探究智能手機(jī)郵件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、探究智能手機(jī)郵件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要 隨著高性能智能化移動(dòng)終端的大規(guī)模普及和移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，手機(jī)郵件系統(tǒng)也在不斷的發(fā)生著變化。本文就手機(jī)郵件系統(tǒng)的發(fā)展、相關(guān)技術(shù)、當(dāng)前基于不同架構(gòu)的多種移動(dòng)終端郵件系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，并重點(diǎn)對(duì)基于J2ME的智能手機(jī)郵件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)較為詳盡的進(jìn)行闡述，為智能手機(jī)郵件系統(tǒng)的發(fā)展和完善提供參考。關(guān)鍵詞 智能手機(jī)；郵件系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；實(shí)現(xiàn)1 引言在信息化高速發(fā)展的今天，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠?。電子郵件服務(wù)已經(jīng)成為互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的最基本最主要的內(nèi)容。隨著科學(xué)技術(shù)的提高，無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)正在由語(yǔ)音數(shù)字傳輸?shù)?G時(shí)代向著多媒體在寬帶上數(shù)字傳輸?shù)?G時(shí)代大步邁進(jìn)，同時(shí)無(wú)

2、線移動(dòng)終端的性能也在不斷的提升。在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)不斷融合的背景下，人們對(duì)隨時(shí)隨地收發(fā)郵件的要求越來(lái)越高。2002年隨著SMS的出現(xiàn)，開(kāi)始有了SMS電子郵件服務(wù)，但由于長(zhǎng)度限制，SMS主要用于以短信的形式將發(fā)件人、主題等信息通知收件人。之后隨著GPRS等數(shù)據(jù)服務(wù)的發(fā)展，出現(xiàn)了MMS郵箱，可以通過(guò)手機(jī)發(fā)送文字圖片和聲音。近幾年隨著高性能移動(dòng)終端和與之相伴的嵌入式系統(tǒng)的普及與發(fā)展、新一代移動(dòng)通信數(shù)據(jù)服務(wù)快速發(fā)展以及有線與無(wú)線平臺(tái)的整合，人們對(duì)強(qiáng)大的無(wú)線郵件系統(tǒng)客戶端提出了更高的要求，傳輸內(nèi)容也以多媒體、流媒體為主。人們希望在手機(jī)上能像有線網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行客戶端郵件服務(wù)，保存收發(fā)的郵件，郵件過(guò)濾，內(nèi)容同

3、步等。2 智能手機(jī)和郵件智能手機(jī)以其強(qiáng)大的功能和舒適便捷的操作等特點(diǎn)得到人們喜愛(ài)。2012年前三季度全球智能手機(jī)用戶總數(shù)已經(jīng)突破10億大關(guān)。具備無(wú)線接入互聯(lián)網(wǎng)的能力即WCDMA、CDMA-2000、TD-SCDMA，甚至4G（HSPA+、FDD-LTE、TDD-LTE）。具有開(kāi)放性的操作系統(tǒng)。Android系統(tǒng)由于其開(kāi)放性而得到最廣泛的采用，全球所有手機(jī)生產(chǎn)商都可以采用，并且80%以上的手機(jī)生產(chǎn)廠商都采用安卓系統(tǒng)，這使其成為全球第一大智能操作系統(tǒng)。安卓在世界上最強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手為蘋果公司推出的IOS智能操作系統(tǒng)和微軟公司推出的windows phone操作系統(tǒng)。而智能手機(jī)最吸引人的就是擴(kuò)展性能強(qiáng)

4、，第三方軟件支持多。人們逐漸習(xí)慣了使用APP客戶端上網(wǎng)的方式。社交、購(gòu)物、旅游、閱讀等均可能過(guò)智能手機(jī)來(lái)完成。另外更加人性化的人機(jī)交互界面也是一大亮點(diǎn)。智能手機(jī)為電子郵件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)帶來(lái)了挑戰(zhàn)的同時(shí)也提供了一個(gè)發(fā)展的良好機(jī)遇。目前移動(dòng)通信技術(shù)由2G走向3G的時(shí)代，智能手機(jī)操作系統(tǒng)的發(fā)展，它能夠給客戶提供個(gè)性化的服務(wù)和多合一式的應(yīng)用組合。Email功能是每款智能手機(jī)所必備的重要功能之一。這是因?yàn)殡娮余]件是伴隨互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的一項(xiàng)基本、主要的應(yīng)用，而隨著社會(huì)信息化程度的提高，電子郵件已經(jīng)成為企業(yè)和個(gè)人最基本的通訊方法。3 相關(guān)技術(shù)在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中，應(yīng)用構(gòu)件技術(shù)可以更為有效地支持復(fù)用技術(shù)，有開(kāi)發(fā)需代

5、碼量少、軟件質(zhì)量高、升級(jí)維護(hù)方便、便于移植的特點(diǎn)?；跇?gòu)件的軟件開(kāi)發(fā)也將是今后軟件開(kāi)發(fā)的主流。構(gòu)件接口徹底消除了調(diào)用者與實(shí)現(xiàn)者間的耦合。具有唯一性、不變性、繼承性和多態(tài)性。接口描述了構(gòu)件對(duì)外提供的服務(wù)，在構(gòu)件間及構(gòu)件和客房間均通過(guò)接口交互。構(gòu)件組合通過(guò)綁定多個(gè)簡(jiǎn)單構(gòu)件形成功能更強(qiáng)的復(fù)雜構(gòu)件，進(jìn)而組成整個(gè)系統(tǒng)，是構(gòu)件開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。另外構(gòu)件的復(fù)用可以構(gòu)建在體系中結(jié)構(gòu)和功能比較好修改的程序。推送服務(wù)是一項(xiàng)利用PUSH技術(shù)將郵件直接推送到手機(jī)上，而不需要通過(guò)對(duì)服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求根據(jù)響應(yīng)結(jié)果判斷有無(wú)新郵件。同時(shí)PUSH服務(wù)支持多種郵件格式，滿足了用戶在手機(jī)上對(duì)附件進(jìn)行操作的需求。 電子郵件安全問(wèn)題不容忽視，目

6、前最普遍的是郵件系統(tǒng)遭遇惡意攻擊和垃圾郵件。郵件的安全如郵箱被竊取密碼、截取內(nèi)容、被篡改等。這些安全問(wèn)題導(dǎo)致的現(xiàn)實(shí)案例使得很多政府、司法機(jī)構(gòu)等不敢使用電子郵件傳輸信息。因此在設(shè)計(jì)時(shí)一事實(shí)上要從技術(shù)和規(guī)劃上全面考慮并拿出創(chuàng)新思路和辦法來(lái)解決。在傳輸過(guò)程中采用PGP和S/MIME兩種標(biāo)準(zhǔn)來(lái)保證郵件安全。PGP通過(guò)單向散列算法對(duì)郵件簽名，保證內(nèi)容不被篡改。S/MIME也用單向散列算法和公私鑰加密，但它的認(rèn)證機(jī)制依賴于層次結(jié)構(gòu)性的證書認(rèn)證。通過(guò)以上協(xié)議基本保證了郵件在傳輸中的安全。對(duì)于數(shù)據(jù)主要采用系統(tǒng)密鑰加密，而系統(tǒng)密鑰多采用明文，一旦被侵入就會(huì)很容易獲得用戶密碼和解密郵件內(nèi)容。4 基于不同架構(gòu)的智能

7、手機(jī)郵件系統(tǒng) 手機(jī)郵件客戶端屬于嵌入式開(kāi)發(fā), 要實(shí)現(xiàn)上述功能需求, 目前有3 種實(shí)現(xiàn)方法:基于手機(jī)操作系統(tǒng)平臺(tái)、BREW平臺(tái)及J2ME平臺(tái)。4.1 基于BREW平臺(tái)的智能手機(jī)郵件系統(tǒng)BREW是高通面對(duì)CDMA無(wú)線移動(dòng)通訊制式開(kāi)發(fā)的基本平臺(tái)。它提供一個(gè)效率高、成本低、擴(kuò)展性能強(qiáng)的應(yīng)用程序執(zhí)行環(huán)境，著重開(kāi)發(fā)可無(wú)縫接入任何移動(dòng)設(shè)備的應(yīng)用程序。郵件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。UI子組件用于編輯、閱讀、設(shè)置、郵箱界面及用戶的操作響應(yīng)與交互。郵件管理組件用于收發(fā)存儲(chǔ)讀取等的管理。帳戶管理組件完成郵件管理和收發(fā)郵件邏輯模塊的交互。收發(fā)控制組件將調(diào)用協(xié)議部分提供的服務(wù)，根據(jù)需 要組織與郵件服務(wù)器交互。郵件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。通過(guò)UI

8、界面編寫的郵件被封裝程序封裝為特殊格式的文本流，以此方式發(fā)達(dá)給目標(biāo)郵件地址。邏輯層發(fā)起連接操作或命令操作，協(xié)議層完成發(fā)送具體操作，若有錯(cuò)誤則返回；服務(wù)器返回?cái)?shù)據(jù)，協(xié)議層判斷其合法性，調(diào)用邏輯處理層函數(shù)作相應(yīng)處理，然后進(jìn)行下一步聚；完成或有錯(cuò)誤時(shí)退出。UI層通過(guò)接口函數(shù)執(zhí)行收郵件等功能，然后將文本流形式的郵件解析為結(jié)構(gòu)體形式的結(jié)果顯示到UI界面。4.2 基于Android操作系統(tǒng)的智能手機(jī)郵件系統(tǒng) GOOGLE于2007年11月推出真正意義上的開(kāi)放性移動(dòng)設(shè)備平臺(tái)Android。 Android系統(tǒng)可通過(guò)調(diào)用自帶的Gmail程序或采用JavaMail功能包來(lái)實(shí)現(xiàn)郵件業(yè)務(wù)。 UI設(shè)計(jì)。登錄GMAIL

9、郵箱安全類型和服務(wù)器均是默認(rèn)，而登錄到別的郵箱時(shí)要選擇收郵件的是POP3還是IMAP協(xié)議，然后要設(shè)置安全類型、端口等。設(shè)置完成后轉(zhuǎn)到在本地顯示用戶名和收件人收郵件時(shí)顯示的用戶名然后就可以登錄到自己郵箱，界面中有收發(fā)件箱、已發(fā)送、草稿箱和垃圾箱等。發(fā)送郵件時(shí)在發(fā)送界面填寫收件人地址、主題和內(nèi)容，也可添加附件及其它功能。收件界面當(dāng)打開(kāi)時(shí)會(huì)顯示所有發(fā)件人、主題，可以進(jìn)一步查看內(nèi)容或刪除某個(gè)郵件。郵件抄送、地址判斷、添加附件、保存草稿及郵件發(fā)送等可通過(guò)調(diào)用JAVAMAIL API定義中的類和方法來(lái)實(shí)現(xiàn)；郵件的解析與接收也是通過(guò)JAVAMAIL API中定義的相應(yīng)類和方法來(lái)執(zhí)行。4.3基于 CAR的手機(jī)

10、郵件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) CAR兼容微軟的COM構(gòu)件技術(shù)，但刪除了COM中禁止用戶定義非自描述接口；完善了構(gòu)件及接口的自描述功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)其擴(kuò)展能力。CAR能動(dòng)態(tài)加載構(gòu)件并支持二進(jìn)制復(fù)用，兼容性更好。CAR用C或C+編寫的構(gòu)件直接以二進(jìn)制代碼運(yùn)行相比JAVA、NETFRAME速度更快。 基于CAR郵件系統(tǒng)分為UI用戶交互界面、協(xié)議部分、數(shù)據(jù)庫(kù)部分和控制單元。UI將用戶的操作轉(zhuǎn)換成向下的請(qǐng)求，同時(shí)將底層的信息以友好方式顯示給用戶?？刂茊卧獙?duì)底層的信息調(diào)用函數(shù)進(jìn)行封裝或解析后傳給下一級(jí)，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)庫(kù)部分主要是對(duì)郵件系統(tǒng)提供存儲(chǔ)支持。協(xié)議部分就是將用戶郵件以標(biāo)準(zhǔn)方式和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。包括

11、解析、封裝、編碼和解碼。 通過(guò)支持POP3協(xié)議的接收類對(duì)接收到的郵件分離郵件頭和體并對(duì)編碼內(nèi)容解碼，抽取郵件頭并根據(jù)其屬性劃分郵件。通過(guò)一個(gè)支持SMTP協(xié)議的發(fā)送類添加郵件頭并進(jìn)行封裝打包，發(fā)送郵件。信息和附件類主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)MIME協(xié)議，以管理和操作郵件頭、郵件體和附件。數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)部分通過(guò)內(nèi)嵌在程序中的開(kāi)放源代碼數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)庫(kù)來(lái)完成對(duì)數(shù)據(jù)的保存、查詢、修改和刪除等。關(guān)鍵字和數(shù)據(jù)是基礎(chǔ)單元。控制單元對(duì)協(xié)議層所提供的方法進(jìn)行了封裝，提供了一個(gè)控制類對(duì)4個(gè)相關(guān)操作類有機(jī)整合在一起，不僅提供了4個(gè)操作類的方法還實(shí)現(xiàn)了4個(gè)類間的交流，并提供了接口方法。用戶交互界面也是基于消息驅(qū)動(dòng)的，最終以CAR構(gòu)件的

12、方式提供給上層。5 基于J2ME的智能手機(jī)郵件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)常用的移動(dòng)郵件服務(wù)是通過(guò)WAP協(xié)議和郵件服務(wù)交互來(lái)實(shí)現(xiàn)的。但通過(guò)WAP不能訪問(wèn)主流的HTML，郵件也不能顯示復(fù)雜的圖形格式等。為推動(dòng)無(wú)線業(yè)務(wù)的發(fā)展，J2ME作為用于嵌入式系統(tǒng)的JAVA被引入。它允許用戶從互聯(lián)網(wǎng)上下載各種APP并在智能手機(jī)上執(zhí)行這些程序。這種模式又一次為軟件開(kāi)發(fā)商創(chuàng)造巨大商機(jī)，不僅使用戶得多種多樣的應(yīng)用服務(wù)還大大提高了移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商的業(yè)務(wù)量。J2ME與J2SE一起為移動(dòng)終端和服務(wù)器端無(wú)線應(yīng)用的開(kāi)發(fā)提供了一套完整的平臺(tái)。J2ME兼容性好，可以實(shí)現(xiàn)與多種主流嵌入式智能手機(jī)操作系統(tǒng)（如谷歌的Android 、蘋果公司的io

13、s 及微軟公司的windows phone等）集成。J2ME提供了HTTP、TCP等高級(jí)的Internet協(xié)議，可以自由訪問(wèn)主流HTML網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)有線網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的整合。此外J2ME還提供JAVAMAIL等多種因特網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)支持，便于APP在不同平臺(tái)的移植。 5.1 J2ME郵件系統(tǒng)設(shè)計(jì)郵件系統(tǒng)共有4個(gè)模塊，具UI交互界面的手機(jī)客戶端、接入服務(wù)器、收發(fā)代理服務(wù)器和控制管理單元。J2ME采用HTTP技術(shù)，通過(guò)第三代無(wú)線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)利用WEBMAIL郵件的SMTP/IMAP/POP3服務(wù)器為存儲(chǔ)存郵件和管理郵件的后臺(tái)，通過(guò)UI交互界面發(fā)送郵件操作請(qǐng)求，利用中間層服務(wù)器連接后臺(tái)，執(zhí)行邏輯處理，最終

14、實(shí)現(xiàn)郵件的所操作。利用J2ME提供的API向遠(yuǎn)端發(fā)出HTTP請(qǐng)求并接受響應(yīng)。中間層接收UI請(qǐng)求調(diào)用JAVAMAIL API函數(shù)將請(qǐng)求轉(zhuǎn)換成向遠(yuǎn)端服務(wù)器的請(qǐng)求，并將服務(wù)器響應(yīng)傳給客戶端。 當(dāng)移動(dòng)郵件代理或移動(dòng)郵件服務(wù)器檢測(cè)到有新郵件時(shí)通知并調(diào)用短信中心將郵件的相關(guān)信息推送到客戶端；然后再根據(jù)信息內(nèi)容通過(guò)移動(dòng)郵件服務(wù)器接收所需要的郵件。5.2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)用戶首先要注冊(cè)，注冊(cè)完成后可登陸選擇郵箱收發(fā)郵件或進(jìn)行設(shè)置。如選擇收郵件則進(jìn)入郵件列表按時(shí)間順序列出郵件，每封顯示發(fā)件人和標(biāo)題，可以進(jìn)一步閱讀內(nèi)容也可以刪除某一封郵件。如選擇發(fā)郵件則進(jìn)入發(fā)郵件界面，填寫好發(fā)件地址標(biāo)題和內(nèi)容后點(diǎn)擊發(fā)送即可，用戶選擇回復(fù)

15、和轉(zhuǎn)發(fā)，回復(fù)界面發(fā)件地址是默認(rèn)的而轉(zhuǎn)發(fā)界面發(fā)送內(nèi)容是默認(rèn)的。PUSH使用POP3/IMAP4等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議來(lái)輪詢所有注冊(cè)用戶的綁定賬號(hào)，檢查是否有新郵件到達(dá)。對(duì)于使用其它的企業(yè)郵件系統(tǒng)如EXCHANGE SERVER、DOMINO SERVER郵件系統(tǒng)使用MAPI、WEBDAV或LAPI來(lái)檢測(cè)有無(wú)新郵件。當(dāng)郵件服務(wù)器每接收到一份郵件，動(dòng)態(tài)產(chǎn)生系統(tǒng)密鑰鑰Z，利用Z將接收到的郵件進(jìn)行加密。同時(shí)Z用公鑰E進(jìn)行加密得到常量Z，并將其保存。用戶需要進(jìn)行郵箱操作，首先要進(jìn)行身份認(rèn)證?；脩糨斎朊魑腒是密碼，則將其二次單向加密，所得最終密鑰與系統(tǒng)保存的K對(duì)比。由于處理用戶明文所用的私鑰、系統(tǒng)密鑰都是中間密鑰，不

16、存儲(chǔ)，即使別人獲得也不能對(duì)郵件解密。5.3客戶端MIDP與中間層基于HTTP協(xié)議的制定與實(shí)現(xiàn)所有支持MIDP 的手機(jī)都要求支持HTTP, 這主要是因?yàn)镠TTP 既可以通過(guò)IP 協(xié)議, 也可以通過(guò)使用WAP協(xié)議來(lái)訪問(wèn)有線和無(wú)錢網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線郵件系統(tǒng)中, 作為客戶端的手機(jī)需要與作為應(yīng)用服務(wù)器端的PCA 進(jìn)行通訊, 而J2ME 框架中支持了HTTP 協(xié)議,郵件系統(tǒng)客戶端提供一個(gè)操作界面并實(shí)現(xiàn)郵件的編輯、收發(fā)等。系統(tǒng)采用RMS將原始數(shù)據(jù)持續(xù)存儲(chǔ)并將內(nèi)容通過(guò)HTTP發(fā)送給中間層。接收郵件單元將用戶賬號(hào)、密碼、收件服務(wù)器及端口號(hào)發(fā)給中間層，完成郵件從服務(wù)器到客戶端的接收。讀取模塊使 用RMS技術(shù)將存儲(chǔ)的郵件讀出。6結(jié)論基于構(gòu)件技術(shù)和J2ME平臺(tái)的智能手機(jī)郵件系統(tǒng)將有線網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫鏈合起來(lái)形成一個(gè)有機(jī)整體，能隨時(shí)隨地享受高性能郵件服務(wù)。主要工作都是在服務(wù)器端進(jìn)行，所以郵件系統(tǒng)有跨平臺(tái)移植性。郵件系統(tǒng)代碼體積小，采用構(gòu)件方式易于維護(hù)升級(jí)和擴(kuò)展?；贘2ME平臺(tái)的郵件系統(tǒng)必將得到大規(guī)模應(yīng)用。但還存在一些問(wèn)題需要進(jìn)一步解