Somasegar S., Guthrie Scott. Руководство Microsoft по проектированию архитектуры приложений
Подождите немного. Документ загружается.
Более подробно проектирование слоя доступа к данным рассматривается в главе 8,
«Рекомендации по проектированию слоя доступа к данным».
Особенности устройств
Дизайн и разработка для мобильных устройств уникальна из-за ограничений и разнообразия
их аппаратного обеспечения. Мобильное приложение может использоваться на многих
устройствах с очень разными параметрами аппаратных средств. При проектировании
мобильного приложения необходимо помнить о разнородной среде устройства. Сюда
относятся такие факторы, как размеры и ориентация экрана, ограничения объема памяти и
хранилища, пропускная способность сети и возможность подключения. Как правило, выбор
мобильной операционной системы зависит от типа целевого устройства. При выборе
устройства руководствуйтесь следующими рекомендациями:
Оптимизируйте приложение для устройства, учитывая такие факторы, как размер и
ориентация экрана, пропускная способность сети, объем памяти, производительность
процессора и другие характеристики аппаратных средств.
Учитывайте специфические возможности устройства, которые можно использовать для
улучшения функциональности приложения, такие как акселерометры, графические
процессоры, GPS, осязаемый отклик (прикосновение, усилие и вибрация), компас,
камера и устройства чтения отпечатков пальцев.
При разработке приложения, которое будет использоваться на нескольких
устройствах, прежде всего, реализуйте функциональность, общую для всех устройств, а
затем уже переходите к настройке кода для выявления и использования характерных
для конкретного устройства возможностей в случае их доступности.
Учитывайте ограниченные ресурсы запоминающих устройств и оптимизируйте
приложение для использования минимального объема памяти. При нехватке памяти
система может высвобождать кэшированный код на промежуточном языке
(intermediate language, IL) для сокращения занимаемого ею объема памяти,
возвращаться в режим интерпретации и, таким образом, уменьшать общие темпы
выполнения.
Создавайте модульный код, чтобы упростить извлечение модулей кода из
исполняемых файлов. Это решит проблему по сокращению размера исполняемых
файлов в условиях ограниченного объема памяти устройства.
Применение обычных практик программирования может привести к созданию
большого количества кода и потреблению большого объема памяти, поэтому
используйте упрощенные методы разработки. Например, проанализируйте
последствия применения обычных объектно-ориентированных практик, таких как
абстрактные базовые классы и инкапсуляция повторяющихся объектов. Используйте
отложенную инициализацию, при которой экземпляры объектов создаются только по
необходимости.
Управление исключениями
Проектирование эффективной стратегии управления исключениями имеет большое значение с
точки зрения безопасности и надежности приложения. Правильная обработка исключений в
мобильном приложении обеспечит неразглашение конфиденциальных данных исключения
пользователю, повысит надежность приложения и не допустит, чтобы приложение оставалось
в несогласованном состоянии после возникновения ошибки. При проектировании стратегии
управления исключениями руководствуйтесь следующими рекомендациями:
Проектируйте приложение так, чтобы оно после возникновения ошибки возвращалось
в известное стабильное состояние без раскрытия конфиденциальных данных
конечному пользователю.
Перехватывайте исключения, только если можете обработать их, и не используйте
исключения для управления логикой выполнения. Спроектируйте глобальный
обработчик ошибок для перехвата необрабатываемых исключений.
Выработайте соответствующую стратегию протоколирования и уведомления, которая
будет обеспечивать сохранение достаточного количества сведений об исключениях, но
не забывайте при этом об ограничениях объема памяти и хранилища мобильных
устройств. Обеспечьте отображение понятных пользователям сообщений об
исключениях, не раскрывающих конфиденциальных данных о критических ошибках и
исключениях.
Более подробно проектирование стратегии управления исключениями рассматривается в
главе 17, «Сквозная функциональность».
Протоколирование
Мобильные устройства обладают ограниченными ресурсами памяти, поэтому
протоколирование и инструментирование должны быть ограничены лишь самыми важными
случаями, такими как, например, попытки вторжения в устройство. Если устройство является
частью большей инфраструктуры, отслеживайте большинство действий устройства на уровне
инфраструктуры. Как правило, аудит считается наиболее достоверным, если данные
формируются в момент доступа к ресурсу той же процедурой, которая выполняет доступ.
Учтите тот факт, что некоторые журналы могут формироваться на устройстве и должны
синхронизироваться с сервером в периоды установления соединения с сетью. При
проектировании стратегии протоколирования руководствуйтесь следующими
рекомендациями:
В Windows Mobile нет механизма журнала регистрации событий (Event Log).
Используйте механизмы протоколирования сторонних производителей, которые
поддерживают .NET Compact Framework, такие как OpenNetCF, NLog или log4Net (более
подробную информацию о них можно найти в источниках, указанных в разделе
Дополнительные источники в конце данной главы). Также продумайте, как будет
осуществляться доступ к журналам, хранящимся на устройстве.
При широкомасштабном протоколировании на устройстве предусмотрите
сокращенный или сжатый формат для ведения журнала, чтобы снизить требования по
необходимому объему памяти и хранилища. Как альтернативный вариант рассмотрите
возможность удаленного протоколирования.
Для протоколирования и аудита событий используйте такие возможности платформы,
как контроль работоспособности на сервере и сервисы мобильного устройства на
устройстве. Рассмотрите возможности введения средств удаленного контроля
работоспособности, используя стандарт Open Mobile Alliance Device Management
1
(OMA DM).
Обеспечьте синхронизацию между журналами мобильного устройства и сервера для
поддержания возможностей аудита на сервере. При работе с инфраструктурой Active
Directory для извлечения журналов с мобильных устройств используйте System Center
Mobile Device Manager. Требования Mobile Device Manager приведены в разделе
«Вопросы выбора технологий».
Храните конфиденциальные данные в файлах журнала и аудита только в случае
крайней необходимости. Обеспечьте защиту всех конфиденциальных данных с
помощью шифрования.
Дайте определение, какие действия на устройстве являются необычными или
подозрительными, и протоколируйте данные на основании этих сценариев.
Портирование приложений
Часто разработчики пытаются портировать часть или все существующее приложение на
мобильное устройство. Определенные типы приложений портировать легче, чем остальные,
но очень маловероятно, что приложение удастся перенести прямо, без каких-либо изменений.
При проектировании стратегии портирования существующего приложения на мобильное
устройство руководствуйтесь следующими рекомендациями:
Для портирования настольного насыщенного клиентского приложения придется
полностью переписать его. Насыщенные клиенты редко подходят для использования
на небольших экранах и с ограниченными ресурсами памяти и дискового
пространства.
При портировании Веб-приложения на мобильное устройство придется переработать
UI для экрана меньшего размера. Также нельзя забывать об экономном
энергопотреблении и возможной высокой стоимости подключения мобильного
устройства к сети, поэтому следует учесть ограничения по связи и детализированности
интерфейса.
При портировании RIA-клиента проведите исследование того, какой код портируется
без изменений. Конкретные рекомендации по этому вопросу можно найти в разделе
«Вопросы выбора технологий» данной главы.
1
Стандарт Управления устройствами Открытого сообщества производителей мобильной связи
(прим. переводчика).
Изучите и используйте инструменты для портирования. Например, предлагаются
конвертеры Java-в-C++. При преобразовании кода для Smartphone в код для Pocket PC
Visual Studio позволяет менять целевую платформу и обеспечивает предупреждения в
случае применения характерной для Smartphone функциональности. Также в Visual
Studio можно связать проекты для настольного и мобильного приложений, чтобы
выяснить, какие их части являются портируемыми.
Не думайте, что сможете портировать в мобильное приложение собственные
элементы управления без изменения. Поддерживаемые API, объем памяти,
занимаемый приложением, и поведение UI отличаются в мобильном устройстве.
Проводите тестирование элементов управления как можно раньше, чтобы иметь
возможность запланировать их переработку или найти альтернативный вариант в
случае необходимости.
Управление энергопотреблением
Энергопотребление является основным ограничивающим фактором при проектировании
приложений для мобильных устройств. Во всех проектных решениях должна учитываться
потребляемая мощность устройства и то, как эти решения влияют на общее время жизни
батареи. По возможности используйте устройства, которые способны заряжаться от Universal
Serial Bus (USB) или других типов подключений для передачи данных. Изучите протоколы связи
с точки зрения их относительной потребляемой мощности. При проектировании стратегии
энергопотребления руководствуйтесь следующими рекомендациями:
Реализуйте профили энергопотребления для повышения производительности, когда
устройство подключено к внешнему источнику энергии, и его батарея не заряжется.
Предоставьте пользователю возможность отключать функции устройства, которые не
используются или не нужны. Типичными примерами такой функциональности
являются подсветка экрана, жесткие диски, функции GPS, динамики и беспроводная
связь.
Для увеличения срока жизни батареи, не обновляйте UI, когда приложение
выполняться в фоновом режиме.
Выбирайте протоколы, проектируйте интерфейсы сервисов и пакетную передачу для
беспроводного взаимодействия таким образом, чтобы передавать минимально
возможное количество байтов. При выборе методов связи учитывайте как
потребляемую мощность, так и скорость сети. Также предусмотрите возможность
отложить передачу по беспроводному соединению не имеющих первостепенное
значение данных до момента подключения устройства к внешнему источнику питания.
Если предполагается использовать аппаратный протокол связи 3G, учтите, что наряду с
намного большей скоростью передачи данных, он также на настоящий момент
потребляет намного больше мощности, чем его предшественники, такие как протокол
Edge. При использовании 3G обеспечьте пакетное взаимодействие и отключайте связь,
когда в ней нет необходимости.
Синхронизация
Продумайте, какой тип синхронизации будете поддерживать: синхронизацию по
беспроводному соединению, синхронизацию при подключении к компьютеру или оба типа.
Поскольку в синхронизации часто участвуют конфиденциальные данные, реализуйте способы
защиты данных синхронизации, особенно при синхронизации по беспроводному соединению.
При проектировании синхронизации предусмотрите корректную обработку разрывов
подключения, либо отменяя операцию, либо обеспечивая ее возобновление при
восстановлении подключения. При репликации слиянием возможна как однонаправленная,
так и двунаправленная синхронизация. Репликация слиянием является хорошим выбором для
инфраструктур, использующих последние версии SQL Server. Используйте Microsoft Sync
Framework, которая обеспечивает надежные сервисы синхронизации в разнообразнейших
сценариях. При проектировании стратегии синхронизации руководствуйтесь следующими
рекомендациями:
Если пользователи будут выполнять синхронизацию с компьютером, предусмотрите в
дизайне синхронизацию при подключении к компьютеру. Если пользователи должны
синхронизировать данные, находясь вне офиса, предусмотрите синхронизацию по
беспроводному соединению.
Обеспечьте восстановление приложения при сбросе или прерывании синхронизации.
Продумайте, как будут обрабатываться конфликты синхронизации.
Обеспечьте защиту передачи данных при синхронизации, например, с помощью
шифрования и цифровых сертификатов, и используйте безопасные каналы. Особенно
внимательно отнеситесь к выбору соответствующей стратегии аутентификации и
авторизации при использовании синхронизации по Bluetooth.
Если требуется поддерживать двунаправленную синхронизацию с SQL Server,
используйте синхронизацию через репликацию слиянием. Не забывайте, что
синхронизация слиянием обеспечит синхронизацию всех данных множества слияния,
для чего может потребоваться дополнительная полоса пропускания, и что может
негативно сказаться на производительности.
Для синхронизации с промежуточным хранением используйте WCF, а не электронную
почту или SMS (текстовые сообщения), поскольку WCF обеспечивает гарантированную
доставку и превосходно работает в сценариях без постоянного подключения.
Тестирование
Отладка мобильного приложения может быть намного более дорогостоящей, чем отладка
аналогичного приложения для компьютера. Затраты на отладку должны быть учтены при
принятии решения о том, какие устройства и сколько устройств будет поддерживать
создаваемое приложение. Также нельзя забывать, что получить отладочные данные с
устройства сложнее, и что эмуляторы устройств не всегда хорошо моделируют аппаратную
среду устройства. При проектировании стратегии отладки руководствуйтесь следующими
рекомендациями:
Оцените затраты на отладку при выборе устройств, которые будут поддерживаться
приложением. Учитывайте при этом инструментальную поддержку, стоимость
устройств (и, возможно, их замены) для начального тестирования и стоимость
программных эмуляторов устройств.
Если имеете доступ к физическому устройству, для которого разрабатываете
приложение, выполняйте отладку кода лучше на нем, а не на эмуляторе. Если
устройство недоступно, для начального тестирования и отладки используйте эмулятор.
Учитывайте, что на эмуляторе код может выполняться медленнее, чем на реальном
устройстве.
Получив физическое устройство, переходите к выполнению кода на устройстве,
подключенном к обычному компьютеру. Протестируйте сценарии, когда устройство
полностью отключено от любых сетей или подключений, включая сеанс отладки
компьютера, и проведите окончательное тестирование, отключив устройство от
компьютера. Добавьте временные или постоянные механизмы отладки проблем,
возникающих в этом сценарии. Учтите нужды специалистов, которые будут
обеспечивать техническую поддержку этого устройства.
Если вы являетесь производителем оборудования (original equipment manufacturer,
OEM), и устройство еще не создано, можно выполнять отладку мобильной программы
на выделенном компьютере с процессором x86, работающем под управлением
Windows CE. Используйте этот вариант, пока не создано устройство.
Пользовательский интерфейс
При проектировании UI для мобильного приложения не пытайтесь адаптировать или
использовать UI настольного приложения. Проектируйте для устройства максимально простой
UI, специально предназначенный для рукописного ввода и ограниченных возможностей ввода
данных, если это необходимо. Учитывайте тот факт, что мобильное приложение будет
выполняться в полноэкранном режиме и сможет отображать одновременно только одно окно,
следовательно, операции, приводящие к блокировке, не дадут пользователю
взаимодействовать с приложением. При проектировании UI для мобильного приложения
руководствуйтесь следующими рекомендациями:
Проектируйте однооконный полноэкранный UI. Если устройство будет устройством
индивидуального использования, выполняющим только основное приложение,
используйте полноэкранный режим. Не забывайте, что Windows Mobile не
поддерживает этот режим, поэтому придется воспользоваться Windows CE.
При проектировании приложения учитывайте различные размеры и ориентацию
экрана целевых устройств. Также не забывайте об ограничениях, налагаемых
небольшим экраном, ограниченным API и сокращенным по сравнению с настольными
средами набором элементов управления UI.
Обеспечивайте удобство использования, предоставляя сенсорный UI или UI с
поддержкой стилуса. Располагайте меню и другие элементы управления внизу экрана
(с возможностью развертывания вверх в случае необходимости), чтобы предотвратить
загрязнение экрана руками пользователя. Для поддержки сенсорного ввода делайте
кнопки достаточно большими и компонуйте элементы управления таким образом,
чтобы с UI можно было работать с помощью пальцев или стилуса.
Обеспечьте визуализацию операций, вызывающих блокировку, например, курсор в
виде песочных часов.
Валидация
Используйте валидацию для защиты устройства и приложения и для улучшения удобства
использования. Проверка вводимых значений перед их передачей на удаленный сервер
может способствовать сокращению количества обращений к сети и улучшению
производительности и удобства использования приложения, особенно в сценариях без
постоянного подключения или без подключения вообще. При проектировании стратегии
валидации руководствуйтесь следующими рекомендациями:
По возможности проверяйте данные, вводимые пользователем, для предотвращения
передачи недействительных данных и сокращения количества обращений к серверу.
Это также сокращает время реакции приложения на ввод недействительных значений.
Проверяйте все данные, получаемые при взаимодействии с компьютером и по
беспроводной связи.
Обеспечьте защиту аппаратным ресурсам, таким как камера и инициирование
телефонных вызовов, путем валидации кода и действий, которые автоматически
инициируют эти возможности.
Учитывайте ограниченность ресурсов и производительности устройства, проектируя
эффективные механизмы валидации, занимающие минимальный объем памяти на
устройстве.
Подробнее методики валидации рассматриваются в главе 17, «Сквозная функциональность».
Вопросы выбора технологий
В следующих рекомендациях представлены предложения и советы, применимые к типовым
сценариям и технологиям мобильных приложений.
Microsoft Silverlight for Mobile
На момент выхода данного руководства Silverlight for Mobile заявлен как продукт,
находящийся в стадии разработки, но еще не выпущен. При использовании Silverlight for
Mobile руководствуйтесь следующими рекомендациями:
Используйте Silverlight for Mobile, если желаете создавать приложения,
поддерживающие насыщенные мультимедиа и интерактивность, с возможностью
выполнения как на мобильном устройстве, так и на настольном компьютере. Код
Silverlight 2.0, созданный для выполнения на настольном компьютере в подключаемом
модуле Silverlight 2.0, будет выполняться в подключаемом модуле Windows Mobile
Silverlight в последней версии браузера Microsoft Internet Explorer® for Mobile. Но не
забывайте о том, что несмотря на возможность использования одного и того же
Silverlight-кода для мобильного устройства и для настольного компьютера, для
мобильного устройства необходимо учесть другой размер экрана и ограничения
ресурсов. Код должен быть оптимизирован для Windows Mobile.
Если требуется создавать Веб-страницы как для настольных, так и для мобильных
платформ, используйте Silverlight for Mobile или обычный ASP.NET/HMTL. Применяйте
ASP.NET for Mobile, только если устройство не поддерживает никакие другие
альтернативные варианты. Браузеры устройств стали более мощными и теперь могут
обрабатывать обычный HTML и ASP.NET, используемый для настольных браузеров,
поэтому специальная разработка на ASP.NET для мобильных устройств теряет свою
актуальность. В настоящее время ASP.NET for Mobile поддерживает самые
разнообразные мобильные устройства благодаря специальным адаптерам разметки и
профилям устройств. ASP.NET for Mobile во время выполнения автоматически
формирует содержимое соответственно возможностям устройства, но в ней
присутствуют издержки, связанные с тестированием и обслуживанием профилей
устройств. Поддержка разработки для этих элементов управления включена в
Microsoft Visual Studio 2003 и 2005, но не входит в Visual Studio 2008. Поддержка среды
выполнения до сих пор доступна, но может быть изъята в будущем. Дополнительные
источники по этим вопросам можно найти в разделе «Дополнительные источники» в
конце данной главы.
.NET Compact Framework
При работе с Microsoft .NET Compact Framework руководствуйтесь следующими
рекомендациями:
Если вы знакомы с Microsoft .NET Framework и разрабатываете приложение
одновременно для настольной и мобильной платформ, примите во внимание, что .NET
Compact Framework является подмножеством библиотеки классов .NET Framework.
Она также включает некоторые классы, специально разработанные для Windows
Mobile. .NET Compact Framework поддерживает только системы разработки Microsoft
Visual Basic® и Microsoft Visual C#®.
В случае возникновения проблем с построчной трассировкой кода Windows Mobile в
отладчике Visual Studio, используйте несколько сеансов отладки. Например, при
отладке в одном сеансе машинного и управляемого кода Visual Studio, возможно, не
сможет отследить сеанс через границы контекстов. В этом случае придется запустить
два экземпляра Visual Studio и отслеживать содержимое между ними вручную.
Windows Mobile
При разработке приложений для Windows Mobile руководствуйтесь следующими общими
рекомендациями:
Если приложение планируется выполнять как под управлением Windows Mobile
Professional, так и Windows Mobile Standard, принимайте во внимание отличия модели
безопасности в разных версиях Windows Mobile. Код, работающий на одной
платформе, может не работать на другой из-за разных моделей безопасности для API.
Изучите документацию Windows Mobile для своего устройства и используемой версии.
Также ознакомьтесь с источниками, предлагаемыми в разделе «Дополнительные
источники» в конце данной главы.
Если планируете обслуживать приложение в будущем или модернизируете
существующее приложение, убедитесь, что понимаете наследование, схему
присваивания имен продуктам и дерево версий операционной системы Windows
Mobile. В каждой версии имеются небольшие отличия, которые должны быть учтены
при разработке приложения.
◦ Windows Mobile является производной выпущенных версий операционной
системы Windows CE.
◦ Windows Mobile версии 5.x и 6.x основаны на Windows CE версии 5.x.
◦ Windows Mobile Pocket PC переименована в Windows Mobile Professional,
начиная с версии Windows Mobile 6.0.
◦ Windows Mobile Smartphone переименована в Windows Mobile Standard,
начиная с версии Windows Mobile 6.0.
◦ API Windows Mobile Professional и Windows Mobile Standard несколько
отличаются. Например, в Windows Mobile Standard (Smartphone) в ее Compact
Framework реализации нет класса Button, потому что вместо него для ввода
данных используются программируемые клавиши.
Для реализации доступа к памяти и файловым структурам всегда используйте API
Windows Mobile. Не выполняйте доступ к ним сразу после получения дескриптора
любой из структур. Windows CE версия 6.x (и, следовательно, следующая выпущенная
версия Windows Mobile) использует виртуализированную модель памяти и модель
выполнения процесса, отличную от предыдущих версий. Это означает, что такие
структуры, как дескрипторы и указатели файлов, возможно, больше не являются
указателями на физическую область памяти. Программы Windows Mobile,
использующие эту деталь реализации в версиях 6.x, будут давать сбой при переходе на
следующую версию Windows Mobile.
Mobile Device Manager (MDM) является возможным решением авторизации,
отслеживания и сбора журналов с мобильных устройств при использовании
инфраструктуры Active Directory. Как и в случае с использованием Windows Mobile 6.1
на управляемых устройствах, для полноценного функционирования MDM на сервере
должен быть установлен ряд других продуктов, включая:
◦ Windows Mobile 6.1 на устройствах
◦ Windows Server Update Service (WSUS) 3.0
◦ Windows Mobile Device Management Server
◦ Enrollment Server
◦ Gateway Server
◦ Active Directory как часть Windows Server
◦ SQL Server 2005 или последующие версии
◦ Microsoft Certificate Authority
◦ Internet Information Server (IIS) 6.0
◦ .NET Framework 2.0 или последующие версии
Windows Embedded
При выборе технологии Windows Embedded руководствуйтесь следующими рекомендациями:
При проектировании ПО для ресивера цифрового телевидения или других мощных
устройств используйте Windows Embedded Standard.
При проектировании ПО для POS-терминала (устройства пункта обслуживания), такого
как банкомат (ATM, терминалы для работы с клиентами или системы кассового
самообслуживания) используйте Windows Embedded for Point of Service.
При проектировании ПО для устройства с поддержкой GPS или устройства с
возможностями навигации, используйте Microsoft Windows Embedded NavReady™.
Обратите внимание, что Windows Embedded NavReady 2009 встроена в Windows Mobile
5.0, тогда как в последних версиях Windows Mobile Standard и Professional
используется Windows Mobile версия 6.1. Если целью является создание общего кода
для NavReady и других устройств, работающих под управлением Windows Mobile,
убедитесь, что используете API, доступные на обеих платформах.
Вопросы развертывания
Существует множество разных методов развертывания мобильных приложений. Продумывая
стратегию развертывания, учитывайте требования пользователей, а также то, как будет
обслуживаться приложение. Убедитесь, что обеспечиваете соответствующее управление,
администрирование и безопасность развертывания приложения. Рассмотрим возможные
сценарии развертывания приложений для устройств, работающих под управлением Windows
Mobile (первыми указаны наиболее часто используемые):
Технология Microsoft Exchange ActiveSync® с использованием файла Windows Installer
(MSI).
По беспроводному соединению с использованием HTTP, SMS или CAB-файлов для
обеспечения функциональности установки и запуска.
С применением Mobile Device Manager, использующим Active Directory для загрузки из
файла CAB или MSI.