基于安卓平台的流式计算模式调度方法技术

本发明专利技术公开了一种基于安卓平台的流式计算模式调度方法，目的是解决移动终端设备计算能力与存储能力有限、应用可扩充性较低的问题。技术方案是在基于安卓操作系统的移动终端设备上构建核心调度例程、App管理例程，在云服务器中构建云端管理服务子系统，构成基于安卓平台的流式计算模式调度系统，使移动终端设备能够根据应用的安全属性、用户行为习惯、网络状态与传输质量、当前的移动终端设备处理能力、定时任务对应用进行动态加载或卸载；同时在移动终端设备层面实现应用视图一致。采用本发明专利技术可以支持任何App的即走即用的流式计算模式，有效提升移动智能终端设备性能，保证设备运行的流畅性，提高移动终端设备部署的灵活性和移动性。

【技术实现步骤摘要】
基于安卓平台的流式计算模式调度方法
本专利技术涉及普适计算、移动计算领域中，为增强资源受限设备的处理能力，提高移动智能终端运行性能的方法。
技术介绍
随着互联网技术的飞速发展，各类移动设备、物联网设备，如各类pad、智能手机、各类可穿戴设备、机器人、无人机、传感器与物联网设备已成为接入互联网增长最快的前端设备，移动设备的接入数量已经超过普通台式桌面计算机。为简便起见，本文将各类移动设备、物联网设备统称为移动终端设备。普适计算，移动云计算是未来计算的主要形态。然而，各种移动设备、物联网设备与传统桌面终端不同之处一是它们采用电池供电，能源有限，二是计算能力与存储能力因空间限制，可扩充性较低，计算与存储受限。因此，在移动设备使用过程中，尤其是智能手机、智能手表这类支持多种应用的移动前端设备存在使用一段时间会出现因设备资源有限等诸多因素导致的待机时间缩短、操作响应变慢、用户数据丢失、功能扩展受限这样的性能问题。目前对该问题的主要解决方法有如下几类：一、在移动终端设备上安装系统监控软件，通过对移动终端设备的扫描，提醒用户及时清除系统垃圾和卸载不常使用的软件。该方法是目前市场上的主流方法，但是仍然不能解决用户数据丢失、操作响应变慢、功能扩展受限的问题。二、游牧服务方法。游牧服务方法主要解决的是当移动设备移动后或者移动设备没电后到充电后，云端服务如何能够无缝地继续提供服务的问题。该方法比较有代表性的是卡内基梅隆大学提出的Cloudlet系统，但是该系统并没有完全解决移动终端设备待机时间缩短、操作响应变慢、功能扩展受限的问题。三、计算卸载方法。计算卸载方法主要是通过监控移动终端设备的程序运行情况，当发现移动终端设备的计算能力和相关资源不能满足程序运行的需求时，将程序卸载到云端完成计算任务。例如，将智能手机上运行的App卸载到云端完成计算任务，智能手机只是显示计算的结果。该方法主要基于云计算的虚拟机技术，比较有代表性的方法与系统是ThinkAir，MAUI，CloneCloud等。这些研究主要是将一个移动设备上程序中计算任务较重的函数、类、对象、方法、或者线程卸载到云端进行执行，以优化移动设备的性能。这类方法虽然理论上可以解决目前移动终端设备的性能问题，但是市场上还未能采用。其主要缺点是程序内部函数、类、对象、方法、线程的移动涉及移动代码执行，控制非常复杂，且对网络环境的带宽、稳定性要求很高，需要在移动设备上，在代码移动前和执行移动代码的过程中仔细评估与检测计算卸载的代价。控制评估的复杂性会显著增加移动设备固有的开销，同时，移动代码会带来严重的安全隐患。为防范这些安全隐患增加的控制开销以及固有的控制开销将导致这类基于移动代码的计算卸载方法不具备可实施性。四、微信小程序，安卓小程序方法。这类方法采用“用完即走”的透明计算等流式计算思想，来解决移动终端设备上应用软件的操作响应变慢、功能扩展受限的问题。但由于微信小程序、安卓小程序在技术原理与技术框架上是一种HTML5和App编程混合自定义框架模式，对程序的大小有严格的限制，只能代替一些功能简单的App，而对于功能略微复杂的App，小程序难以实现。通过查询国内外已发表的专利和公开的文献，没有公开的文献与专利涉及针对安卓平台的移动终端设备，通过与后台云服务结合的调度方法支持App在移动终端设备上高效运行的方法，并且对运行的App没有限制，既能支持小程序这类App，也支持通用的安卓App，从而保证移动终端设备运行性能始终高效，用户体验度好。
技术实现思路
本专利技术针对目前移动终端设备计算能力与存储能力有限、应用可扩充性较低的问题，提供一种基于定制安卓平台的流式计算模式调度方法，以提高移动终端设备运行流畅性、灵活性和移动性，并且对运行的App没有限制，既能支持小程序这类App，也支持通用的安卓App，从而保证移动终端设备运行性能始终高效，用户体验度好。本专利技术的技术方案是：在基于安卓操作系统的移动终端设备上构建核心调度例程、App管理例程，在配套的云服务器中构建云端管理服务子系统，构建成基于安卓平台的流式计算模式调度系统。从而使移动终端设备能够根据应用的安全属性、用户行为习惯、网络状态与传输质量、当前的移动终端设备处理能力、定时任务对应用进行动态加载或卸载，提高移动终端设备运行的流畅性；同时在移动终端设备层面实现应用视图一致，提高移动终端设备部署中的灵活性和移动性。本专利技术具体包含如下步骤：第一步，构建基于安卓平台的流式计算模式调度系统。该系统由两层构成：一是运行于云服务器中的云端管理服务子系统；二是运行于移动终端设备上的核心调度例程、App管理例程。云服务器中部署着全网唯一的云端管理服务子系统，以并行方式为所有连接它的移动终端设备提供App应用下载、调度策略存取、用户配置存取、用户App状态存取服务，其上面还安装有数据中心数据库。云端管理服务子系统通过查询数据中心数据库获得移动终端设备存取操作时所需存取的信息。数据中心数据库包含四个数据表，对应云端管理服务子系统的四种服务，分别是：App应用数据表，App应用数据表的每个表项为<App分类标识，App标识，App安装包>；调度策略数据表，调度策略数据表的每个表项为<用户类型标识，调度策略信息>；用户配置数据表，用户配置数据表的每个表项为<用户标识，用户配置信息>；用户App状态数据表，用户App状态数据表的每个表项为<用户标识，App标识，用户App状态信息>。其中：App分类标识表明App所属的分类类别，如社交聊天、影音播放、图片编辑等；App标识是表明App是何种应用的唯一标识；App安装包中存放App的安装包文件；用户类型标识指明用户所属类别，如教师、学生、经理、员工，每个类型的用户具有相同的调度策略；用户标识是表明移动终端设备使用者的唯一标识。调度策略信息包含App的显示策略、定时任务策略、运行模式策略、状态保存策略。其中显示策略是一个具有N1条记录的列表，每条记录的内容为<App标识、显示方式>，显示方式指明App标识对应的App显示顺序位置是“固定不变”、“动态调整”或“优先显示”，N1等于受该策略控制的App数量；定时任务策略是一个具有M条记录的列表，每条记录的内容为<App标识、运行时间>，App标识对应的App将在运行时间所指定的时间自动运行，M等于受该策略控制的App数量；运行模式策略是一个具有K条记录的列表，每条记录的内容为<App标识、运行模式>，运行模式指明App标识对应的App是用完即走的“流式执行”、驻留系统“禁止卸载”或由核心调度例程决定的“动态卸载”，K等于受该策略控制的App数量；状态保存策略是一个具有L条记录的列表，每条记录的内容为<App标识、是否保存>，是否保存指明App标识对应的App的状态信息是否需要在卸载前上传到云端管理服务子系统，及是否需要在安装后下载并恢复到当前用户使用的移动智能终端，L等于受该策略控制的App数量。用户配置信息是一个具有N2条记录的列表，每条记录的内容为：<App标识、应用的使用频度、应用显示顺序>，应用使用频度记录自App标识对应的App安装以来用户使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于安卓平台的流式计算模式调度方法，其特征在于包含如下步骤：第一步，构建基于安卓平台的流式计算模式调度系统，该系统由两层构成：一是运行于云服务器中的云端管理服务子系统；二是运行于移动终端设备上的核心调度例程、App管理例程；云端管理服务子系统以并行方式为所有连接它的移动终端设备提供App应用下载、调度策略存取、用户配置存取、用户App状态存取服务，其上面还安装有数据中心数据库，云端管理服务子系统通过查询数据中心数据库获得移动终端设备存取操作时所需存取的信息；数据中心数据库包含四个数据表，对应云端管理服务子系统的四种服务，分别是：App应用数据表，App应用数据表的每个表项为<App分类标识，App标识，App安装包>；调度策略数据表，调度策略数据表的每个表项为<用户类型标识，调度策略信息>；用户配置数据表，用户配置数据表的每个表项为<用户标识，用户配置信息>；用户App状态数据表，用户App状态数据表的每个表项为<用户标识，App标识，用户App状态信息>；其中：App分类标识表明App所属的分类类别；App标识是表明App是何种应用的唯一标识；App安装包中存放App的安装包文件；用户类型标识指明用户所属类别，每个类型的用户具有相同的调度策略；用户标识是表明移动终端设备使用者的唯一标识；调度策略信息包含App的显示策略、定时任务策略、运行模式策略、状态保存策略。其中显示策略是一个具有N1条记录的列表，每条记录的内容为<App标识、显示方式>，显示方式指明App标识对应的App显示顺序位置是“固定不变”、“动态调整”或“优先显示”，N1等于受该策略控制的App数量；定时任务策略是一个具有M条记录的列表，每条记录的内容为<App标识、运行时间>，App标识对应的App将在运行时间所指定的时间自动运行，M等于受该策略控制的App数量；运行模式策略是一个具有K条记录的列表，每条记录的内容为<App标识、运行模式>，运行模式指明App标识对应的App是用完即走的“流式执行”、驻留系统“禁止卸载”或由核心调度例程决定的“动态卸载”，K等于受该策略控制的App数量；状态保存策略是一个具有L条记录的列表，每条记录的内容为<App标识、是否保存>，是否保存指明App标识对应的App的状态信息是否需要在卸载前上传到云端管理服务子系统，及是否需要在安装后下载并恢复到当前用户使用的移动智能终端；L等于受状态保存策略控制的App数量；用户配置信息是一个具有N2条记录的列表，每条记录的内容为：<App标识、应用的使用频度、应用显示顺序>，应用使用频度记录自App标识对应的App安装以来用户使用该App的每天平均次数，应用显示顺序指明该App在显示列表中所显示的顺序和位置，N2等于该用户使用的移动终端设备上已安装的应用数量；用户App状态信息是一个文件，存储着用户标识对应的用户使用App标识对应的App时，该App的状态和配置相关内容；每个移动终端设备上都运行着核心调度例程和App管理例程，其中：核心调度例程为移动终端设备提供调度策略处理、App静默安装或卸载、对App应用进行动态调整的功能，执行流式计算具体调度任务；App管理例程为移动终端设备提供用户配置处理、App整合显示、App安装和卸载前的预处理即下载apk安装文件、下载用户App状态信息、上传用户App状态信息的功能；云端管理服务子系统与核心调度例程、App管理例程间使用HTTP(S)协议进行通讯，核心调度例程和App管理例程之间使用安卓内部广播机制进行通讯，以消息驱动方式，异步实现内部功能；云端管理服务子系统由全局应用管理模块、调度策略管理模块、用户配置管理模块、用户App状态管理模块组成；核心调度例程由终端策略处理模块、App静默操作模块、应用动态调度模块组成；App管理例程由终端配置处理模块、应用预处理模块、App整合展示模块组成；全局应用管理模块与应用预处理模块、App整合展示模块、数据中心数据库相连；全局应用管理模块接收应用预处理模块发送的参数为App标识的下载应用安装包的请求，从App应用数据表中查找得到App标识对应的App安装包URL，并将App安装包URL对应的App安装包发送回应用预处理模块；全局应用管理模块还接收App整合展示模块发送的参数为App分类标识的下载App列表的请求，从App应用数据表中查找得到属于该App分类标识的所有App，从而形成一个App列表，并将此App列表传递回App整合展示模块，App列表包含App应用数据表中App标识、App分类标识两项信息；调度策略管理模块与终端策略处理模块、数据中心数据库相连。调度策略管理模块接收终端策略处理模块...

【技术特征摘要】
1.一种基于安卓平台的流式计算模式调度方法，其特征在于包含如下步骤：第一步，构建基于安卓平台的流式计算模式调度系统，该系统由两层构成：一是运行于云服务器中的云端管理服务子系统；二是运行于移动终端设备上的核心调度例程、App管理例程；云端管理服务子系统以并行方式为所有连接它的移动终端设备提供App应用下载、调度策略存取、用户配置存取、用户App状态存取服务，其上面还安装有数据中心数据库，云端管理服务子系统通过查询数据中心数据库获得移动终端设备存取操作时所需存取的信息；数据中心数据库包含四个数据表，对应云端管理服务子系统的四种服务，分别是：App应用数据表，App应用数据表的每个表项为<App分类标识，App标识，App安装包>；调度策略数据表，调度策略数据表的每个表项为<用户类型标识，调度策略信息>；用户配置数据表，用户配置数据表的每个表项为<用户标识，用户配置信息>；用户App状态数据表，用户App状态数据表的每个表项为<用户标识，App标识，用户App状态信息>；其中：App分类标识表明App所属的分类类别；App标识是表明App是何种应用的唯一标识；App安装包中存放App的安装包文件；用户类型标识指明用户所属类别，每个类型的用户具有相同的调度策略；用户标识是表明移动终端设备使用者的唯一标识；调度策略信息包含App的显示策略、定时任务策略、运行模式策略、状态保存策略。其中显示策略是一个具有N1条记录的列表，每条记录的内容为<App标识、显示方式>，显示方式指明App标识对应的App显示顺序位置是“固定不变”、“动态调整”或“优先显示”，N1等于受该策略控制的App数量；定时任务策略是一个具有M条记录的列表，每条记录的内容为<App标识、运行时间>，App标识对应的App将在运行时间所指定的时间自动运行，M等于受该策略控制的App数量；运行模式策略是一个具有K条记录的列表，每条记录的内容为<App标识、运行模式>，运行模式指明App标识对应的App是用完即走的“流式执行”、驻留系统“禁止卸载”或由核心调度例程决定的“动态卸载”，K等于受该策略控制的App数量；状态保存策略是一个具有L条记录的列表，每条记录的内容为<App标识、是否保存>，是否保存指明App标识对应的App的状态信息是否需要在卸载前上传到云端管理服务子系统，及是否需要在安装后下载并恢复到当前用户使用的移动智能终端；L等于受状态保存策略控制的App数量；用户配置信息是一个具有N2条记录的列表，每条记录的内容为：<App标识、应用的使用频度、应用显示顺序>，应用使用频度记录自App标识对应的App安装以来用户使用该App的每天平均次数，应用显示顺序指明该App在显示列表中所显示的顺序和位置，N2等于该用户使用的移动终端设备上已安装的应用数量；用户App状态信息是一个文件，存储着用户标识对应的用户使用App标识对应的App时，该App的状态和配置相关内容；每个移动终端设备上都运行着核心调度例程和App管理例程，其中：核心调度例程为移动终端设备提供调度策略处理、App静默安装或卸载、对App应用进行动态调整的功能，执行流式计算具体调度任务；App管理例程为移动终端设备提供用户配置处理、App整合显示、App安装和卸载前的预处理即下载apk安装文件、下载用户App状态信息、上传用户App状态信息的功能；云端管理服务子系统与核心调度例程、App管理例程间使用HTTP(S)协议进行通讯，核心调度例程和App管理例程之间使用安卓内部广播机制进行通讯，以消息驱动方式，异步实现内部功能；云端管理服务子系统由全局应用管理模块、调度策略管理模块、用户配置管理模块、用户App状态管理模块组成；核心调度例程由终端策略处理模块、App静默操作模块、应用动态调度模块组成；App管理例程由终端配置处理模块、应用预处理模块、App整合展示模块组成；全局应用管理模块与应用预处理模块、App整合展示模块、数据中心数据库相连；全局应用管理模块接收应用预处理模块发送的参数为App标识的下载应用安装包的请求，从App应用数据表中查找得到App标识对应的App安装包URL，并将App安装包URL对应的App安装包发送回应用预处理模块；全局应用管理模块还接收App整合展示模块发送的参数为App分类标识的下载App列表的请求，从App应用数据表中查找得到属于该App分类标识的所有App，从而形成一个App列表，并将此App列表传递回App整合展示模块，App列表包含App应用数据表中App标识、App分类标识两项信息；调度策略管理模块与终端策略处理模块、数据中心数据库相连。调度策略管理模块接收终端策略处理模块发送的参数为用户类型标识的下载调度策略的请求，从调度策略数据表中查找得到用户类型标识对应的调度策略信息，并将此调度策略信息传递回终端策略处理模块；用户配置管理模块与终端配置处理模块、数据中心数据库相连；用户配置管理模块接收终端配置处理模块发送的参数为用户标识的下载用户配置信息的请求，从用户配置数据表中查找用户标识对应的用户配置信息，传递该用户配置信息给终端配置处理模块；用户配置管理模块也接收终端配置处理模块发送的参数为用户标识、用户配置信息的上传用户配置信息的请求，并将用户配置信息保存到用户配置数据表中用户标识对应的表项中；用户App状态管理模块与应用预处理模块、数据中心数据库相连；用户App状态管理模块接收应用预处理模块发送的参数为用户标识、App标识的下载用户App状态信息的请求，从用户App状态数据表中查找得到用户标识、App标识对应的用户App状态信息，并将此用户App状态信息传递回应用预处理模块；用户App状态管理模块也接收应用预处理模块发送的参数为用户标识、App标识、用户App状态信息的上传用户App状态信息的请求，并将用户App状态信息保存到用户App状态数据表中用户标识且App标识对应的表项中；终端策略处理模块与调度策略管理模块、应用动态调度模块、终端配置处理模块相连；终端策略处理模块定期或接收终端配置处理模块发送的下载调度策略请求后，向调度策略管理模块发送参数为用户类型标识的下载调度策略的请求，接收调度策略管理模块返回的调度策略信息，将调度策略信息进行解析，得到App的显示策略、定时任务策略、运行模式策略、状态保存策略，并将这些策略保存在终端策略处理模块所属移动终端设备；终端策略处理模块也接收终端配置处理模块发送的参数为App标识的查询App状态保存策略的请求，终端策略处理模块从调度策略信息的状态保存策略中查找得到App标识对应应用的状态保存策略，并将该状态保存策略返回给终端配置处理模块；App静默操作模块与应用动态调度模块、终端配置处理模块相连，用于在不干扰用户使用的情况下，在后台完成应用安装、卸载任务；该模块接收应用动态调度模块或终端配置处理模块发送的参数为本地安装包路径的App静默安装请求，通过本地安装包路径获得待安装的安装包文件，完成静默安装任务；该模块也接收应用动态调度模块发送的参数为待卸载App标识的App静默卸载请求，根据获得的待卸载App标识，完成静默卸载任务；应用动态调度模块与终端策略处理模块、App静默操作模块、应用预处理模块、App整合展示模块相连；在移动终端设备运行过程中，该模块定期结合移动终端设备的性能、安全要求，根据终端策略处理模块保存在当前移动终端设备上的App的显示策略、定时任务策略、运行模式策略、状态保存策略，完成应用动态调度任务。应用动态调度模块向App静默操作模块发送参数为本地安装包路径的App静默安装请求，触发App静默操作模块完成安装任务；应用动态调度模块向App静默操作模块发送参数为待卸载App标识的App静默卸载请求，触发App静默操作模块完成卸载任务；应用动态调度模块向应用预处理模块发送参数为App标识的获取应用安装包请求，得到应用预处理模块返回的应用安装包；应用动态调度模块向应用预处理模块发送参数为App标识的保存用户App状态信息请求，触发应用预处理模块保存使用当前移动终端设备的用户的App标识对应应用的用户App状态信息；应用动态调度模块向应用预处理模块发送参数为App标识的恢复用户App状态信息的请求，触发应用预处理模块恢复使用当前移动终端设备的用户的App标识对应应用的用户App状态信息；应用动态调度模块向App整合展示模块发送应用显示列表更新请求，触发App整合展示模块更新当前移动终端设备应用显示列表；应用动态调度模块还向App整合展示模块发送参数为App标识的App列表顺序调整的请求，触发App整合展示模块调整当前移动终端设备应用显示列表中App标识对应应用的显示顺序；终端配置处理模块与用户配置管理模块、终端策略处理模块、App静默操作模块、应用预处理模块、App整合展示模块相连；终端配置处理模块定期向用户配置管理模块发送参数为用户标识、用户配置信息的上传用户配置信息请求，将用户配置信息上传到云服务器中；在用户绑定移动终端设备时，终端配置处理模块向终端策略处理模块发送下载调度策略请求、向App整合展示模块发送更新全局App列表请求、向用户配置管理模块发送参数为用户标识的下载用户配置信息请求，从用户配置管理模块收到返回的用户配置信息并进行解析，得到用户在使用其它移动终端设备时已安装的App列表，而后对该App列表每一项记录所对应的应用进行安装；终端配置处理模块向终端策略处理模块发送参数为App标识的查询App状态保存策略的请求，得到终端策略处理模块返回的App状态保存策略，若App状态保存策略为需要恢复用户App状态信息，则向应用预处理模块发送恢复用户App状态信息的请求；终端配置处理模块向应用预处理模块发送参数为App标识的获取应用安装包的请求，得到应用预处理模块返回的安装包路径，并以此安装包路径为参数，向App静默操作模块发送App静默安装请求；终端配置处理模块向App整合展示模块发送应用显示列表更新请求，触发App整合展示模块执行应用显示列表更新动作；应用预处理模块与全局应用管理模块、用户App状态管理模块、应用动态调度模块、终端配置处理模块相连；应用预处理模块接收应用动态调度模块、终端配置处理模块发送的参数为App标识的获取应用安装包的请求，以获取应用安装包的请求中的App标识为参数向全局应用管理模块发送参数为App标识的下载应用安装包请求，而后把从全局应用管理模块返回的应用安装包保存为本地应用安装包，并将该应用安装包返回给应用动态调度模块、终端配置处理模块；应用预处理模块接收应用动态调度模块、终端配置处理模块发送的参数为App标识的恢复用户App状态信息的请求，并以恢复用户App状态信息的请求中的App标识和使用当前移动终端设备的用户的用户标识为参数向用户App状态管理模块发送下载参数为用户标识、App标识的用户App状态信息请求，收到用户App状态管理模块返回的用户App状态信息后，将用户App状态信息恢复到当前移动终端设备；应用预处理模块还接收应用动态调度模块、终端配置处理模块发送的保存参数为App标识的用户App状态信息的请求，从所属移动终端设备得到指定App标识的App状态信息，向用户App状态管理模块发送参数为用户标识、App标识、用户App状态信息的上传用户App状态信息请求；App整合展示模块与全局应用管理模块、应用动态调度模块、终端配置处理模块相连；App整合展示模块用于将移动终端设备已安装的App应用和从全局应用管理模块得到的可用App列表整合在移动终端设备同一界面中显示，为用户提供统一和一致的应用视图和应用运行入口；App整合展示模块定期或接收终端配置处理模块发送的更新全局App列表的请求后，向全局应用管理模块发送参数为App分类标识的下载App列表的请求，从全局应用管理模块得到可用App列表，将此App列表保存在所属移动终端设备中，并把此App列表与所属移动终端设备已安装的App列表进行合并，在所属移动终端设备的应用显示列表中显示出来，给用户提供运行应用的界面；App整合展示模块也接收应用动态调度模块、终端配置处理模块发送的应用显示列表更新请求，将所属移动终端设备已安装的App列表，和从全局应用管理模块得到的保存在当前移动终端设备中的App列表进行合并，在所属移动终端设备的应用显示列表中显示出来；App整合展示模块还接收应用动态调度模块发送的参数为App标识的App列表顺序调整的请求，将所属移动终端设备应用显示列表中App标识相应的应用，调整到所属移动终端设备应用显示列表的前端显示；第二步，云端管理服务子系统启动，初始化数据中心数据库；系统管理员通过全局应用管理模块在App应用数据表中添加App应用信息、在调度策略数据表中添加不同类型用户的调度策略信息、在用户配置数据表中添加...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘亚萍，李少勇，张尧学，张硕，廖海宁，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43