Android完整Socket解決方案

更新時間：2018年02月09日 09:24:56 投稿：laozhang

這篇文章主要介紹了Android完整Socket解決方案并通過代碼給大家做了實例分析，對此有興趣的朋友學(xué)習(xí)下。

整體步驟流程

先來說一下整體的步驟思路吧：

發(fā)送 UDP 廣播，大家都知道 UDP 廣播的特性是整個網(wǎng)段的設(shè)備都可以收到這個消息。
接收方收到了 UDP 的廣播，將自己的 ip 地址，和雙方約定的端口號，回復(fù)給 UDP 的發(fā)送方。
發(fā)送方拿到了對方的 ip 地址以及端口號，就可以發(fā)起 TCP 請求了，建立 TCP 連接。
保持一個 TCP 心跳，如果發(fā)現(xiàn)對方不在了，超時重復(fù) 1 步驟，重新建立聯(lián)系。

整體的步驟就和上述的一樣，下面用代碼展開：

搭建 UDP 模塊

public UDPSocket(Context context) {
  this.mContext = context;
  int cpuNumbers = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
  // 根據(jù)CPU數(shù)目初始化線程池
  mThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(cpuNumbers * Config.POOL_SIZE);
  // 記錄創(chuàng)建對象時的時間
  lastReceiveTime = System.currentTimeMillis();
  messageReceiveList = new ArrayList<>();
  Log.d(TAG, "創(chuàng)建 UDP 對象");
//  createUser();
 }

首先進(jìn)行一些初始化操作，準(zhǔn)備線程池，記錄對象初始的時間等等。

public void startUDPSocket() {
  if (client != null) return;
  try {
   // 表明這個 Socket 在設(shè)置的端口上監(jiān)聽數(shù)據(jù)。
   client = new DatagramSocket(CLIENT_PORT);
   client.setReuseAddress(true);
   if (receivePacket == null) {
    // 創(chuàng)建接受數(shù)據(jù)的 packet
    receivePacket = new DatagramPacket(receiveByte, BUFFER_LENGTH);
   }
   startSocketThread();
  } catch (SocketException e) {
   e.printStackTrace();
  }
 }

緊接著就創(chuàng)建了真正的一個 UDP Socket 端，DatagramSocket，注意這里傳入的端口號 CLIENT_PORT 的意思是這個 DatagramSocket 在此端口號接收消息。

/**
  * 開啟發(fā)送數(shù)據(jù)的線程
  */
 private void startSocketThread() {
  clientThread = new Thread(new Runnable() {
   @Override
   public void run() {
    receiveMessage();
   }
  });
  isThreadRunning = true;
  clientThread.start();
  Log.d(TAG, "開啟 UDP 數(shù)據(jù)接收線程");
  startHeartbeatTimer();
 }

我們都知道 Socket 中要處理數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，并且發(fā)送和接收都是阻塞的，應(yīng)該放在子線程中，這里就開啟了一個線程，來處理接收到的 UDP 消息（UDP 模塊上一篇文章講得比較詳細(xì)了，所以這里就不詳細(xì)展開了）

/**
  * 處理接受到的消息
  */
 private void receiveMessage() {
  while (isThreadRunning) {
   try {
    if (client != null) {
     client.receive(receivePacket);
    }
    lastReceiveTime = System.currentTimeMillis();
    Log.d(TAG, "receive packet success...");
   } catch (IOException e) {
    Log.e(TAG, "UDP數(shù)據(jù)包接收失??！線程停止");
    stopUDPSocket();
    e.printStackTrace();
    return;
   }
   if (receivePacket == null || receivePacket.getLength() == 0) {
    Log.e(TAG, "無法接收UDP數(shù)據(jù)或者接收到的UDP數(shù)據(jù)為空");
    continue;
   }
   String strReceive = new String(receivePacket.getData(), receivePacket.getOffset(), receivePacket.getLength());
   Log.d(TAG, strReceive + " from " + receivePacket.getAddress().getHostAddress() + ":" + receivePacket.getPort());
   //解析接收到的 json 信息
   notifyMessageReceive(strReceive);
   // 每次接收完UDP數(shù)據(jù)后，重置長度。否則可能會導(dǎo)致下次收到數(shù)據(jù)包被截斷。
   if (receivePacket != null) {
    receivePacket.setLength(BUFFER_LENGTH);
   }
  }
 }

在子線程接收 UDP 數(shù)據(jù)，并且 notifyMessageReceive 方法通過接口來向外通知消息。

/**
  * 發(fā)送心跳包
  *
  * @param message
  */
 public void sendMessage(final String message) {
  mThreadPool.execute(new Runnable() {
   @Override
   public void run() {
    try {
     BROADCAST_IP = WifiUtil.getBroadcastAddress();
     Log.d(TAG, "BROADCAST_IP:" + BROADCAST_IP);
     InetAddress targetAddress = InetAddress.getByName(BROADCAST_IP);
     DatagramPacket packet = new DatagramPacket(message.getBytes(), message.length(), targetAddress, CLIENT_PORT);
     client.send(packet);
     // 數(shù)據(jù)發(fā)送事件
     Log.d(TAG, "數(shù)據(jù)發(fā)送成功");
    } catch (UnknownHostException e) {
     e.printStackTrace();
    } catch (IOException e) {
     e.printStackTrace();
    }
   }
  });
 }

接著 startHeartbeatTimer 開啟一個心跳線程，每間隔五秒，就去廣播一個 UDP 消息。注意這里 getBroadcastAddress 是獲取的網(wǎng)段 ip，發(fā)送這個 UDP 消息的時候，整個網(wǎng)段的所有設(shè)備都可以接收到。

到此為止，我們發(fā)送端的 UDP 算是搭建完成了。

搭建 TCP 模塊

接下來 TCP 模塊該出場了，UDP 發(fā)送心跳廣播的目的就是找到對應(yīng)設(shè)備的 ip 地址和約定好的端口，所以在 UDP 數(shù)據(jù)的接收方法里：

/**
  * 處理 udp 收到的消息
  *
  * @param message
  */
 private void handleUdpMessage(String message) {
  try {
   JSONObject jsonObject = new JSONObject(message);
   String ip = jsonObject.optString(Config.TCP_IP);
   String port = jsonObject.optString(Config.TCP_PORT);
   if (!TextUtils.isEmpty(ip) && !TextUtils.isEmpty(port)) {
    startTcpConnection(ip, port);
   }
  } catch (JSONException e) {
   e.printStackTrace();
  }
 }

這個方法的目的就是取到對方 UDPServer 端，發(fā)給我的 UDP 消息，將它的 ip 地址告訴了我，以及我們提前約定好的端口號。

怎么獲得一個設(shè)備的 ip 呢？

public String getLocalIPAddress() {
  WifiInfo wifiInfo = mWifiManager.getConnectionInfo();
  return intToIp(wifiInfo.getIpAddress());
 }
 private static String intToIp(int i) {
  return (i & 0xFF) + "." + ((i >> 8) & 0xFF) + "." + ((i >> 16) & 0xFF) + "."
    + ((i >> 24) & 0xFF);
 }

現(xiàn)在拿到了對方的 ip，以及約定好的端口號，終于可以開啟一個 TCP 客戶端了。

private boolean startTcpConnection(final String ip, final int port) {
  try {
   if (mSocket == null) {
    mSocket = new Socket(ip, port);
    mSocket.setKeepAlive(true);
    mSocket.setTcpNoDelay(true);
    mSocket.setReuseAddress(true);
   }
   InputStream is = mSocket.getInputStream();
   br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
   OutputStream os = mSocket.getOutputStream();
   pw = new PrintWriter(new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(os)), true);
   Log.d(TAG, "tcp 創(chuàng)建成功...");
   return true;
  } catch (Exception e) {
   e.printStackTrace();
  }
  return false;
 }

當(dāng) TCP 客戶端成功建立的時候，我們就可以通過 TCP Socket 來發(fā)送和接收消息了。

細(xì)節(jié)處理

接下來就是一些細(xì)節(jié)處理了，比如我們的 UDP 心跳，當(dāng) TCP 建立成功之時，我們要停止 UDP 的心跳：

if (startTcpConnection(ip, Integer.valueOf(port))) {// 嘗試建立 TCP 連接
     if (mListener != null) {
      mListener.onSuccess();
     }
     startReceiveTcpThread();
     startHeartbeatTimer();
    } else {
     if (mListener != null) {
      mListener.onFailed(Config.ErrorCode.CREATE_TCP_ERROR);
     }
    }
   // TCP已經(jīng)成功建立連接，停止 UDP 的心跳包。
   public void stopHeartbeatTimer() {
    if (timer != null) {
     timer.exit();
     timer = null;
    }
 }

對 TCP 連接進(jìn)行心跳保護(hù)：

/**
  * 啟動心跳
  */
 private void startHeartbeatTimer() {
  if (timer == null) {
   timer = new HeartbeatTimer();
  }
  timer.setOnScheduleListener(new HeartbeatTimer.OnScheduleListener() {
   @Override
   public void onSchedule() {
    Log.d(TAG, "timer is onSchedule...");
    long duration = System.currentTimeMillis() - lastReceiveTime;
    Log.d(TAG, "duration:" + duration);
    if (duration > TIME_OUT) {//若超過十五秒都沒收到我的心跳包，則認(rèn)為對方不在線。
     Log.d(TAG, "tcp ping 超時，對方已經(jīng)下線");
     stopTcpConnection();
     if (mListener != null) {
      mListener.onFailed(Config.ErrorCode.PING_TCP_TIMEOUT);
     }
    } else if (duration > HEARTBEAT_MESSAGE_DURATION) {//若超過兩秒他沒收到我的心跳包，則重新發(fā)一個。
     JSONObject jsonObject = new JSONObject();
     try {
      jsonObject.put(Config.MSG, Config.PING);
     } catch (JSONException e) {
      e.printStackTrace();
     }
     sendTcpMessage(jsonObject.toString());
    }
   }
  });
  timer.startTimer(0, 1000 * 2);
 }

首先會每隔兩秒，就給對方發(fā)送一個 ping 包，看看對面在不在，如果超過 15 秒還沒有回復(fù)我，那就說明對方掉線了，關(guān)閉我這邊的 TCP 端。進(jìn)入 onFailed 方法。

@Override
    public void onFailed(int errorCode) {// tcp 異常處理
     switch (errorCode) {
      case Config.ErrorCode.CREATE_TCP_ERROR:
       break;
      case Config.ErrorCode.PING_TCP_TIMEOUT:
       udpSocket.startHeartbeatTimer();
       tcpSocket = null;
       break;
     }
    }

當(dāng) TCP 連接超時，我就會重新啟動 UDP 的廣播心跳，尋找等待連接的設(shè)備。進(jìn)入下一個步驟循環(huán)。

對于數(shù)據(jù)傳輸?shù)母袷桨〉鹊燃?xì)節(jié)，這個和業(yè)務(wù)相關(guān)。自己來定就好。

還可以根據(jù)自己業(yè)務(wù)的模式，是 CPU 密集型啊，還是 IO 密集型啊，來開啟不同的線程通道。這個就涉及線程的知識了。

源碼分享：https://github.com/itsMelo/AndroidSocket

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