基于Android混合移动应用开发技术研究

上海交通大学基于Hybrid移动应用开发技术研究~1~基于混合移动应用开发技术研究上海交通大学计算机科学与工程系摘要：随着移动智能设备的不断普及，移动应用的数量也在快速增长。移动应用的潮流最先由互联网公司引领，互联网公司通常选择原生开发模式，在移动应用向企业普及的过程中，原生应用的趋势传导给了企业。因此企业移动信息化通常先会尝试传统的原生移动应用开发模式。但是企业很快发现，使用原生开发模式来开发企业移动应用，其开发和维护成本企业往往很难承担。本文介绍一种结合原生应用和网页应用优势的混合开发方法。这种方法能够缩短移动应用开发周期、减少开发成本，而且还能保持跟原生应用相近的用户体验。关键词：移动应用；原生开发；混合开发MobileapplicationdevelopmenttechnologyresearchbasedonhybridComputerScience&Engineering,ShanghaiJiaoTongUniversityAbstract:Withthegrowingpopularityofmobilesmartdevices,alargenumberofmobileapplicationsaregrowingtoo.LeadingthetrendofmobileapplicationsbythefirstInternetcompanies,theseinternetcompaniesoftenchoosenativedevelopmentmodel.Intheprocessofpopularizingofthemobileapplicationtotheenterprise,thetrendofthenativemodelconductstotheenterprise.Sonormallytheenterprisemobileinformationizationwilltrythetraditionalnativedevelopmentmodelfirst.Butifusingnativedevelopmentmodelforenterprisemobilesupplications,thesecompaniesmaysoonfindthatitistoodifficulttobearthedevelopingandmaintenancecost.ThisarticlewilldescribeoneHybridwebdevelopmentcycle,reducedevelopmentcosts,andmaintainasimilaruserexperiencewithnativeapplication.Keywords：mobileapplications;nativedevelopment;hybriddevelopment上海交通大学基于Hybrid移动应用开发技术研究~2~0.引言目前全球运行智能操作系统的手机与平板电脑呈爆炸式的增长，在中国由于政府和三大运营商对3G、4G网络的推广，智能设备的增长速度非常惊人。全球在新兴市场强劲的需求下，运行智能操作系统的移动设备大幅增长。其中美国市场研究公司IDC(国际数据公司)的最新数据研究显示，采用Android和IOS两大操作系统的智能手机在2013年第四季度全球出货量份额达到95.7%，2013年全年为93.8%。按照增长率来看，这两大系统2013年第四季度同比增长4.5个百分点，2013年全年同比增长6.1个百分点,2014年预计将会继续保持较高的增长率[2]。随着目前智能设备的快速普及，移动客户端应用数量呈现爆发式增长。预测移动应用软件市场将在未来几年保持持续快速增长，到2014年末的时候，移动应用软件的全年下载总量将由2013年的109亿个次增至769亿个次，全球移动应用软件销售总额将增至350亿美元[2]。移动平台客户端应用和互联网云平台将取得更大的进展，移动网络和本地设备之间的共享平台将占上风，本地部署的应用程序将继续主导，而Web平台技术(HTML5)将保持优势发展。目前移动互联网应用和企业移动应用大多数采用基于平台的原生应用开发模式，开发一套需要兼容多个平台的移动应用，需要组建多个开发团队，这样造成企业开发成本高，应用更新时间长，及其不满足移动互联网时代的要求[6]。本文介绍一种原生开发和网页开发相结合的混合移动开发模式AppCan，混合移动应用开发支持主流的Android、IOS、WindowPhone等平台，采用标准的Web技术：HTML、CSS3、Javascript[5]等完成移动应用开发。有丰富的平台访问接口，能够访问硬件和移动操作系统的API。1.移动应用开发现状与问题1.1.移动应用开发现状智能手机在最近几年得到快速普及，移动操作系统也出现了Android、IOS、WindowPhone三局鼎立的格局[2]。再好的系统平台都需要有软件来支撑，如果把移动互联网比作新互联时代的骨骼，那么运行于移动平台之上的应用软件就好比血肉一样，是真正体现其价值的载体[1]。移动应用软件作为直接与用户交互的窗口，已经逐渐引起了厂商和开发者的重视，开发出具有高认可度的移动应用软件，已经成为了移动平台占据传统市场的主要手段。移动应用开发类似于网页应用开发，起源于更为传统的软件开发。但其关键在于移动应用通常利用一个具体移动设备提供的独特性能编写软件，目前主流的移动开发平台有IOS和Android。目前大多数移动软件开发都是基于IOS/AndroidSDK提供丰富的原生开发API进行软件开发，原生开发API提供了很多有用的界面框架和业务框架。上海交通大学基于Hybrid移动应用开发技术研究~3~1.2.移动应用开发遇到的问题由于移动应用主要运行在手机和PAD等移动设备上，考虑移动设备性能和应用用户体验，目前主流移动应用开发还是选择原生开发方式，采用原生开发方式遇到了开发难、维护成本高、软件更新周期长等一系列问题[4]。很多企业在办公移动化、流程移动化的过程中，会遇到移动开发方法是选择原生开发方式、网页应用还是混合应用，目前移动应用开发遇到下列问题：开发成本高智能手机是在最近几年达到快速普及，移动应用开发人员紧缺，在各大公司对移动开发人员的争夺下，开发人员成本急剧上升；目前移动开发平台系统繁多，从经济角度来说，要同时开发和维护多个平台的应用程序，将花费企业巨大的人力和时间成本。跨平台兼容问题各种移动开发平台技术的不兼容性，将直接为移动平台应用的发展带来重大的阻碍。从应用开发的角度来说，同样的程序逻辑却不得不在多个平台上，使用不同的语言和API重复编码；从代码维护的角度来说，针对同一个项目需要同时维护多套代码，一旦程序逻辑发生变化，将导致大规模的代码修改与回归测试。应用更新周期长目前国内Android的应用商店有几十个，这令开发者维护和推广应用的成本很高，要升级一个软件产品需要同时维护多个应用发布平台。IOS虽然只有苹果商店一个平台，但是应用审核上线时间一般在2-3周时间，对于一个瞬息变化的移动互联网应用，更新时效性太差。1.3.移动应用开发趋势分析混合应用、网页应用、原生应用，哪一种模式会成为应用开发主流的争论由来已久。随着HTML5被过度热炒和实际开发中遇到的性能以及体验问题，网页应用逐渐势弱[7]。但是开发原生应用难度大、成本高、周期长等问题突出，特别是应用不断推陈出新，开发一个应用的成本或许可以接受，但是维护一个原生应用更新的成本则成了跨不过的悬崖。最终开发者和企业发现混合移动应用，这种既有跨平台开发周期短、成本低的基因，又能发挥原生应用体验和性能的优势，混合移动应用兼具“原生应用良好用户交互体验的优势”和“网页应用跨平台开发的优势”。混合式移动应用开发逐渐成为企业移动开发的首选。混合应用、网页应用、原生应用开发比较如图1所示[4]：上海交通大学基于Hybrid移动应用开发技术研究~4~图1（移动应用开发比较）2.AppCan混合应用开发在面向不同的终端平台和开发语言，要实现应用开发的兼容性，其实只有两条可行之路：其一是采用不同平台都认可的标准技术，其二是采用已被成熟使用的现有技术[7]。混合模式移动开发采用HTML5+CSS3+JavaScript技术实现，这些技术在Android和IOS等主流的移动平台上都获得很好的支持。随着人们对跨平台应用开发研究的不断深入，当前市场上已出现了若干致力于跨平台开发的产品级框架。其中，PhoneGap、Titanium和Rhodes便是当下发展较为成熟的三款开发框架。其目标明确地定位为“一次开发，运行于任何移动终端平台。”这就意味着其必须跨越平台特性和编程语言的界限，可以与任何平台的SDKAPI进行无差别的交互。本文主要介绍AppCan混合移动应用开发模式，用于全面解决移动互联网行业面临的应用开发难、运营管理复杂和后端服务整合的问题。2.1.AppCan平台介绍AppCan是国内移动混合模式开发的倡导者，AppCan应用引擎支持混合应用的开发和运行，并且着重解决了基于HTML5的移动应用不流畅和体验差的问题。使用AppCan应用引擎提供的原生交互能力，可以让HTML5开发的移动应用基本接近原生应用的体验[5]。为很多企业在移动化道路上提供了一个更加明确的选择方向-基于混合移动开发。AppCan移动快速开发平台是基于HTML5技术的跨平台快速开发解决方案。开发者利用上海交通大学基于Hybrid移动应用开发技术研究~5~HTML5+CSS3+JavaScript技术可以快速的开发与本地应用相媲美的应用[8]。AppCan平台提供了UI快速开发框架、手机本地功能调用API接口、AppCan应用打包系统、AppCan集成开发IDE环境和AppCan模拟器。完善的框架接口，强大的服务支持，使开发者可以快速的进入移动开发领域。AppCan支持多窗口机制，让开发者可以像传统的网页开发一样，通过页面链接的方式灵活的开发移动应用。基于这种机制，开发者可以开发出大型的移动应用，而不是只能开发简易类型的移动应用。AppCan提供强大的设备调用能力，电话、短信、相机、LBS、传感器、数据库等常用的手机功能，开发者可以通过JS接口调用，轻松构建移动应用[5]。2.2.AppCan移动解决方案AppCan为移动开发者提供，包括开发工具、UI框架、混合应用引擎、调试器/模拟器、云端打包服务、应用管理平台、运营统计平台等一体化移动应用解决方案。AppCan一体化解决方案如图2所示[5]图2（AppCan一体化解决方案）2.3.AppCan移动开发AppCanIDE是AppCan提供的集成开发工具，提供了AppCan应用程序创建、调试、打包等功能。AppCan项目是由HTML文件、CSS文件、JavaScript文件、Config文件和其他图片、音乐、视频资源按照一定的目录结构规则组成。AppCan集成调试工具可以快捷的打包您的项目或发布到AppCan开放平台。上海交通大学基于Hybrid移动应用开发技术研究~6~AppCan应用开发过程如下：创建项目AppCanIDE会自动创建项目所需要的目录，并放入AppCan系统默认的资源、脚本文件。也可以使用导入项目功能，将以前做的项目导入到IDE开发环境中。项目编码基于AppCan平台提供的自定义W3CUI库，可以开发各种类型应用界面。AppCan平台支持第三方原生接口插件，支持js插件。代码调试整个开发流程中，AppCan提供了多种工具帮助开发者调试应用，调整界面。开发者在AppCanIDE里编写代码。然后使用模拟器AppCanEmulator，可以即时查看页面效果，检查页面功能。还可以上传代码到运行于移动终端的AppCanPlayer程序中，进行真机运行测试。生成测试版安装包AppCan提供本地打测试版本安装包服务，帮助开发者快速生成可在本地安装的安装包。AppCan集成开发环境，内部嵌入了Android和iOS应用安装包生成工具，开发者可以在本地完成应用的打包。由于iOS