Программирование мобильных устройств на платформе .NET Compact Framework - Иво Салмре

■ Кооперативные вычисления с интенсивным использованием сети. Если ваше приложение зависит от услуг, предоставляемых по сети, то появляются два дополнительных источника потенциальной неустойчивости. Доступ к сетевым ресурсам может оказаться невозможным из-за неготовности компьютера на другом конце сети к совместной работе. Что-то может нарушиться из-за того, что одно из звеньев сетевой цепочки, соединяющей два компьютера между собой, может повести себя не так, как ожидалось.

Ситуацию дополнительно осложняет тот факт, что сбой сетевых ресурсов может происходить во время сеанса связи; в случае локальных взаимодействий в пределах устройства такое происходит очень редко. Например, хотя наступление сбоя в процессе чтения из локальной файловой системы и возможно, но вероятность этого пренебрежимо мала; жесткий диск может разрушиться, но такое случается крайне редко, и если это произойдет, то у вас возникнут более крупные проблемы, чем просто невозможность считать данные из файла. Вероятность таких сбоев настолько мала, что многие операционные системы регулярно выполняют локальные операции чтения/записи, даже не уведомляя об этом выполняющиеся поверх операционную систему приложения. При чтении файлов через сеть вероятность возникновения сбоев в процессе выполнения этой операции резко возрастает, что часто наблюдается в случае беспроводных сетей и становится еще более заметным, если при чтении файлов мобильным устройством требуется осуществлять сетевой роуминг. Сбои не обязательно происходят постоянно, но случаются настолько часто, что к этому надо быть готовым и заранее предусматривать принятие соответствующих мер.

Ниже приводятся рекомендации по созданию отказоустойчивых сетевых мобильных приложений.

Не допускайте того, чтобы работа приложения всецело зависела от возможности подключения к сети

Точно так же как группа людей, действующих согласованно, может достигнуть гораздо большего, чем один человек, действующий в одиночку, возможности мобильного приложения, взаимодействующего с окружающими его сетями, намного превышают возможности изолированного приложения. Чтобы группа людей в некоторой организации могла успешно справляться с поставленными задачами, должны быть предусмотрены меры, позволяющие корректно разрешать ситуации, соответствующие перебоям в связи между членами группы и перебоям в работе каждого из них. Ни одно звено взаимодействия не должно быть критическим, иначе при его сбое наступит сбой в работе организации в целом. То же самое справедливо и в случае мобильных устройств.

Мобильные устройства значительно выигрывают от взаимодействия с внешним миром, но они никогда не должны всецело зависеть от такого рода взаимодействий. Несмотря на всю очевидность этой истины, ею часто пренебрегают.

Каждая удачная попытка доступа к сетевым ресурсам должна рассматриваться в вашем приложении скорее как счастливая случайность, а не как закономерная необходимость. Для большинства мобильных устройств сеансы взаимодействия с сетью осуществляются "почти по требованию" в том смысле, что хотя пользователь мобильного приложения, как правило, и может перейти в то физическое место, где сеть является доступной, но он не может рассчитывать на то, что устройство сможет оставаться постоянно подключенным к сети. В этом отношении мобильные устройства значительно отличаются от настольных компьютеров, имеющих постоянное кабельное подключение к сети, и лэптопов, подключение которых к сети в условиях стационарной работы не составляет большого труда. Если увидеть человека, склонившегося над клавиатурой своего лэптопа в зале ожидания железнодорожного вокзала, можно не так уж часто, то людей, манипулирующих клавишами своих мобильных телефонов, на том же вокзале встретится довольно много. И хотя количественные оценки этих показателей могут колебаться в зависимости от обстоятельств, различия между обеими ситуациями налицо.

Следствием подхода, в соответствии с которым сетевой доступ необходимо рассматривать лишь как нерегулярный, являются две полезные рекомендации, касающиеся проектирования мобильных приложений:

1. Полезные данные необходимо загружать и кэшировать заблаговременно, когда доступно сетевое соединение. Очень важно определить, какие виды информации будут наиболее полезными для вашего приложения при его работе в автономном режиме, и сделать все для того, чтобы соответствующие данные были заблаговременно загружены и доступны, когда в них возникнет потребность. В то время как при работе с локальными ресурсами устройства целесообразно откладывать их размещение в памяти до тех пор, пока они не потребуются, информацию, хранящуюся вне устройства, целесообразно заранее загружать и накапливать, чтобы подготовиться к работе приложения в автономном режиме. Например, подключение к локальной базе данных устройства может быть отложено до момента, когда в этом возникнет действительная необходимость. В отличие от этого, нужные данные следует загружать из внешней базы данных заблаговременно, когда будет доступно соединение с сетью. В идеальном случае загрузка данных должна выполняться как фоновая задача, которая не блокирует пользовательский интерфейс. Кроме того, предварительная загрузка информации позволяет существенно повысить производительность приложения, особенно в тех ситуациях, когда приложению или пользователю эти данные требуются часто, но иначе их пришлось бы каждый раз загружать по требованию.

2. Организуйте очередь данных, подлежащих выгрузке, и выгружайте их, как только становится доступным сетевое соединение. При работе с локальными приложениями пользователи устройства хотят ощущать их обратную реакцию. Если для обновления данных приложению, выполняющемуся на мобильном телефоне, требуется установить соединение с сервером, то это может сопровождаться определенной задержкой, и пользователь будет чувствовать себя неуверенно. Гораздо лучше организовать надежную очередизацию обновлений на клиенте и предложить пользователю пакетную выгрузку обновляемых данных на сервер, осуществляемую автоматически или вручную в те периоды времени, когда это становится возможным. Код, с помощью которого выполняется выгрузка данных, также должен быть достаточно отказоустойчивым, чтобы в случае невозможности установления надежного соединения с сервером эту работу можно было отложить на более позднее время. 

Синхронизация данных расписания встреч, списка контактов и электронной почты, хранящихся на мобильном устройстве

Хорошим примером применения двух описанных выше принципов является модель синхронизации, используемая Microsoft на устройствах Smartphone и Pocket PC Phone. На устройствах обоих типов имеется приложение электронной почты, допускающее периодическую синхронизацию электронной почты, данных расписания встреч (календаря) и списка контактов с сервером обмена сообщениями Exchange Server.

Запросы и предпочтения различных пользователей в отношении синхронизации этих данных различны. С целью минимизации потока данных мобильные приложения предоставляют пользователям возможность задавать, какие виды данных подлежат локальной синхронизации на устройстве. Например, я могу решить, что мне необходима синхронизация только расписания встреч и списка контактов, оставляя задачу синхронизации электронной почты для своего лэптопа. Можно также ограничивать объем синхронизируемой информации, указав, например, что данные обо всех предстоящих встречах должны синхронизироваться полностью, тогда как синхронизация данных о прошлых встречах должна охватывать информацию не более чем 2-недельной давности, а при загрузке электронных сообщений должны загружаться только первые 3 Кбайт данных.

Развернутое на устройстве приложение для работы с электронной почтой, информацией о контактах и расписанием встреч позволяет также указывать, с какой периодичностью и в каком режиме должна осуществляться синхронизация — автоматически или вручную. Наиболее подходящие для каждого пользователя установки определяются видом синхронизируемых данных и потребностями в их обновлении. У большинства пользователей расписание встреч изменяется реже, чем появляются новые входящие электронные сообщения, а список контактов изменяется еще реже. Лично я предпочитаю синхронизировать данные во время поездок на работу и с работы и, если это необходимо, на протяжении рабочего дня; другие люди, насколько мне известно, предпочитают синхронизировать свои данные чаще, используя автоматическое обновление. Модель синхронизации в значительной степени определяется тем, какой режим использования приложения является для пользователя привычным.