一種WAP嵌入式瀏覽器的設計
摘要：為解決傳統瀏覽器可移植性差、效率比較低的問(wèn)題，設計出一種基于WAP的嵌入式瀏覽器。與傳統瀏覽器比較，該瀏覽器分為各個(gè)模塊同時(shí)去掉一些沒(méi)有用的模塊，并采用java語(yǔ)言實(shí)現每個(gè)模塊的設計。重點(diǎn)分析了解析模塊以及布局模塊設計。實(shí)驗結果表明，該瀏覽器比傳統瀏覽器的可移植性高，能夠很好的移植到ARM平臺上，效率得到了很大提高。
瀏覽器主要完成實(shí)現下載網(wǎng)頁(yè)，解析網(wǎng)頁(yè)腳本語(yǔ)言，最后再合理的顯示給用戶(hù)的任務(wù)。WAP（wireless ApplicatiON Protocol），即無(wú)線(xiàn)應用協(xié)議，亦稱(chēng)無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。WAP協(xié)議的功能：用戶(hù)只要使用具有WAP功能的移動(dòng)終端諸如移動(dòng)電話(huà)之類(lèi)的無(wú)線(xiàn)客戶(hù)端，就會(huì )像電腦IE、搜狗等PC瀏覽器一樣，查看各種網(wǎng)頁(yè)信息，展示Intemet內容。WAP由一系列通信協(xié)議組成。WAP的協(xié)議棧采用了層次化設計，從而為應用系統的開(kāi)發(fā)提供了一種可伸縮和擴展的環(huán)境。每層協(xié)議棧均定義了相應的接口?？杀簧弦粚訁f(xié)議所使用，也可被其他服務(wù)或應用程序所直接應用。WAP的各層協(xié)議如圖1所示。
圖1 WAP的各層協(xié)議
本文分析了WAP嵌入式瀏覽器的主要功能模塊、工作流程、總體設計，重點(diǎn)分析解析模塊和布局模塊，最后展望WAP瀏覽器發(fā)展未來(lái)。
1 嵌入式瀏覽器概述
一般情況下，嵌入式瀏覽器包括兩個(gè)功能：一是支持如HTTP、WAP傳輸協(xié)議；二是能夠在嵌入式設備中運行傳輸協(xié)議，并有標記語(yǔ)言的功能以及能夠根據使用者的需求進(jìn)行處理各種情況。
1.1 瀏覽器功能模塊
如圖2所示，在本文設計中，瀏覽器主要模塊有：繪圖模塊、布局模塊、數據處理模塊、DOM樹(shù)模塊。這樣做的目的是確定分層體系結構，使每個(gè)層和相鄰的進(jìn)行交流，和不相鄰的不進(jìn)行交互，符合軟件工程“高內聚，低耦合”的思想。其中：
圖2 功能模塊
繪圖模塊：利用對XML文件解析的結果生成DOM樹(shù)和布局模塊（RENDER）樹(shù)，同時(shí)生成瀏覽器窗口及相應的控件，并在屏幕上排版顯示。
布局模塊：對生成的DOM樹(shù)中得到樣式的有關(guān)信息，如居中，字體等，組織布局、顯示XML元素等內容。數據處理模塊：數據處理模塊包括處理XML和images。對訪(fǎng)問(wèn)的網(wǎng)頁(yè)XML文件進(jìn)行解析處理，包括表格、圖片、文字并生成相應的DOM樹(shù)。
DOM樹(shù)模塊：DOM（文檔對象模型）是XML文件解析后的結果。它的內容包括了當前XML文件中所有的元素、元素的子元素、元素的屬性、元素的樣式、元素的事件等。在對象樹(shù)模型中，文件的每一節點(diǎn)都被稱(chēng)為屬性。而且它是完整的，對文件最小細節它都允許進(jìn)行模型化而且可以訪(fǎng)問(wèn)。它也是對修改最不敏感的一種模型。
1.2 網(wǎng)頁(yè)工作流程
數據從URL發(fā)出一個(gè)網(wǎng)頁(yè)請求，提交到通信模塊，通信模塊得到數據之后，交給數據處理模塊進(jìn)行解析。生成DOM樹(shù)，然后布局模塊會(huì )根據DOM樹(shù)上的節點(diǎn)進(jìn)行布局整理，同時(shí)將布局信息存儲到DOM樹(shù)中，最后繪圖模塊會(huì )對客戶(hù)端進(jìn)行繪制。一般情況下，瀏覽器中看到的就是繪圖模塊的繪制效果。頁(yè)面訪(fǎng)問(wèn)流程如圖3所示。
圖3 頁(yè)面訪(fǎng)問(wèn)流程
2 嵌入式瀏覽器系統設計
在嵌入式瀏覽器設計時(shí)中考慮了C／S（Client／Server）結構，即客戶(hù)機和服務(wù)器結構。它是軟件系統體系結構，通過(guò)它可以充分利用兩端硬件環(huán)境的優(yōu)勢，將任務(wù)合理分配到Client端和Server端來(lái)實(shí)現，降低了系統的通訊開(kāi)銷(xiāo)。在此設計中，解析處理和文字布局均在server處理，最終顯示在client端。
2.1 解析處理
獲得WML文件之后，開(kāi)始讀取WML文件，獲取字符，判斷是否是“<”字符。如果是，就繼續判斷是否是標簽開(kāi)始符。如果是起始標簽，獲取元素的屬性，比如屬性值和屬性名稱(chēng)等，屬性由WML文檔的DTD定義。也就是程序自動(dòng)判斷是文本格式、圖片格式、表格格式、還是其他格式，根據格式類(lèi)型進(jìn)行不同的解析。最后，將當前狀態(tài)以及參數值進(jìn)行存儲，依次循環(huán)，直至循環(huán)結束，生成DOM樹(shù)。具體流程如圖4所示。
圖14 解析流程
2.2 布局處理
所謂布局模塊，就是處理WML語(yǔ)法和DOM樹(shù)，樹(shù)的每個(gè)結點(diǎn)是一個(gè)對象，包含著(zhù)對象的所有屬性設置信息。最后提交到繪圖模塊，由繪圖模塊進(jìn)行處理，顯示出來(lái)網(wǎng)頁(yè)信息。
2.2.1圖片布局
img元素是圖片元素。一般情況下，img元素的src屬性值會(huì )是通過(guò)URL指向一個(gè)圖片，該圖片就是需要顯示的圖片，而img的排版會(huì )優(yōu)先考慮其wIDTh屬性值和height屬性值，如果兩個(gè)屬性值都存在，則按照其屬性值中相應的值進(jìn)行排版，顯示相應的屬性值的圖片；如果僅有一個(gè)屬性值，則縮放實(shí)際照片的屬性值，顯示圖片；如果img元素沒(méi)有這兩個(gè)屬性，則排版的照片為實(shí)際寬高；當僅有一個(gè)屬性值或沒(méi)有width屬性和height屬性時(shí)，該img元素的排版會(huì )被跳過(guò)，同時(shí)相應的圖片URL會(huì )進(jìn)入下載隊列，等待該圖片下載成功后，對當前的頁(yè)面進(jìn)行重新排版。
2.2.2文字布局
由圖2可知，布局層位于解析和繪圖之間，用來(lái)對語(yǔ)義分析后的文檔內容進(jìn)行排版處理，將網(wǎng)頁(yè)內容以適當的方式排放在顯示屏幕上。
WML語(yǔ)言的文字排版控制較少，只有居中、左對齊和右對齊3種方式；其次WML語(yǔ)言的表達控制也很弱，只有em：加強（斜體）、STrong：加重（斜體）、i：斜體、b：加粗、u：下劃線(xiàn)、big：大字體（字體加大一號）、small：小字體（字體減小一號）等7種文字表達方式。
3 結果及分析
本文主要針對支持Java的嵌入式瀏覽器的設計與實(shí)現。系統以J2ME為開(kāi)發(fā)平臺，通信協(xié)議沒(méi)有采取HTTP協(xié)議，而是采取以WAP協(xié)議作為協(xié)議棧，以WML為標記語(yǔ)言作為網(wǎng)頁(yè)數據的表現形式，在嵌入式瀏覽器中實(shí)現方便、豐富的多媒體信息瀏覽服務(wù)。
在仿真結果中，如圖5所示，圖片為訪(fǎng)問(wèn)外網(wǎng)的百度頁(yè)面，而且有前進(jìn)、后退、刷新標志，均說(shuō)明此應用能夠在嵌入式設備中實(shí)現。如果用戶(hù)為了節省流量，可以考慮切換到極簡(jiǎn)版本，也就是解析過(guò)程中沒(méi)有處理解析圖片，只是簡(jiǎn)單解析文字。由于HTML網(wǎng)頁(yè)中，百度logo圖片要大于屏幕大小，所以進(jìn)行壓縮之后進(jìn)行顯示。在此設計中，圖片下載完整，能夠完整顯示出來(lái)。
圖5 百度頁(yè)面
4 總結
通過(guò)測試，本瀏覽器的模塊可移植性很好，解決了傳統瀏覽器的可移植性困難以及帶寬比較窄、屏幕比較小的問(wèn)題。同時(shí)，該瀏覽器針對嵌入式系統應用進(jìn)行特殊設計，省去了一些不實(shí)用的、冗余的和影響系統效率的模塊，具有可移植性、運行效率高等特點(diǎn)。
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