Android socket与服务器通信及心跳连接的实现

在项目中,有如下需求:Android客户端向服务器发送数据,收到服务器返回的数据发送成功标识后,客户端即与服务器建立数据一来一往的心跳连接,若服务器端断开时,客户端接收到通知,关闭Service停止发送数据;代码如下:

public class BackService extends Service {
    private static final String TAG = "BackService";
    /** 心跳检测时间  */
    private static final long HEART_BEAT_RATE = 3* 1000;
    /** 主机IP地址  */
    private static String HOST = "192.168.1.30";
    /** 端口号  */
    public static final int PORT =10801;
    /** 消息广播  */
    public static final String MESSAGE_ACTION = "org.feng.message_ACTION";
    /** 心跳广播  */
    public static final String HEART_BEAT_ACTION = "org.feng.heart_beat_ACTION";

    private long sendTime = 0L;

    private Socket socket;

    private ReadThread mReadThread;

    private InputStream is;//输入流
    private int count;//读取的字节长度

    private IBackService.Stub iBackService = new IBackService.Stub() {
        @Override
        public boolean sendMessage(String message) throws RemoteException {
            return sendMsg(message);
        }
    };

    @Override
    public IBinder onBind(Intent arg0) {
        return (IBinder) iBackService;
    }

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        HOST= (String) Utils.getShare(this, ConfigUrl.SERVER_IP,"ip");
        Log.i(TAG,"ip-->"+HOST);
        Log.i(TAG,"port-->"+PORT);
        new InitSocketThread().start();
    }

    // 发送心跳包
    private Handler mHandler = new Handler();
    private Runnable heartBeatRunnable = new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            ReadThread thread=new ReadThread(socket);
            thread.start();
        }
    };

    public boolean sendMsg(String msg) {
        if (null == socket) {
            return false;
        }
        try {
            if (!socket.isClosed() && !socket.isOutputShutdown()) {
                OutputStream os = socket.getOutputStream();
                os.write(msg.getBytes());
                os.flush();
                sendTime = System.currentTimeMillis();// 每次发送成功数据,就改一下最后成功发送的时间,节省心跳间隔时间
                Log.i(TAG, "发送成功的时间:" + sendTime+"  内容-->"+msg);
            } else {
                return false;
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            Intent intent = new Intent(HEART_BEAT_ACTION);
            intent.putExtra("message", "exit");
            sendBroadcast(intent);
            Log.i(TAG,"send-->"+e.getMessage());
            return false;
        }
        return true;
    }

    // 初始化socket
    private void initSocket() throws UnknownHostException, IOException {
        socket = new Socket(HOST, PORT);
        socket.setSoTimeout(13000);//?
        if (socket.isConnected()){//连接成功
            if (sendMsg("mdc_"+Utils.getShare(this,ConfigUrl.DEVICE_ID,"手机设备id"))){//发送成功
                //接收服务器返回的信息
                mReadThread = new ReadThread(socket);
                mReadThread.start();
            }
        }
    }

    // 释放socket
    private void releaseLastSocket(Socket mSocket) {
        try {
            if (null != mSocket) {
                if (!mSocket.isClosed()) {
                    is.close();
                    mSocket.close();
                }
                mSocket = null;
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    class InitSocketThread extends Thread {
        @Override
        public void run() {
            super.run();
            try {
                initSocket();
            } catch (UnknownHostException e) {
                e.printStackTrace();
                Log.i(TAG,"socket-->"+e.getMessage());
                Log.i(TAG,"连接失败");
                Intent intent = new Intent(HEART_BEAT_ACTION);
                intent.putExtra("message", "fail");
                sendBroadcast(intent);
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
                Log.i(TAG,"socket-->"+e.getMessage());
                Intent intent = new Intent(HEART_BEAT_ACTION);
                intent.putExtra("message", "fail");
                sendBroadcast(intent);
            }
        }
    }

    public class ReadThread extends Thread {
        private Socket rSocket;
        private boolean isStart = true;

        public ReadThread(Socket socket) {
            rSocket=socket;
        }

        public void release() {
            isStart = false;
            releaseLastSocket(rSocket);
        }

        @SuppressLint("NewApi")
        @Override
        public void run() {
            super.run();
            String line="";
            if (null != rSocket) {
                while (isStart&&!rSocket.isClosed()&&!rSocket.isInputShutdown()){
                    try {
                            Log.i(TAG,"开始读取消息");
                            is=rSocket.getInputStream();
                            count=is.available();
                            byte[] data=new byte[count];
                            is.read(data);
                            line=new String(data);
                            if (line!=null){
                                Log.i(TAG, "收到服务器发送来的消息:"+line);
                                if ("mdc_ok".equals(line)||"mdc_exist".equals(line)||"exist".equals(line)){
                                    sendMsg("connect");
                                    mHandler.postDelayed(heartBeatRunnable, HEART_BEAT_RATE);// 初始化成功后,就准备发送心跳
                                    return;
                                }else if ("mdc_connect".equals(line)){//服务器发送继续接收的消息
                                    boolean isSuccess=sendMsg("connect");
                                    if (isSuccess){//成功发送,接收回执信息
                                        mHandler.postDelayed(heartBeatRunnable, HEART_BEAT_RATE);// 初始化成功后,就准备发送心跳
                                    }else {//发送失败,处理善后工作
                                        mHandler.removeCallbacks(heartBeatRunnable);
                                        release();
                                        releaseLastSocket(socket);
                                    }
                                    return;
                                }else if ("mdc_connectexit".equals(line)||"exit".equals(line)){//断开连接消息
                                    Intent intent = new Intent(HEART_BEAT_ACTION);
                                    intent.putExtra("message", "exit");
                                    sendBroadcast(intent);
                                    return;
                                }
                            }else if (line==null){
                                Log.i(TAG, "服务器发送过来的消息是空的");
                            }

                        } catch (IOException e) {
                            Log.i(TAG,"Read-->"+e.getClass().getName());
                            e.printStackTrace();
                            continue;
                        }
                }
            }
        }
    }

    @Override
    public void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        Log.i(TAG,"onDestroy");
        mHandler.removeCallbacks(heartBeatRunnable);
        mReadThread.release();
        releaseLastSocket(socket);
    }
}

以上代码只是Service中的代码亲测可用;在开发过程中也遇到很多问题,有些已解答,有些仍未解决,在此记录,i希望有了解的可以告知以下。

1.当 OutputStream os,调用os.close()或者 InputStream os,调用is.close()时,会将socket关闭,开始时调用os.close()导致scoket关闭,在后面读取服务器的消息时不断抛出socket closed异常,经检查后发现此处有问题;若想将输出/入流关闭,可调用 socket.shutdownInput();/socket.shutdownOutput();此时socket不会关闭;

2.在ReadThread线程中,读取服务器消息时开始使用BufferedReader in=new BufferedReader(new InputStreamReader(rSocket.getInputStream()));   String line=in.readLine();然后一直抛出超时异常,使用Debug模式调试后发现,line当中已经读取到正确的内容,但是readLine()方法在读到“\n”标识符后才会完成读取,不然会一直等待读取直到抛出超时异常,并且readLIne()是阻塞线程,未完成读取时程序一直阻塞,无法继续向下进行,直到超时进入catch中。此时应该使用字节读取。

3.由于客户端一直在轮询发送并接收服务起的消息,当服务器端socket主动断开时,客户端也要断开,但是在开发中,服务器端的socket断开时,客户端一直在while循环中读取消息,使用字节读取时,调用到is.read(data);方法也不会抛出异常(但是好多文章中都写此时会抛出异常,但是我这里没有抛出,原因未知),而是一直读取字节长度为0 的空数据却不结束,使用socket的isClosed()、isConnected()、isInputStreamShutdown()、isOutputStreamShutdown()等判断socket与服务器的连接状态均无效,原因在于上这些方法都是访问socket在内存驻留的状态,而非与服务器的实时状态,因此判断是无效的,以下三张截图:


此为客户端与服务器刚建立连接,此时未通消息


此为客户端向服务器发送消息成功后


此为服务器socket断开后的情况

从图中可以看到,三种情况下各方法返回的状态均相同,无法作为判断客户端与服务器实时连接情况的方法使用,网上查阅资料有网友提到,可以使用socket.sendUrgentData(0xFF);方法,向服务器发送数据,检测服务器是否断开连接,类似于ping,且该方法可往输出流发送一个字节的数据,只要对方Socket的SO_OOBINLINE属性没有打开,就会自动舍弃这个字节,而SO_OOBINLINE属性默认情况下就是关闭的,这样防止向服务器发送无效数据,若服务器断开了,则会在报出客户端报出异常,此时即可得知服务器的socket是否处于连接状态;本以为找到一个好方法,使用时才发现,即使服务器处于正常的连接状态,也会抛出异常(有好多文章说此方法可行,然而我没有搞通,不知是不是使用方法出错了,有了解相关情况的望告知),最后只有让服务器在断开socket时,发送一个标识符,即在代码中mdc_connectexit及exit(之所以会用这两个是因为服务器在发送数据时,会出现“粘包”的情况)。

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转载自blog.csdn.net/androidforwell/article/details/55102185
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