關于車輛疏導系統搭建及優化研究

◆陳俁男 曾海杰 莊鎮濤 溫漢清

關于車輛疏導系統搭建及優化研究

◆陳俁男 曾海杰 莊鎮濤 溫漢清

（廣東石油化工學院 廣東 525000）

隨著社會經濟的發展，人民生活水平的提高，車輛扎堆寸步難行，這是我國“城市病”的典型癥狀。堵車很大原因是車輛行駛沒有全局規劃，本項目在高德API下二次開發，設計并搭建了基于SMM架構的車輛疏導系統。本文從軟件技術出發，完成車輛管理服務器端的設計和終端APP開發，再使用相應指標對該系統進行了效率分析與性能檢測。

車輛疏導；系統搭建；效率分析

Spring Boot是一個基于Spring框架，可供快速開發，特別適合構建微服務系統。其另外還封裝了各類套件，比如mybatis、hibernate、redis、mongodb等。該框架搭建起來的應用，它會嵌入Tomcat、Jetty或者Undertow等服務器，并且不需要傳統的WAR文件進行部署，也就是說搭建SpringBoot項目并不需要單獨下載Tomcat等傳統的服務器；同時提供通過 Maven（或者Grandle）依賴的starter，這些starter可以直接獲取開發所需的相關包，通過這些starter項目就能JavaApplication的形式運行Spring Boot的項目，而無須其他服務器配置；對于配置，Spring Boot提供Spring框架的最大自動化配置，大量使用自動配置，使得開發者對Spring的配置盡量減少；此外還提供了一些監測、自動檢測的功能和外部配置，與此同時沒有附加代碼和XML的配置要求。

1 系統介紹

本項目在高德API下二次開發，設計并搭建了基于SMM架構的車輛疏導系統，本次設計是在Windows 平臺下，使用 Spring Boot作為系統的后臺整體基礎架構，使用Java語言完成終端安卓APP的編寫，項目使用阿里云服務器部署并上線。系統功能包括車輛報備、車輛定位、路線規劃、路程反饋等，疏導系統會根據目的地、出發地以及路徑策略設置，為用戶量身設計出行方案。同時可結合實時交通，幫助用戶繞開擁堵路段，提供更貼心、更人性化的出行體驗。

2 軟件設計

2.1 服務器搭建。

后臺采取stringboot+mysql+mybatis搭建服務器接口，實現數據傳輸及存儲。stringboot來管理整個應用中所有對象的創建、初始化、銷毀，及對象間關聯關系的維護。同時作為 View 層的實現者，完成用戶的請求接收功能，完成用戶請求的轉發及對用戶的響應。mysql是服務器數據庫，MyBatis作為 Dao 層的實現者實現對用戶車輛信息、車輛軌跡、信息推送等數據庫的增刪改查功能。

2.2 APP的開發。

APP由主應用服務中間層以及后臺管理系統相配合，通過app、數據庫的設計，以及對服務器和支付api的引用，實現一套完整的車輛疏導。終端采取MVP架構搭建app框架，使用面向接口編程思想將View層與Model層進行完全分離，業務代碼和邏輯代碼解耦；主界面UI采用View Pager 嵌套Fragment的方式，進行完全lazyLoad，根據Fragment生命周期的可見性來判斷界面的可見性來加載網絡數據，優化網絡api的設置，減少數據解析時間和網絡訪問時間，提高性能；界面內的通信均采用jetpack liveData，以及lifecycleHandler進行通信，有效防止數據丟失及不必要的內存泄露；網絡模塊使用Retrofit加載網絡數據，對獲取到的數據進行解析并序列化，結合DiskLruCache實現二級緩存，達到節省流量的同時，也能免去重復地解析數據的步驟，提高APP整體的瀏覽流暢度。圖片顯示基于glide做了圖片顯示的優化，尤其對gif圖片的優化，在原生基礎上進行了NDK層面優化，提升了glide性能，配合 PhotoView 實現圖片緩存同時，也實現圖片的放大縮小，防止OOM現象。

3 技術關鍵

3.1 環信即時通訊集成

全類型消息：支持文字、表情、圖片、語音、視頻、附件、地理位置、擴展消息、透傳消息、自定義消息等全類型消息收發；實時音視頻：支持1對1、多對多音視頻、音視頻連麥等場景。低成本低延時、高品質、抗丟包抗抖動、百萬級并發、全球多節點覆蓋；推送服務：服務端支持對接APNS（蘋果）、Google、華為、小米、OPPO、VIVO、魅族等各大消息推送平臺；

3.2 高德地圖獵鷹軌跡服務

多種路線規劃：駕車路線規劃、公交路線規劃、騎行路線規劃、步行路線規劃；自定義避讓區域或道路：想不走哪里就不走哪里；軌跡糾偏：針對定位偏移、定位缺失、定位間隔大等情況造成的軌跡異常，獵鷹提供基于路網和路徑規劃的軌跡糾偏補路功能，可將偏移點糾正到正確的道路上，呈現連貫、平滑的軌跡；空間檢索：提供多種空間檢索能力，支持檢索圓形、多邊形、行政區范圍內的終端，可實現搜索當前地圖視野內終端或指定區域內終端的功能；軌跡存儲：基于成熟穩定的阿里云服務，對用戶上傳的軌跡數據進行存儲，保證數據穩定；軌跡查詢：針對用戶已經上傳成功的軌跡，我們提供高性能的軌跡查詢服務，開發者可隨時查詢任意時間段的軌跡。

3.3 騰訊優圖車輛屬性識別集成

準確率高：準確率高于90%，基于海量大數據持續迭代，不斷優化識別精度；適用場景廣：對于道路卡口、出入口、街拍圖片均具有較好的識別效果，同時支持車身正向、側向等不同角度情況下的識別；交通車輛信息結構化：對于道路、停車場等各種監控場景，結構化車輛信息數據，可用于相關數據檢索或信息挖掘。

3 遇到的問題以及解決方案

3.1 問題1：電量消耗過大

系統集成多組件開發，多耗電大戶同時運行。電量優化程度在一定程度上決定了用戶的體驗感。我們需要考慮的是如何優化電量使用，讓我們的 App 不會因為電量消耗過高被用戶排斥，或者被其他安全應用報告，以此確保用戶黏性。

問題解析：

（1）優化應用的后臺耗電：避免后臺長時間獲取 WakeLock、WiFi 和藍牙的掃描等。

（2）網絡優化：指定三種不同狀態消耗方案（Full power：高功率狀態，移動網絡連接被激活，允許設備以最大的傳輸速率進行操作；Low power：低功耗狀態，對電量的消耗差不多是 Full power 狀態下的 50%；Standby：空閑態，沒有數據連接需要傳輸，電量消耗最少。）

（3）計算優化（在 native 層開發時，可以利用 ARM neon 指令集做并行運算）

（4）界面優化（離開界面后停止相關活動，例如關閉動畫，耗電操作判斷前后臺，如果是后臺則不執行相關操作。）

（5）定位優化（根據場景謹慎選擇定位模式：對定位準確度沒那么高的場景可以選擇低精度模式?？梢钥紤]網絡定位代替GPS。使用后務必及時關閉，減少更新頻率，例如定位開啟一定時間后超過某個閾值可以執行一個兜底策略：強制關閉GPS。）

3.2 問題2：系統崩潰

1）確定重點：A 確認嚴重程度。B 優先解決 Top 崩潰或對業務有重大影響的崩潰：如啟動、支付過程的崩潰c Java 崩潰：如果是OOM，需進一步查看日志中的內存信息和資源信息，下面會分析。C Native 崩潰：查看signal、code、fault addr以及崩潰時的Java堆棧

2）查找共性：機型、系統、ROM、廠商、ABI 這些信息都可以作為共性參考，對于下一步復現問題有明確指引。

3）嘗試復現：復現之后再增加日志或使用 Debugger、GDB 進行調試。

使用以上步驟，我們解決了幾個常見的異常：

異常1：Android 7.0 Toast BadTokenException

解決：代理Toast里的mTN（handler）就可以實現捕獲異常

異常2：SharedPreference apply引起的ANR問題

解決：拿到 Hook ActivityThrad的Handler變量，給其設置一個Callback，Handler 的 dispatchMessage中會先處理callback。最后在Callback中調用隊列的清理工作，注意隊列清理需要反射調用QueuedWork。

異常3：TimeoutExceptin異常

解決：它是由系統的FinalizerWatchdogDaemon 拋出來的，我們對該異常進行了規避。stop 方法，在 Android 6.0 之前會有線程同步問題。因為 6.0 之前調用threadToStop的interrupt方法是沒有加鎖的，所以可能會有線程同步的問題。

3.2 問題3：內存抖動

需求：在APP中需要加載大量服務器圖片

難點：我們的APP需要申請一塊內存來存放圖片的時候，系統認為我們的程序需要的內存過大，不分配給我們的APP，拋出OOM異常

解決方案：1.異步開啟子線程進行耗時的操作，通過Handler+Message在子線程發送消息到主線程進行更新UI；2.對于加載圖片過多時導致的OOM內存溢出問題，引入ImageLoader開源框架解決，ImageLoader里的線程使用了線程池，從而避免了過多的線程頻繁的創建和銷毀；3.對圖片采用軟引用，及時進行recycle（）操作及等比例縮小圖片；4.listview每次僅加載屏幕能顯示的內容，其余數據處于準備顯示狀態。

本文主要研究車輛疏導系統的搭建及優化問題。系統搭建完后，在電量優化、崩潰分析、內存抖動三個方面對系統進行了效率測試、異常捕捉及問題分析，并提供解決方案。實驗結果表明，經過我們的優化，達到節省流量同時，也能免去重復的解析數據的步驟，系統整體的穩定性和瀏覽流暢度得到了的很大的提升。

[1]陳鵬.基于Android應用的性能監控系統的研究與實現[D].華南理工大學，2015.

[2]李少杰.面向移動智能終端應用性能測試平臺的研究[D].華南理工大學，2014.

[3]黃琦.Android智能手機應用軟件自動化測試工具的設計和開發[D].安徽大學，2012.

本文為廣東石油化工學院2021年省級大學生創新創業計劃項目“基于Android的校園云拼車系統”（項目編號為733718）階段性研究成果