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Android长连接心跳机制

        在写之前,我们首先了解一下,为什么Android维护长连接需要心跳机制,首先我们知道,维护任何一个长连接都需要心跳机制,客户端发送一个心跳给服务器,服务器给客户端一个心跳应答,这样就形成客户端服务器的一次完整的握手,这个握手是让双方都知道他们之间的连接是没有断开,客户端是在线的。如果超过一个时间的阈值,客户端没有收到服务器的应答,或者服务器没有收到客户端的心跳,那么,对客户端来说则断开与服务器的连接重新建立一个连接,对服务器来说只要断开这个连接即可。那么,在智能手机上的长连接心跳和在Internet上的长连接心跳有什么不同的目的呢?原因就在于智能手机使用的是移动无线网络,那么,我们在讲长连接之前,首先要了解无线移动网络的特点。

1.无线移动网络的特点:

        当一台智能手机连上移动网络时,其实并没有真正连接上Internet,运营商分配给手机的IP其实是运营商的内网IP,手机终端要连接上Internet还必须通过运营商的网关进行IP地址的转换,这个网关简称为NAT(NetWork Address Translation),简单来说就是,手机终端连接Internet,其实就是移动内网IP,端口,外网IP之间相互映射。相当于在手机终端在移动无线网络这堵墙上,打个洞与外面的Internet相连。原理图如下:(来源网络)

Android长连接心跳机制

        GGSN(GateWay GPRS Support Note 网关GPRS支持节点)模块就实现了NAT功能,由于大部分的移动无线网络运营商,为了减少网关NAT映射表的负荷,如果一个链路有一段时间没有通信时就会删除其对应表,造成链路中断,正是这种刻意缩短空闲连接的释放超时,原本是想节省信道资源的作用,没想到让互联网的应用不得不以远高于正常频率,发送心跳来维护推送的长连接。这也是为什么会有之前的信令风暴,微信要收费的传言,因为这类的应用发送心跳的频率是很短的,既造成了信道资源的浪费,也造成了手机电量的快速消耗。

2.Android系统的推送和IOS的推送有什么区别:

        首先我们必须知道,所有的推送功能必须有一个客户端和服务器的长连接,因为推送是由服务器主动向客户端发送消息,如果客户端和服务器之间不存在一个长连接,那么服务器是无法来主动连接客户端的。因而推送功能都是基于长连接的基础上的。

        IOS长连接是由系统来维护的,也就是说,苹果的IOS系统,在系统级别维护了一个客户端和苹果服务器的长链接,IOS上的所有应用上的推送,都是先将消息推送到苹果的服务器,然后,苹果服务器通过这个系统级别的长链接,推送到手机终端上。这样做的几个好处为:1、在手机终端始终只要维护一个长连接即可,而且由于这个长链接是系统级别的,因此,不会出现被杀死而无法推送的情况。2、省电,不会出现每个应用都各自维护一个自己的长连接。3、安全,只有在苹果注册的开发者才能够进行推送,等等。

       Android的长连接是由每个应用各自维护的,但是google也推出了和苹果技术架构相似的推送框架,C2DM,云端推送功能,但是由于google的服务器不在中国境内,其他的原因,你懂的,所以导致这个推送无法使用,android的开发者不得不自己去维护一个长链接,于是每个应用如果都24小时在线,那么都得各自维护一个长连接,这种电量和流量的消耗是可想而知的。虽然国内也出现了各种推送平台,但是都无法达到只维护一个长连接这种消耗的级别。

3.推送的实现方式:

一、客户端不断的查询服务器,检索新内容,也就是所谓的pull 或者轮询方式。

二、客户端和服务器之间维持一个TCP/IP长连接,服务器向客户端push。

三、服务器有新内容时,发送一条类似短信的信令给客户端,客户端收到后从服务器中下载新内容,也就是SMS的推送方式。

苹果的推送系统和google C2DM推送系统,其实都是在系统级别维护一个TCP/IP长连接,都是基于第二种的方式进行推送的。第三种方式,由于运营商没有免费开放这种信令,导致了这种推送在成本上是无法接受的,虽然这种推送的方式非常的稳定,高效和及时。

如果想了解android中各种推送方式,请参考这个链接:Android实现推送方式解决方案 这篇博客已经介绍的非常好了。

所谓的心跳包,就是客户端定时发送简单的信息给服务器端,告诉它我还在而已。代码就是每隔几分钟发送一个固定信息给服务器端,服务器端回复一个固定信息。如果服务器端几分钟后没有收到客户端信息,则视为客户端断开。比如有些通信软件长时间不使用,要想知道它的状态是在线还是离线,就需要心跳包,定时发包收包。

    心跳包之所以叫心跳包,是因为:它像心跳一样每隔固定时间发一次,以此来告诉服务器,这个客户端还活着。事实上这是为了保持长连接,至于这个包的内容,是没有什么特别规定的,不过一般都是很小的包,或者只包含包头的一个空包。

     在TCP机制里面,本身是存在有心跳包机制的,也就是TCP选项:SO_KEEPALIVE。系统默认是设置的2小时的心跳频率。

Socket长连接+心跳检测:http://blog.csdn.net/zh724738989/article/details/42007099

心跳包的机制,其实就是传统的长连接。或许有的人知道消息推送的机制,消息推送也是一种长连接 ,是将数据由服务器端推送到客户端这边,从而改变传统的“拉”的请求方式。下面我来介绍一下安卓和客户端两个数据请求的方式

       1、push  这个也就是由服务器推送到客户端这边,现在有第三方技术,比如极光推送。

       2、pull   这种方式就是客户端向服务器发送请求数据(http请求)

一、首先服务器和客户端有一次“握手”

public void connect()
      {
        LogUtil.e(TAG, "准备链接...");
        InetAddress serverAddr;
        try {
            socket = new Socket(Config.Host, Config.SockectPort);
            _connect = true;
            mReceiveThread = new ReceiveThread();
            receiveStop = false;
            mReceiveThread.start();
            LogUtil.e(TAG, "链接成功.");

        } catch (Exception e) {
            LogUtil.e(TAG, "链接出错." + e.getMessage().toString());
            e.printStackTrace();
        }
    }
           

二、下面就要开启一个线程  去不断读取服务器那边传过来的数据,采用Thread去实现

private class ReceiveThread extends Thread {
        private byte[] buf;
        private String str = null;

        @Override
        public void run() {
            while (true) {
                try {
                    // LogUtil.e(TAG, "监听中...:"+socket.isConnected());
                    if (socket!=null && socket.isConnected()) {

                        if (!socket.isInputShutdown()) {
                            BufferedReader inStream = new BufferedReader(
                                    new InputStreamReader(
                                            socket.getInputStream()));
                            String content = inStream.readLine();                            
                            if (content == null)
                                continue;
                            LogUtil.e(TAG, "收到信息:" + content);
                            LogUtil.e(TAG, "信息长度:"+content.length());
                            if (!content.startsWith("CMD:"))
                                continue;
                            int spacePos = content.indexOf(" ");
                            if (spacePos == -1)
                                continue;
                            String cmd = content.substring(4, spacePos);
//                            String body = StringUtil.DecodeBase64(content
//                                    .substring(spacePos));
                            String body = content.substring(spacePos).trim();
                            LogUtil.e(TAG, "收到信息(CMD):" + cmd);
                            LogUtil.e(TAG, "收到信息(BODY):" + body);
                            if (cmd.equals("LOGIN"))
                           {
                                // 登录
                                ReceiveLogin(body);
                                continue;
                            }
                              if (cmd.equals("KEEPLIVE")) {
                                if (!body.equals("1")) {
                                    Log.e(TAG, "心跳时检测到异常,重新登录!");
                                    socket = null;
                                    KeepAlive();
                                } else {
                                    Date now = Calendar.getInstance().getTime();
                                    lastKeepAliveOkTime = now;
                                }
                                continue;
                            }
                        }
                    } else {
                        if(socket!=null)
                            LogUtil.e(TAG, "链接状态:" + socket.isConnected());
                    }

                } catch (Exception e) {
                    LogUtil.e(TAG, "监听出错:" + e.toString());
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
           

三 、 Socket 是否断开了  断开了 需要重新去连接

public void KeepAlive()
        {
        // 判断socket是否已断开,断开就重连
        if (lastKeepAliveOkTime != null) {
            LogUtil.e(
                    TAG,
                    "上次心跳成功时间:"
                            + DateTimeUtil.dateFormat(lastKeepAliveOkTime,
                                    "yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));
            Date now = Calendar.getInstance().getTime();
            long between = (now.getTime() - lastKeepAliveOkTime.getTime());// 得到两者的毫秒数
            if (between > 60 * 1000) {
                LogUtil.e(TAG, "心跳异常超过1分钟,重新连接:");
                lastKeepAliveOkTime = null;
                socket = null;
            }

        } else {
            lastKeepAliveOkTime = Calendar.getInstance().getTime();
        }

        if (!checkIsAlive()) {
            LogUtil.e(TAG, "链接已断开,重新连接.");
            connect();
            if (loginPara != null)
                Login(loginPara);
        }

    //此方法是检测是否连接
      boolean checkIsAlive() {
        if (socket == null)
            return false;
        try {
            socket.sendUrgentData(0xFF);
        } catch (IOException e) {
            return false;
        }
        return true;

    }
   //然后发送数据的方法
    public void sendmessage(String msg) {
        if (!checkIsAlive())
            return;
        LogUtil.e(TAG, "准备发送消息:" + msg);
        try {
            if (socket != null && socket.isConnected()) {
                if (!socket.isOutputShutdown()) {
                    PrintWriter outStream = new PrintWriter(new BufferedWriter(
                            new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream())),
                            true);

                    outStream.print(msg + (char) 13 + (char) 10);
                    outStream.flush();
                }
            }
            LogUtil.e(TAG, "发送成功!");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
           

最近做项目用到心跳轮询到主动到服务器取消息,为了做推送。坑了个爹的,极光百度推送限制多不能满足需求,只能自己写…手机主动到Service取数据,也就意味着你的手机要有一个服务,一直在后台运行,在特定的时间去服务器询问有没有消息,如果有消息则取回客户端。 

当然还可以用像什么XMPP(当然为了一个消息推送,动用那么大而又笨重的东西,很明显不明智),短信通知等等一下方式。

这里主要讲在android主动取数据: 

其实实现后台推送消息给客户端可以分为主动取,和主动推两种。

主动取:就是我们上面说的轮询服务器取消息。 

主动推:服务器推送消息给客户端,这里必须客户端和服务器保持长连接。 

两种形式各有利弊,“主动取”不能保证消息的实时性;“主动推”能保证消息的实时性,但是不能保证android端的这个链接不会被kill掉。

实现轮询

  • 原理 

    其原理在于在android端的程序中,让一个SERVICE一直跑在后台,在规定时间之内调用服务器接口进行数据获取。

    这里的原理很简单,当然实现起来也不难;

    然后,这个类之中肯定要做网络了数据请求,所以我们在Service中建立一个线程(因为在android系统中网络请求属于长时间操作,不能放主线程,不然会导致异常),在线程中和服务器进行通信。

    最后,这个逻辑写完后,我们需要考虑一个问题,如何进行在规定时间内调用该服务器,当然可以用Thread+Handler(这个不是那么稳定),也可以使用AlarmManager+Thread(比较稳定),因为我们需要其在后台一直运行,所以可以依靠系统的AlarmManager这个类来实现,AlarmManager是属于系统的一个闹钟提醒类,通过它我们能实现在规定间隔时间调用,并且也比较稳定,这个service被杀后会自己自动启动服务。

转自:http://m.blog.csdn.net/article/details?id=50119809