，實(shí)現(xiàn)了記錄信息類型的多樣性；實(shí)現(xiàn)了信息云備份功能，用戶能夠根據(jù)需要關(guān)閉或打開(kāi)云備份功能，將信息備份至云端服務(wù)器。該App具有一定的創(chuàng)新性和應(yīng)用價(jià)值，能有效地幫助人們提高記錄效率，為人們的工作生活提供了方便。

1 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)相關(guān)技術(shù)

記事本App以Android5.0+為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，服務(wù)端前臺(tái)采用html、javascript、CSS+DIV等技術(shù)，后臺(tái)數(shù)據(jù)利用Spring Boot、Jpa等框架技術(shù)進(jìn)行處理。App采用MySql數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的增加、刪除、查找、修改、上傳到云端備份等功能。

Android是以Linux核心作為基礎(chǔ)的一種操作系統(tǒng)，其代碼是開(kāi)源的，由Google公司和開(kāi)放手機(jī)聯(lián)盟領(lǐng)導(dǎo)及開(kāi)發(fā)。其主要應(yīng)用于移動(dòng)智能終端設(shè)備，如智能手機(jī)和平板電腦，是目前市面上主流手機(jī)的操作系統(tǒng)之一[2-3]。

App服務(wù)端開(kāi)發(fā)環(huán)境為Tomcat。Tomcat是Apache基金會(huì)的核心項(xiàng)目之一，是一個(gè)免費(fèi)開(kāi)源的Web 應(yīng)用服務(wù)器，主要用在基于Java的Web應(yīng)用中，是開(kāi)發(fā)和調(diào)試JSP程序的首選[6]。

App服務(wù)端采用Spring Boot框架管理整個(gè)應(yīng)用，使用Jpa做數(shù)據(jù)的持久化，與數(shù)據(jù)庫(kù)之間進(jìn)行交互。

Spring Boot框架可用于簡(jiǎn)化新Spring應(yīng)用的初始搭建以及開(kāi)發(fā)過(guò)程。該框架使用了特定的方式進(jìn)行配置，從而使開(kāi)發(fā)人員不再需要定義樣板化的配置。通過(guò)這種方式，Spring Boot致力于成為快速應(yīng)用開(kāi)發(fā)領(lǐng)域(rapid application development)的領(lǐng)導(dǎo)者[7]。

JPA是Java Persistence API的簡(jiǎn)稱，是JDK 5.0注解或XML描述對(duì)象—關(guān)系表的映射關(guān)系，其可將運(yùn)行期的實(shí)體對(duì)象持久化到數(shù)據(jù)庫(kù)中[8]。

2 系統(tǒng)總體功能框架

記事本App采用前后端分離的設(shè)計(jì)模式，系統(tǒng)總體上分為前端客戶端和后端服務(wù)端兩大模塊?？蛻舳四K包括：用戶注冊(cè)和登錄、啟動(dòng)驗(yàn)證、信息添加和查詢、云備份、賬戶信息設(shè)置和修改。服務(wù)端模塊包括：用戶登錄、賬戶管理、查詢信息、郵箱驗(yàn)證、圖片服務(wù)器、數(shù)據(jù)持久化等?？蛻舳斯δ苣K見(jiàn)圖1，服務(wù)端功能模塊見(jiàn)圖2[9]。

圖1 客戶端功能模塊

圖2 服務(wù)端功能模塊

3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與構(gòu)建

根據(jù)記事本App總體功能，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)8個(gè)基本信息表，客戶端包括：用戶信息表user_info、啟動(dòng)驗(yàn)證信息表note_lock、信息記錄清單表note_bill、信息記錄表note_info。服務(wù)端包括：用戶信息表user_info、郵件信息表email_info、信息記錄清單表note_bill、信息記錄表note_info[9]； 客戶端和服務(wù)端數(shù)據(jù)庫(kù)模型圖見(jiàn)圖3、圖4。

圖3 客戶端數(shù)據(jù)庫(kù)模型圖

圖4 服務(wù)端數(shù)據(jù)庫(kù)模型圖

4 系統(tǒng)主要功能開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)

4.1 記事本APP客戶端開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)

4.1.1 客戶端預(yù)計(jì)效果

記事本APP客戶端提供用戶記錄信息功能，用戶的所有操作都是基于客戶端完成的。其設(shè)計(jì)效果包括：增加、修改和查詢游客信息，設(shè)置App啟動(dòng)驗(yàn)證。用戶可以通過(guò)登錄App獲取設(shè)置/修改郵箱、設(shè)置/修改頭像、設(shè)置/修改昵稱、修改/設(shè)置密碼、修改電話、云備份、后臺(tái)管理等權(quán)限。用戶可選擇電話驗(yàn)證碼直接登錄，也可通過(guò)注冊(cè)賬戶密碼的方式登錄。用戶忘記登錄賬戶密碼時(shí)可通過(guò)手機(jī)號(hào)找回。游客用戶卸載App時(shí)將導(dǎo)致記錄的信息永久刪除，登錄用戶卸載App時(shí)已同步至服務(wù)器的數(shù)據(jù)信息不受影響?？蛻舳藢?duì)游客和注冊(cè)用戶的功能支持情況見(jiàn)表1。

表1 客戶端角色功能表

4.1.2 用戶模塊

a)用戶注冊(cè)。用戶可通過(guò)注冊(cè)獲得記事本App賬號(hào)，在登錄頁(yè)面點(diǎn)擊“立即注冊(cè)”進(jìn)入注冊(cè)頁(yè)面。注冊(cè)頁(yè)面包含：輸入手機(jī)號(hào)、密碼、確認(rèn)密碼、圖形驗(yàn)證碼、短信驗(yàn)證碼、記事本相關(guān)協(xié)議等信息。用戶注冊(cè)頁(yè)面對(duì)輸入的信息都有驗(yàn)證功能，當(dāng)輸入的信息不恰當(dāng)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)提示，注冊(cè)成功后返回登錄頁(yè)面。

b) 用戶登錄。App提供電話號(hào)碼加短信驗(yàn)證碼以及注冊(cè)賬號(hào)加登錄密碼兩種登錄方式。用戶通過(guò)在個(gè)人信息頁(yè)面點(diǎn)擊“登錄”進(jìn)入登錄頁(yè)面，登錄頁(yè)面對(duì)每一個(gè)輸入的信息都有驗(yàn)證：是否為空驗(yàn)證，電話號(hào)碼和密碼長(zhǎng)度以及有效性驗(yàn)證。用戶登錄成功后返回到個(gè)人信息頁(yè)。用戶登錄App后可獲取用戶基本信息設(shè)置、云備份、后臺(tái)管理等權(quán)限。用戶登錄流程如圖5，界面設(shè)計(jì)如圖6所示。

圖5 登錄模塊流程圖

圖6 登錄頁(yè)面

圖7 云備份模塊

4.1.3 云備份模塊

注冊(cè)用戶在登錄成功后就可獲得云備份的權(quán)限，可以將記錄的信息備份至服務(wù)器。在個(gè)人中心頁(yè)面打開(kāi)云備份按鈕即可開(kāi)啟云備份功能，記事本App客戶端在后臺(tái)將用戶信息上傳至服務(wù)器。用戶在關(guān)閉云備份按鈕后，客戶端將停止向服務(wù)器上傳信息，但已上傳的信息不受影響。在信息列表處可以看到當(dāng)前已備份至服務(wù)器的記錄數(shù)。云備份模塊界面見(jiàn)圖7。

4.1.4 啟動(dòng)驗(yàn)證模塊

用戶可以為客戶端設(shè)置啟動(dòng)驗(yàn)證，在個(gè)人中心頁(yè)面選擇打開(kāi)啟動(dòng)驗(yàn)證按鈕即可進(jìn)入圖案密碼設(shè)置界面。按照頁(yè)面提示設(shè)置圖案密碼，客戶端將擁有啟動(dòng)驗(yàn)證功能。當(dāng)退出記事本App重新進(jìn)入后將進(jìn)入驗(yàn)證圖案密碼界面，只有密碼正確才可進(jìn)入客戶端。記事本App客戶端密碼保存在本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，App不會(huì)將密碼上傳至服務(wù)器，用戶必須牢記客戶端啟動(dòng)驗(yàn)證密碼，一旦忘記將無(wú)法找回。同樣，如果用戶需要關(guān)閉啟動(dòng)驗(yàn)證，需在個(gè)人中心頁(yè)面選擇關(guān)閉啟動(dòng)驗(yàn)證按鈕，選擇后將進(jìn)入圖形密碼驗(yàn)證頁(yè)面，驗(yàn)證成功后即成功關(guān)閉啟動(dòng)驗(yàn)證功能。

4.1.5 信息記錄模塊

a)信息清單。用戶進(jìn)入客戶端主界面后可見(jiàn)信息清單頁(yè)面，頁(yè)面上的信息包括：信息列表、信息標(biāo)題、信息標(biāo)記、信息包含類型、信息創(chuàng)建時(shí)間。在信息清單上支持對(duì)每一條信息進(jìn)行左滑、信息置頂或刪除操作。信息被置頂后將顯示于信息清單的最上層;信息被刪除后將會(huì)從數(shù)據(jù)庫(kù)刪除，刪除后不可找回。

b)信息清單搜索。App提供信息搜索功能，用戶點(diǎn)擊清單最上方搜索框即可進(jìn)入搜索頁(yè)面。搜索采用模糊搜索和即時(shí)響應(yīng)的方式，用戶只需輸入少量的關(guān)鍵字即可查詢到相關(guān)信息。

c)信息錄入。用戶點(diǎn)擊記事本頁(yè)面的新建按鈕，即可進(jìn)入記事頁(yè)面。App支持文本、清單、圖片、語(yǔ)音等多種數(shù)據(jù)類型。用戶可以選擇相應(yīng)的數(shù)據(jù)類型進(jìn)行信息錄入，錄入完畢點(diǎn)擊返回按鈕即可保存數(shù)據(jù)。

4.2 記事本APP服務(wù)端設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

4.2.1 用戶信息模塊

服務(wù)端提供App客戶端用戶信息處理，實(shí)現(xiàn)與客戶端信息的交互。該模塊包含用戶注冊(cè)、登錄、獲取及更新用戶信息、發(fā)送郵箱激活及驗(yàn)證碼郵件、驗(yàn)證郵箱驗(yàn)證碼、設(shè)置頭像、忘記密碼、重置密碼等功能接口。

4.2.2信息上傳模塊

服務(wù)端提供App客戶端信息云同步的數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)將客戶端上傳的信息保存至服務(wù)器。該模塊包含處理從客戶端傳遞過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)的接口。

4.2.3 郵箱驗(yàn)證模塊

用戶在發(fā)送郵箱激活驗(yàn)證郵件后，當(dāng)用戶收到郵件并發(fā)起驗(yàn)證請(qǐng)求時(shí)，服務(wù)器將判斷驗(yàn)證是否通過(guò)。服務(wù)器判斷的依據(jù)為驗(yàn)證碼是否有效、是否超時(shí)發(fā)起驗(yàn)證、驗(yàn)證郵箱與當(dāng)前郵箱是否一致。驗(yàn)證通過(guò)后，用戶的郵箱被標(biāo)記為已驗(yàn)證。

4.3 后臺(tái)信息管理

4.3.1登錄后臺(tái)管理

在瀏覽器中輸入地址http://www.xfishs.shop/note/manager即可進(jìn)入用戶的后臺(tái)管理登錄界面，用戶登錄成功后進(jìn)入用戶后臺(tái)管理主頁(yè)。后臺(tái)管理不支持注冊(cè)和短信驗(yàn)證碼登錄，用戶需要在客戶端注冊(cè)才可以登錄后臺(tái)管理。后臺(tái)管理登錄界面如圖8所示。

圖8 后臺(tái)管理登錄界面

以下是實(shí)現(xiàn)登錄的關(guān)鍵代碼：

@PostMapping("/login")

publicString login(HttpServletRequest request,

@RequestParam("phone")String phone,

@RequestParam("password")String password){

UserInfo userInfo = userInfoService.findUserInfoBy

UserPhone(phone);

if(Objects.isNull(userInfo))

return"fail";

if(!userInfo.getUserPassword().equals(password))

return"fail";

request.getSession().setAttribute(Constants.US

ER_SESSION,userInfo.getUserAccount());//

return "redirect:/manager/home";}

4.3.2 刪除信息

用戶在后臺(tái)管理主頁(yè)可以看到已上傳至服務(wù)器的所有信息。當(dāng)用戶鼠標(biāo)移動(dòng)到某條信息上時(shí)，該條信息的右上角會(huì)顯示刪除按鈕，點(diǎn)擊刪除按鈕將彈出提示窗口。確認(rèn)刪除后，信息將從服務(wù)器中刪除。信息的刪除操作采用異步處理，刪除后數(shù)據(jù)將從頁(yè)面移除。

4.3.3 注銷登錄

為防止造成信息泄露，當(dāng)前登錄用戶可以注銷登錄。用戶在后臺(tái)管理主頁(yè)面點(diǎn)擊安全退出按鈕即可退出當(dāng)前登錄，退出后APP將跳轉(zhuǎn)到登錄界面，用戶需要重新登錄才可以進(jìn)行后臺(tái)管理等相關(guān)操作。

4.3.4 查看信息詳情

用戶在后臺(tái)管理主頁(yè)點(diǎn)擊信息，即可查看每條信息的詳情。用戶在信息詳情頁(yè)也可對(duì)信息進(jìn)行刪除，刪除按鈕位于信息右上方。詳情界面如圖9所示。

圖9 信息詳情

5 系統(tǒng)測(cè)試

5.1 系統(tǒng)測(cè)試環(huán)境

本次系統(tǒng)測(cè)試客戶端使用的硬件設(shè)備為努比亞NX511J，其基本配置為2G內(nèi)存、 Android5.1.1操作系統(tǒng)；服務(wù)端使用的硬件設(shè)備為HP246G3筆記本電腦，其基本配置為8G內(nèi)存、i5-4210U 2.40GHz CPU、Windows10(64位)操作系統(tǒng)。

5.2 測(cè)試用例

將編譯后的客戶端安裝至手機(jī)，服務(wù)端項(xiàng)目發(fā)布至tomcat中，并打開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，對(duì)App各項(xiàng)功能進(jìn)行測(cè)試[10]。由于功能模塊比較多，限于篇幅原因，此處僅選擇客戶端用戶登錄和服務(wù)端信息刪除功能做測(cè)試用例介紹。測(cè)試用例表具體見(jiàn)表2、表3。

表2 客戶端用戶登錄測(cè)試用例表

表3 服務(wù)端信息刪除測(cè)試用例表

5.3 測(cè)試分析與總結(jié)

本次測(cè)試因受測(cè)試條件限制，只測(cè)試了系統(tǒng)功能，對(duì)系統(tǒng)性能和穩(wěn)定性沒(méi)有進(jìn)行充分測(cè)試。對(duì)照系統(tǒng)需求分析文檔對(duì)功能測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析，系統(tǒng)所有模塊的功能基本實(shí)現(xiàn)，能夠滿足用戶的需求，因此本次系統(tǒng)功能測(cè)試通過(guò)。

6 結(jié)論

記事本App從總體上實(shí)現(xiàn)了前端客戶端和后端服務(wù)端兩大模塊的相關(guān)功能，能夠滿足人們?nèi)粘５挠涗浶枨?，為工作和生活中的信息記錄帶?lái)了便利。但是該App也存在不足之處，比如在系統(tǒng)性能、穩(wěn)定性方面依然存在潛在風(fēng)險(xiǎn)，后續(xù)將有待提升。