Android通讯-Socket

概述

开发中通讯这块也是必不可少的，无论什么产品都离不开与后台的交互。在数据通信中我们经常使用的是Http，json，但是也有许多场景中需要用到长连接，广播包等需求，今天开始研究下项目中的数据通讯技术。

通讯协议

先来简单说下通讯协议，TCP、udp、http、rtsp、xmpp、icmp、smtp等等这些都是协议，那么什么是协议？

就是大家普遍遵守的一套规范，通讯协议就是在数据传输过程中对数据格式，传输速度，传输步奏，校验方式等问题作出的统一约定，交互双方必须遵守。有个听起来比较牛逼的叫法叫链路控制规程。

举个通俗的例子，中国人和中国人讲普通话大家都可以沟通信息，中国人和美国人一个说普通话一个说英文就听不懂了。就和《宪法》一样，是大家都必须遵守的约定。

通讯协议有很多，那么我们通常使用的TCP/IP、Http关系看下图就能看明白了

• TCP，经过三次握手，可靠的链接，一般比较重要的信息会使用这个协议
• UDP，不可靠链接，但是效率比TCP高，一般视频，语音等数据会用这个协议

TCP、UDP是传输层协议，Http、rtsp、ftp这些是应用层协议。

有一个形象的例子帮助理解IP、tcp、http的关系，将IP理解为高速公路，那么tcp就是跑在高速路上的卡车，http就是这辆卡车的货物。

网络有一段比较容易理解的介绍：“我们在传输数据时，可以只使用（传输层）TCP/IP协议，但是那样的话，如果没有应用层，便无法识别数据内容，如果想要使传输的数据有意义，则必须使用到应用层协议，应用层协议有很多，比如HTTP、FTP、TELNET等，也可以自己定义应用层协议。WEB使用HTTP协议作应用层协议，以封装HTTP 文本信息，然后使用TCP/IP做传输层协议将它发到网络上。”

7	应用层	例如HTTP、SMTP、SNMP、FTP、Telnet、SIP、SSH、NFS、RTSP、XMPP、Whois、ENRP
6	表示层	例如XDR、ASN.1、SMB、AFP、NCP
5	会话层	例如ASAP、TLS、SSH、ISO 8327 / CCITT X.225、RPC、NetBIOS、ASP、Winsock、BSD sockets
4	传输层	例如TCP、UDP、RTP、SCTP、SPX、ATP、IL
3	网络层	例如IP、ICMP、IGMP、IPX、BGP、OSPF、RIP、IGRP、EIGRP、ARP、RARP、 X.25
2	数据链路层	例如以太网、令牌环、HDLC、帧中继、ISDN、ATM、IEEE 802.11、FDDI、PPP
1	物理层	例如线路、无线电、光纤、信鸽

此表格转自：TCP/UDP 协议，和 HTTP、FTP、SMTP，区别及应用场景

Socket

概念

那么我们说的Socket又是什么？

Sock并不是一个协议，它是一种抽象层，应用程序通过它来发送和接收数据。
简单来说，Socket提供了程序内部与外界通信的端口并为通信双方的提供了数据传输通道。

• http连接使用的是“请求—响应方式”，即在请求时建立连接通道，当客户端向服务器发送请求后，服务器端才能向客户端返回数据。
• Socket通信则是在双方建立起连接后就可以直接进行数据的传输，在连接时可实现信息的主动推送，而不需要每次由客户端想服务器发送请求。

Socket的使用

简单的理解Socket就是一个通道，C端可以发送数据给S端，反过来也成立。Http只能是C端去主动调S端的接口。因此我们来写个例子看下

例1：基于Socket的聊天室
需求：A发送消息，B可以看到，A、B可以相互沟通
思路：
Android端
1. 打开界面初始化Socket通道，监听来自服务端的数据
2. 点击按钮将EditText中的信息发送给服务器

Service端
1. 打开ServiceSocket等待客户端来的消息，为每一个客户端创建Socket，并维护在数组中
2. 接收客户端来的数据，并把数据发送给当前所有用户
3. 若出现异常则回收该客户端

编码：
客户端

public class SocketActivity extends AppCompatActivity {

    @Bind(R.id.m_message_et)
    EditText mMessageEt;
    @Bind(R.id.m_send_bt)
    Button mSendBt;
    @Bind(R.id.m_test_tv)
    TextView mTestTv;
    private String HOST = "10.27.0.197";
    private int PORT = 1993;
    private Socket mSocket;
    private ClientThread mClientThread;

    private Handler handler = new Handler(new Handler.Callback() {
        @Override
        public boolean handleMessage(Message msg) {
            switch (msg.what) {
                case 1:
                    mTestTv.setText(mTestTv.getText() + "\n" + msg.obj);
                    break;
            }
            return false;
        }
    });


    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_socket);
        ButterKnife.bind(this);
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                init();
            }
        }).start();
    }

    private void init() {
        try {
            mSocket = new Socket(HOST, PORT);

            new Thread(new ReadHandlerThread()).start();

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        mSendBt.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                try {
                    mSocket.getOutputStream().write((mMessageEt.getText().toString() + "\r\n").getBytes("utf-8"));
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });
    }

 private class ReadHandlerThread implements Runnable {

        @Override
        public void run() {
            String content;
            try {
                // 接收Socket发来的数据，只要有客户端向服务器发送了数据，服务器就负责把它传递给所有客户端
                BufferedReader mBufferReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(mSocket.getInputStream()));
                while ((content = mBufferReader.readLine()) != null) {
                    handler.obtainMessage(1, content).sendToTarget();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
    }
}

服务端

public class SocketMainMethod {

    private static ArrayList<Socket> clients = new ArrayList<>();

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1 初始化ServiceSocket
        ServerSocket mServerSocket = new ServerSocket(1993);
        while (true) {
            Socket socket = mServerSocket.accept();
            new ChatThread(socket).start();
            clients.add(socket);
            System.out.println(socket.getRemoteSocketAddress() + "接入，当前队列" + clients.size());
        }
    }

    static class ChatThread extends Thread {

        private Socket client;
        private BufferedReader bufferedReader;

        ChatThread(Socket socket) {
            this.client = socket;
            try {
                bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()
                        , "utf-8"));
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        @Override
        public void run() {
            super.run();
            String content;
            try {
                //获取客户端传递来的信息
                while ((content = bufferedReader.readLine()) != null) {
                    //将该信息分发给每一个客户端
                    for (Iterator<Socket> it = clients.iterator();
                         it.hasNext(); ) {
                        Socket s = it.next();
                        try {
                            s.getOutputStream().write((content + "\n").getBytes("utf-8"));
                            System.out.println("向客户端写数据：" + content);
                        } catch (SocketException e) {
                            e.printStackTrace();
                            //出现异常则移除该client
                            clients.remove(s);
                        }
                    }
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

此部分参考了 android socket聊天室——也不仅仅是聊天室