通用軟件更新系統(tǒng)設(shè)計

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編者按：本論文主要從問題的提出；問題的分析；HTTP協(xié)議特點(diǎn)；數(shù)據(jù)流程及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；客戶端工作流程等進(jìn)行講述，包括了客戶端運(yùn)行的版本也越來越雜、創(chuàng)建自動升級程序的線程、網(wǎng)絡(luò)狀況很差的時候更新所需要的時間很長、因?yàn)檎w打包之后會出現(xiàn)客戶端只需要更新一個文件而不得不下載整個壓縮包的情況等，具體資料請見：

摘要：針對桌面應(yīng)用程序在之后版本難以維護(hù)的問題，提出了基于HTTP協(xié)議的解決方案，并對該解決方案進(jìn)行了深入研究。提取出通用的自動更新平臺，對解決版本維護(hù)難題有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞：自動升級；更新平臺；網(wǎng)絡(luò)更新

1問題的提出

隨著桌面應(yīng)用程序新版本的不斷，客戶端運(yùn)行的版本也越來越雜，版本、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的兼容也成為后續(xù)開發(fā)必須考慮的問題，而且兼容性方面的問題越來越多，開發(fā)及維護(hù)成本越來越高。

2問題的分析

隨著因特網(wǎng)的普及，通過網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)桌面應(yīng)用程序的更新升級已經(jīng)成為可能。在程序中加入在線更新的功能將能有效地解決前面討論的版本維護(hù)難題。

關(guān)于通信協(xié)議，可以編寫程序?qū)崿F(xiàn)Socket通信，也可以采用比較成熟的HTTP協(xié)議。考慮到諸多因素，筆者選擇了HTTP協(xié)議。

3HTTP協(xié)議特點(diǎn)

HTTP協(xié)議（超文本傳輸協(xié)議）的主要特點(diǎn)可概括如下：

(1)簡單快速：客戶向服務(wù)器請求服務(wù)時，只需傳送請求方法和路徑。請求方法常用的有GET、HEAD、POST。每種方法規(guī)定了客戶與服務(wù)器聯(lián)系的類型不同。

(2)由于HTTP協(xié)議簡單，使得HTTP服務(wù)器的程序規(guī)模小，因而通信速度很快。

(3)靈活：HTTP允許傳輸任意類型的數(shù)據(jù)對象。正在傳輸?shù)念愋陀蒀ontent-Type加以標(biāo)記。

(4)無連接：無連接的含義是限制每次連接只處理一個請求。服務(wù)器處理完客戶的請求，并收到客戶的應(yīng)答后，即斷開連接。采用這種方式可以節(jié)省傳輸時間。

(5)無狀態(tài)：HTTP協(xié)議是無狀態(tài)協(xié)議。無狀態(tài)是指協(xié)議對于事務(wù)處理沒有記憶能力。缺少狀態(tài)意味著如果后續(xù)處理需要前面的信息，則它必須重傳，這樣可能導(dǎo)致每次連接傳送的數(shù)據(jù)量增大。另一方面，在服務(wù)器不需要先前信息時它的應(yīng)答就較快。

另外，筆者在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)很多網(wǎng)絡(luò)都設(shè)置了防火墻，考慮到安全問題，網(wǎng)絡(luò)管理員會屏蔽很多端口。而對于HTTP最常用的80端口通常是開放的，這也是筆者選擇HTTP協(xié)議的一個重要因素。

4數(shù)據(jù)流程及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

實(shí)際應(yīng)用中可以對流程進(jìn)行擴(kuò)展，例如自動程序線程定時啟動、開始更新前檢查上次留下的緩存、斷點(diǎn)續(xù)傳等。

該平臺中有多個軟件產(chǎn)品，存儲在U_Products表中。每個軟件產(chǎn)品有多個用于客戶端驗(yàn)證的序列號，存儲在U_Clients。序列號是客戶端的憑證，只有授權(quán)了的序列號才能訪問平臺。而且序列號表還標(biāo)出了該序列號允許升級的版本范圍。同時，每個軟件產(chǎn)品對應(yīng)的多個文件，通過服務(wù)端腳本輸出一個文件列表。客戶端連接上服務(wù)器后首先要做的就是下載屬于它的文件列表。

文件列表用于比較客戶端文件與服務(wù)器上的各個文件的新舊。其中的時間戳是主要比較字段，文件名用于記錄定位。

5客戶端工作流程

需要指出的是表1列出的是基本的流程。實(shí)際中客戶端工作流程會比表1復(fù)雜的多。

主程序啟動之后，創(chuàng)建自動升級程序的線程。該線程在后臺運(yùn)行，首先讀出產(chǎn)品的序列號，通過URL參數(shù)傳值的形式傳到Web端。此處傳值可以更加靈活，可以在用戶允許的前提下，將更多的信息傳給服務(wù)器。例如當(dāng)前軟件版本，客戶端操作系統(tǒng)版本，客戶端計算機(jī)硬件信息等等。

運(yùn)行在Web端的腳本響應(yīng)請求，判斷序列號是否合法，即序列號是否正確，是否過期。通過之后輸出與該序列號對應(yīng)的軟件的所有文件列表。

自動升級程序開始通過HTTP協(xié)議下載這個列表。下載完畢后讀出上一次升級之后，保存下來的文件列表，并與下載下來的列表進(jìn)行對比，通過時間戳對比找出新文件。通常只要時間戳不一樣就將文件加入的需要下載的文件列表中，也可以采用時間戳轉(zhuǎn)成浮點(diǎn)數(shù)后大小對比的策略。例如平臺中放的是穩(wěn)定的正式版，而有些客戶端已經(jīng)通過其他途徑得到新版本更高的測試版。第二種策略就可以避免高版本文件通過升級之后版本降低。這也是為什么采用時間戳，而不是文件MD5唯一哈希值的原因。

得到新文件列表之后，再次通過HTTP協(xié)議逐一下載新文件到緩存目錄中。下載新文件的URL由文件編號和序列號共同確定。每下載一個文件，更新一次本地的文件列表。這樣如果出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中斷，用戶退出等異常，下次啟動可以跳過已經(jīng)下載過的文件。雖然這不是嚴(yán)格意義上的斷點(diǎn)續(xù)傳，但在一定程度上提高了程序的容錯能力。

數(shù)據(jù)全部下載完畢之后詢問用戶是否立即應(yīng)用更新。如果是則退出主程序，將緩存文件夾中的文件移動到主程序所在的目錄中，并覆蓋。否則保持緩存中的文件，供下次升級使用。

6改進(jìn)及結(jié)束語

網(wǎng)絡(luò)狀況很差的時候更新所需要的時間很長。對于該問題，可以對文件進(jìn)行逐個ZIP壓縮，通過HTTP協(xié)議傳輸壓縮流，而不是文件本身的數(shù)據(jù)流。客戶端下載之后進(jìn)行解壓縮。此處是對文件逐個壓縮，而不是整體打包。因?yàn)檎w打包之后會出現(xiàn)客戶端只需要更新一個文件而不得不下載整個壓縮包的情況。而且整體打包也對斷點(diǎn)續(xù)傳提出了更高的要求。

另外出于某種原因的考慮，有時需要更多考慮數(shù)據(jù)安全。例如未授權(quán)的序列號不能獲得新版本的文件，且一個序列號只能對應(yīng)一個客戶端。對此可以采用動態(tài)序列號的方式，即下載完文件列表時或更新結(jié)束時，都將原有的序列號作廢，動態(tài)創(chuàng)建一個新的值。

另外對于重大缺陷的修復(fù)更新，更希望能強(qiáng)制更新。對此可以在自動更新程序發(fā)現(xiàn)更新時，強(qiáng)制停止主程序的響應(yīng)。通過這一策略甚至可以做到所有的新版本之后，客戶端迅速跟進(jìn)，并全部更新到最新版本。

筆者使用微軟的C#語言來實(shí)現(xiàn)，經(jīng)過反復(fù)測試，發(fā)現(xiàn)ZIP壓縮之后，對網(wǎng)絡(luò)要求低了很多，更新效率提高很多。通過動態(tài)序列號及強(qiáng)制更新策略也基本能保證客戶端版本可控。