Android完整Socket解决方案

2019-10-22 18:15:23

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供稿：网友

整体步骤流程

先来说一下整体的步骤思路吧：

发送 UDP 广播，大家都知道 UDP 广播的特性是整个网段的设备都可以收到这个消息。
接收方收到了 UDP 的广播，将自己的 ip 地址，和双方约定的端口号，回复给 UDP 的发送方。
发送方拿到了对方的 ip 地址以及端口号，就可以发起 TCP 请求了，建立 TCP 连接。
保持一个 TCP 心跳，如果发现对方不在了，超时重复 1 步骤，重新建立联系。

整体的步骤就和上述的一样，下面用代码展开：

搭建 UDP 模块

public UDPSocket(Context context) {  this.mContext = context;  int cpuNumbers = Runtime.getRuntime().availableProcessors();  // 根据CPU数目初始化线程池  mThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(cpuNumbers * Config.POOL_SIZE);  // 记录创建对象时的时间  lastReceiveTime = System.currentTimeMillis();  messageReceiveList = new ArrayList<>();  Log.d(TAG, "创建 UDP 对象");//  createUser(); }

首先进行一些初始化操作，准备线程池，记录对象初始的时间等等。

public void startUDPSocket() {  if (client != null) return;  try {   // 表明这个 Socket 在设置的端口上监听数据。   client = new DatagramSocket(CLIENT_PORT);   client.setReuseAddress(true);   if (receivePacket == null) {    // 创建接受数据的 packet    receivePacket = new DatagramPacket(receiveByte, BUFFER_LENGTH);   }   startSocketThread();  } catch (SocketException e) {   e.printStackTrace();  } }

紧接着就创建了真正的一个 UDP Socket 端，DatagramSocket，注意这里传入的端口号 CLIENT_PORT 的意思是这个 DatagramSocket 在此端口号接收消息。

/**  * 开启发送数据的线程  */ private void startSocketThread() {  clientThread = new Thread(new Runnable() {   @Override   public void run() {    receiveMessage();   }  });  isThreadRunning = true;  clientThread.start();  Log.d(TAG, "开启 UDP 数据接收线程");  startHeartbeatTimer(); }

我们都知道 Socket 中要处理数据的发送和接收，并且发送和接收都是阻塞的，应该放在子线程中，这里就开启了一个线程，来处理接收到的 UDP 消息（UDP 模块上一篇文章讲得比较详细了，所以这里就不详细展开了）

/**  * 处理接受到的消息  */ 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数据包接收失败！线程停止");    stopUDPSocket();    e.printStackTrace();    return;   }   if (receivePacket == null || receivePacket.getLength() == 0) {    Log.e(TAG, "无法接收UDP数据或者接收到的UDP数据为空");    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数据后，重置长度。否则可能会导致下次收到数据包被截断。   if (receivePacket != null) {    receivePacket.setLength(BUFFER_LENGTH);   }  } }

在子线程接收 UDP 数据，并且 notifyMessageReceive 方法通过接口来向外通知消息。

/**  * 发送心跳包  *  * @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);     // 数据发送事件     Log.d(TAG, "数据发送成功");    } catch (UnknownHostException e) {     e.printStackTrace();    } catch (IOException e) {     e.printStackTrace();    }   }  }); }

接着 startHeartbeatTimer 开启一个心跳线程，每间隔五秒，就去广播一个 UDP 消息。注意这里 getBroadcastAddress 是获取的网段 ip，发送这个 UDP 消息的时候，整个网段的所有设备都可以接收到。

到此为止，我们发送端的 UDP 算是搭建完成了。

搭建 TCP 模块

接下来 TCP 模块该出场了，UDP 发送心跳广播的目的就是找到对应设备的 ip 地址和约定好的端口，所以在 UDP 数据的接收方法里：

/**  * 处理 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();  } }

这个方法的目的就是取到对方 UDPServer 端，发给我的 UDP 消息，将它的 ip 地址告诉了我，以及我们提前约定好的端口号。

怎么获得一个设备的 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); }

现在拿到了对方的 ip，以及约定好的端口号，终于可以开启一个 TCP 客户端了。

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 创建成功...");   return true;  } catch (Exception e) {   e.printStackTrace();  }  return false; }

当 TCP 客户端成功建立的时候，我们就可以通过 TCP Socket 来发送和接收消息了。

细节处理

接下来就是一些细节处理了，比如我们的 UDP 心跳，当 TCP 建立成功之时，我们要停止 UDP 的心跳：

if (startTcpConnection(ip, Integer.valueOf(port))) {// 尝试建立 TCP 连接     if (mListener != null) {      mListener.onSuccess();     }     startReceiveTcpThread();     startHeartbeatTimer();    } else {     if (mListener != null) {      mListener.onFailed(Config.ErrorCode.CREATE_TCP_ERROR);     }    }   // TCP已经成功建立连接，停止 UDP 的心跳包。   public void stopHeartbeatTimer() {    if (timer != null) {     timer.exit();     timer = null;    } }

对 TCP 连接进行心跳保护：

/**  * 启动心跳  */ 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) {//若超过十五秒都没收到我的心跳包，则认为对方不在线。     Log.d(TAG, "tcp ping 超时，对方已经下线");     stopTcpConnection();     if (mListener != null) {      mListener.onFailed(Config.ErrorCode.PING_TCP_TIMEOUT);     }    } else if (duration > HEARTBEAT_MESSAGE_DURATION) {//若超过两秒他没收到我的心跳包，则重新发一个。     JSONObject jsonObject = new JSONObject();     try {      jsonObject.put(Config.MSG, Config.PING);     } catch (JSONException e) {      e.printStackTrace();     }     sendTcpMessage(jsonObject.toString());    }   }  });  timer.startTimer(0, 1000 * 2); }

首先会每隔两秒，就给对方发送一个 ping 包，看看对面在不在，如果超过 15 秒还没有回复我，那就说明对方掉线了，关闭我这边的 TCP 端。进入 onFailed 方法。

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

当 TCP 连接超时，我就会重新启动 UDP 的广播心跳，寻找等待连接的设备。进入下一个步骤循环。

对于数据传输的格式啊等等细节，这个和业务相关。自己来定就好。

还可以根据自己业务的模式，是 CPU 密集型啊，还是 IO 密集型啊，来开启不同的线程通道。这个就涉及线程的知识了。

源码分享：https://github.com/itsMelo/AndroidSocket

注：相关教程知识阅读请移步到Android开发频道。

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