Android WebSocket长连接的实现

news2024/11/17 17:40:50

一、为什么需要 WebSocket

初次接触 WebSocket 的人，都会问同样的问题：我们已经有了 HTTP 协议，为什么还需要另一个协议？它能带来什么好处？

答案很简单，因为 HTTP 协议有一个缺陷：通信只能由客户端发起。

举例来说，我们想了解今天的天气，只能是客户端向服务器发出请求，服务器返回查询结果。HTTP 协议做不到服务器主动向客户端推送信息。

这种单向请求的特点，注定了如果服务器有连续的状态变化，客户端要获知就非常麻烦。我们只能使用[“轮询”]：每隔一段时候，就发出一个询问，了解服务器有没有新的信息，最典型的场景就是聊天室。

轮询的效率低，非常浪费资源（因为必须不停连接，或者 HTTP 连接始终打开）。因此，开发工程师们一直在思考，有没有更好的方法。WebSocket 就是这样发明的。

二、 WebSocket的简介

WebSocket 协议在2008年诞生，2011年成为国际标准。所有浏览器都已经支持了。

它的最大特点就是，服务器可以主动向客户端推送信息，客户端也可以主动向服务器发送信息，是真正的双向平等对话，属于[“服务器推送技术”]的一种。
bg2017051502.png
WebSocket的特点包括：

  1. 建立在 TCP 协议之上，服务器端的实现比较容易。

  2. 与 HTTP 协议有着良好的兼容性。默认端口也是80和443，并且握手阶段采用 HTTP 协议，因此握手时不容易屏蔽，能通过各种 HTTP 代理服务器。

  3. 支持双向通信，实时性更强

  4. 数据格式比较轻量，性能开销小，通信高效。

  5. 可以发送文本，也可以发送二进制数据。

  6. 没有同源限制，客户端可以与任意服务器通信。

  7. 协议标识符是ws（如果加密，则为wss），服务器网址就是 URL。

ws://echo.websocket.org

bg2017051503.jpg

三、WebSocket 实现Android客户端与服务器的长连接

Android客户端选择已经成熟的框架，Java-WebSocket，GitHub地址：https://github.com/TooTallNate/Java-WebSocket

（一）引入Java-WebSocket

1、build.gradle中加入
  implementation "org.java-websocket:Java-WebSocket:1.5.1"
2、加入网络请求权限
     <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />
3、新建客户端类

新建一个客户端类并继承WebSocketClient，需要实现它的四个抽象方法、构造函数和onSetSSLParameters方法

     public class JWebSocketClient extends WebSocketClient {

    @Override
    protected void onSetSSLParameters(SSLParameters sslParameters) {
//        super.onSetSSLParameters(sslParameters);
    }

    public JWebSocketClient(URI serverUri) {
        super(serverUri, new Draft_6455());
    }

    @Override
    public void onOpen(ServerHandshake handShakeData) {//在webSocket连接开启时调用
    }

    @Override
    public void onMessage(String message) {//接收到消息时调用
    }

    @Override
    public void onClose(int code, String reason, boolean remote) {//在连接断开时调用
    }

    @Override
    public void onError(Exception ex) {//在连接出错时调用
    }
}

其中onOpen()方法在websocket连接开启时调用，onMessage()方法在接收到消息时调用，onClose()方法在连接断开时调用，onError()方法在连接出错时调用。构造方法中的new Draft_6455()代表使用的协议版本，这里可以不写或者写成这样即可。

4、建立websocket连接

建立连接只需要初始化此客户端再调用连接方法，需要注意的是WebSocketClient对象是不能重复使用的，所以不能重复初始化，其他地方只能调用当前这个Client。

URI uri = URI.create("ws://*******");
JWebSocketClient client = new JWebSocketClient(uri) {
    @Override
    public void onMessage(String message) {
        //message就是接收到的消息
        Log.e("JWebSClientService", message);
    }
};

为了方便对接收到的消息进行处理，可以在这重写onMessage()方法。初始化客户端时需要传入websocket地址（测试地址：ws://echo.websocket.org），websocket协议地址大致是这样的，协议标识符是ws（如果加密，则为wss）

ws:// ip地址 : 端口号

连接时可以使用connect()方法或connectBlocking()方法，建议使用connectBlocking()方法，connectBlocking多出一个等待操作，会先连接再发送。

try {
    client.connectBlocking();
} catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
}
5、发送消息

发送消息只需要调用send()方法，如下

if (client != null && client.isOpen()) {
    client.send("你好");
}
6、关闭socket连接

关闭连接调用close()方法，最后为了避免重复实例化WebSocketClient对象，关闭时一定要将对象置空。

/**
 * 断开连接
 */
private void closeConnect() {
    try {
        if (null != client) {
            client.close();
        }
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        client = null;
    }
}

（二）WebSocket的封装

1、新建一个客户端类并继承WebSocketClient
public class JWebSocketClient extends WebSocketClient {

    @Override
    protected void onSetSSLParameters(SSLParameters sslParameters) {
//        super.onSetSSLParameters(sslParameters);
    }

    public JWebSocketClient(URI serverUri) {
        super(serverUri, new Draft_6455());
    }

    @Override
    public void onOpen(ServerHandshake handShakeData) {//在webSocket连接开启时调用
    }

    @Override
    public void onMessage(String message) {//接收到消息时调用
    }

    @Override
    public void onClose(int code, String reason, boolean remote) {//在连接断开时调用
    }

    @Override
    public void onError(Exception ex) {//在连接出错时调用
    }
}
2、新建WebSocketEvent，用于传递消息事件
public class WebSocketEvent {
    private String message;

    public WebSocketEvent(String message) {
        this.message = message;
    }

    public String getMessage() {
        return message;
    }

    public void setMessage(String message) {
        this.message = message;
    }
}
3、新建WebSocketService服务，用于消息管理和保持长连接状态
public class WebSocketService extends Service {
    private final static String TAG = WebSocketService.class.getSimpleName();

    public JWebSocketClient client;
    private JWebSocketClientBinder mBinder = new JWebSocketClientBinder();
    private final static int GRAY_SERVICE_ID = 1001;

    private static final long CLOSE_RECON_TIME = 100;//连接断开或者连接错误立即重连

    //用于Activity和service通讯
    public class JWebSocketClientBinder extends Binder {
        public WebSocketService getService() {
            return WebSocketService.this;
        }
    }

    //灰色保活
    public static class GrayInnerService extends Service {

        @Override
        public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
            startForeground(GRAY_SERVICE_ID, new Notification());
            stopForeground(true);
            stopSelf();
            return super.onStartCommand(intent, flags, startId);
        }

        @Override
        public IBinder onBind(Intent intent) {
            return null;
        }
    }

    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        LogUtil.i(TAG, "WebSocketService onBind");
        return mBinder;
    }

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
    }

    @Override
    public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
            //初始化WebSocket
            initSocketClient();
            mHandler.postDelayed(heartBeatRunnable, HEART_BEAT_RATE);//开启心跳检测

        //设置service为前台服务，提高优先级
        if (Build.VERSION.SDK_INT < Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN_MR2) {
            //Android4.3以下 ，隐藏Notification上的图标
            startForeground(GRAY_SERVICE_ID, new Notification());
        } else if (Build.VERSION.SDK_INT < Build.VERSION_CODES.O) {
            //Android4.3 - Android8.0，隐藏Notification上的图标
            Intent innerIntent = new Intent(this, GrayInnerService.class);
            startService(innerIntent);
            startForeground(GRAY_SERVICE_ID, new Notification());
        } else {
           //Android8.0以上app启动后通知栏会出现一条"正在运行"的通知
            NotificationChannel channel = new NotificationChannel(NotificationUtil.channel_id, NotificationUtil.channel_name,
                    NotificationManager.IMPORTANCE_HIGH);
            NotificationManager manager = (NotificationManager) getSystemService(Context.NOTIFICATION_SERVICE);
            if (manager != null) {
                manager.createNotificationChannel(channel);
                Notification notification = new Notification.Builder(getApplicationContext(), NotificationUtil.channel_id_tai_bang).build();
                startForeground(GRAY_SERVICE_ID, notification);
            }
        }
        return START_STICKY;
    }

    private void initSocketClient() {
        String url = BuildConfig.WS_PERFIX;
        URI uri = URI.create(url);
        client = new JWebSocketClient(uri) {
            @Override
            public void onMessage(String message) {
                //message就是接收到的消息
                LogUtil.i(TAG, "WebSocketService收到的消息：" + message);

                EventBus.getDefault().post(new WebSocketEvent(message));
        }

            @Override
            public void onOpen(ServerHandshake handShakeData) {//在webSocket连接开启时调用
                LogUtil.i(TAG, "WebSocket 连接成功");
            }

            @Override
            public void onClose(int code, String reason, boolean remote) {//在连接断开时调用
                LogUtil.e(TAG, "onClose() 连接断开_reason：" + reason);

                mHandler.removeCallbacks(heartBeatRunnable);
                mHandler.postDelayed(heartBeatRunnable, CLOSE_RECON_TIME);//开启心跳检测
            }

            @Override
            public void onError(Exception ex) {//在连接出错时调用
                LogUtil.e(TAG, "onError() 连接出错：" + ex.getMessage());

                mHandler.removeCallbacks(heartBeatRunnable);
                mHandler.postDelayed(heartBeatRunnable, CLOSE_RECON_TIME);//开启心跳检测
            }
        };
        connect();
    }

    /**
     * 连接WebSocket
     */
    private void connect() {
        new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    //connectBlocking多出一个等待操作，会先连接再发送，否则未连接发送会报错
                    client.connectBlocking();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }.start();
    }

    /**
     * 发送消息
     */
    public void sendMsg(String msg) {
        if (null != client) {
            LogUtil.i(TAG, "发送的消息：" + msg);
            try {
                client.send(msg);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    @Override
    public boolean onUnbind(Intent intent) {
        LogUtil.e(TAG, "Service onUnbind");
        return super.onUnbind(intent);
    }

    @Override
    public void onDestroy() {
        closeConnect();
        super.onDestroy();
    }

    /**
     * 断开连接
     */
    public void closeConnect() {
        mHandler.removeCallbacks(heartBeatRunnable);
        try {
            if (null != client) {
                client.close();
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            client = null;
        }
    }


    //    -------------------------------------WebSocket心跳检测------------------------------------------------
    private static final long HEART_BEAT_RATE = 10 * 1000;//每隔10秒进行一次对长连接的心跳检测
    private Handler mHandler = new Handler();
    private Runnable heartBeatRunnable = new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            if (client != null) {
                if (client.isClosed()) {
                    reconnectWs();
                    LogUtil.e(TAG, "心跳包检测WebSocket连接状态：已关闭");
                } else if (client.isOpen()) {
                    LogUtil.d(TAG, "心跳包检测WebSocket连接状态：已连接");
                } else {
                    LogUtil.e(TAG, "心跳包检测WebSocket连接状态：已断开");
                }
            } else {
                //如果client已为空，重新初始化连接
                initSocketClient();
                LogUtil.e(TAG, "心跳包检测WebSocket连接状态：client已为空，重新初始化连接");
            }
            //每隔一定的时间，对长连接进行一次心跳检测
            mHandler.postDelayed(this, HEART_BEAT_RATE);
        }
    };

    /**
     * 开启重连
     */
    private void reconnectWs() {
        mHandler.removeCallbacks(heartBeatRunnable);
        new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    LogUtil.e(TAG, "开启重连");
                    client.reconnectBlocking();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }.start();
    }
}
4、在Application中开启WebSocketService服务
    /**
     * 开启并绑定WebSocket服务
     */
    public void startWebSocketService() {
        Intent bindIntent = new Intent(this, WebSocketService.class);
        startService(bindIntent);
        bindService(bindIntent, serviceConnection, BIND_AUTO_CREATE);
    }
5、通过WebSocketService向服务器发送消息
     if (NsApplication.getInstance().getWebSocketService() != null &&
                NsApplication.getInstance().getWebSocketService().client != null && NsApplication.getInstance().getWebSocketService().client.isOpen()) {
            JSONObject jsonObject = new JSONObject();
       NsApplication.getInstance().getWebSocketService().sendMsg(jsonObject );
        } else {
            LogUtil.e(TAG, "WebSocket连接已断开");
        }
    }
6、通过WebSocketService接收服务器发来的消息
    @Subscribe(threadMode = ThreadMode.MAIN)
    public void onMessageEvent(WebSocketEvent event) {
        if (event != null) {
            LogUtil.e(TAG, "接收消息内容：" + event.getMessage());
            }
    }
7、Application
public class NsApplication extends Application {
    private final static String TAG = NsApplication.class.getSimpleName();

    private static NsApplication instance;
    private static final String DEVICE_TOKEN = "device_token";//设备token
    public WebSocketService mWebSocketService;
    //    -------------------------------------WebSocket发送空消息心跳检测------------------------------------------------
    private static final long HEART_BEAT_RATE = 60 * 1000;//每隔1分钟发送空消息保持WebSocket长连接

    public static NsApplication getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new NsApplication();
        }
        return instance;
    }
    private Handler mHandler = new Handler();


    private Runnable webSocketRunnable = new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            if (mWebSocketService != null &&
                    mWebSocketService.client != null && mWebSocketService.client.isOpen()) {
                try {
                    JSONObject jsonObject = new JSONObject();
                    jsonObject.put("from","");
                    jsonObject.put("to", "");

                    LogUtil.e(TAG, "JSONObject：" + jsonObject.toString());
                    mWebSocketService.sendMsg(jsonObject.toString());
                } catch (JSONException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            //每隔一定的时间，对长连接进行一次心跳检测
            mHandler.postDelayed(this, HEART_BEAT_RATE);
        }
    };


    public WebSocketService getWebSocketService() {
        return mWebSocketService;
    }

    /**
     * 开启并绑定WebSocket服务
     */
    public void startWebSocketService(String deviceToken) {
        Intent bindIntent = new Intent(this, WebSocketService.class);
        bindIntent.putExtra(DEVICE_TOKEN, deviceToken);
        startService(bindIntent);
        bindService(bindIntent, serviceConnection, BIND_AUTO_CREATE);

        mHandler.removeCallbacks(webSocketRunnable);
        mHandler.postDelayed(webSocketRunnable, HEART_BEAT_RATE);//开启心跳检测
    }


    private ServiceConnection serviceConnection = new ServiceConnection() {
        @Override
        public void onServiceConnected(ComponentName componentName, IBinder iBinder) {
            //服务与活动成功绑定
            mWebSocketService = ((WebSocketService.JWebSocketClientBinder) iBinder).getService();
            LogUtil.e(TAG, "WebSocket服务与Application成功绑定");
        }

        @Override
        public void onServiceDisconnected(ComponentName componentName) {
            //服务与活动断开
            mWebSocketService = null;
            LogUtil.e(TAG, "WebSocket服务与Application成功断开");
        }
    };
}

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1. HTTP协议 TCP/IP协议栈由上至下分为以下四层&#xff1a; 应用层&#xff1a;为用户提供应用服务时的通信活动 DNS、FTP&#xff08;文件传输&#xff09;、HTTP&#xff08;超文本传输&#xff09;传输层&#xff1a;网络中两台计算机之间的数据传输 TCP、UDP、SPX网络层…
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百问网全志V853开发板烧录开发板系统教程

百问网全志V853开发板烧录开发板系统教程

烧录开发板系统 注意&#xff1a;此方式烧录进的文件系统是ubifs文件系统&#xff0c;如果操作 需要网络文件系统挂载或者使用TF卡&#xff0c;不推荐使用。 准备工作 1.100ASK-V853-Pro开发板 x1 2. 下载全志线刷工具AllwinnertechPhoeniSuit 3. TypeC线 X2、12V电源线X1 4…
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怎么恢复电脑删除的文件？4个策略恢复数据！

怎么恢复电脑删除的文件？4个策略恢复数据！

“不知道大家有什么方法可以恢复电脑上删除的文件吗&#xff1f;一不小心删除了部分文件&#xff0c;希望能得到大家的帮助。” 我们的电脑里会存储着很多重要的数据&#xff0c;包括各种重要的文件、照片、资料等。在使用电脑时&#xff0c;有时候可能会由于各种误操作导致它们…
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PostgreSQL 多表连接不同维度聚合统计查询

PostgreSQL 多表连接不同维度聚合统计查询

摘要：在本文中，你将学习到如何使用 PostgreSQL 完全外连接，从两个或多个表中聚合维度统计数据。 文章目录 一、常用的连接类型图示二、数据库表设计示例三、连接查询示例1. inner join 内连接（不能满足维度统计需求）2. full join 完全外连接（满足维度统计需求）一、常用的…
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环保空调的制冷量和耗电量是多少呢

环保空调的制冷量和耗电量是多少呢

环保空调的制冷量和耗电量因具体型号、功率以及使用情况而异。以下是一些关于环保空调制冷量和耗电量的详细解释和归纳&#xff1a; 制冷量 原理&#xff1a;环保空调主要利用水蒸发吸热的物理原理进行降温&#xff0c;这种降温方式能够带来显著的冷却效果。效果&#xff1a;…
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【NLP】给Transformer降降秩，通过分层选择性降阶提高语言模型的推理能力

【NLP】给Transformer降降秩，通过分层选择性降阶提高语言模型的推理能力

【NLP】给Transformer降降秩&#xff0c;通过分层选择性降阶提高语言模型的推理能力 文章目录 【自然语言处理-论文翻译与学习】序1、导论2、相关工作3、相关工具4、方案5、实验5.1 使用 GPT-J 对 CounterFact 数据集进行彻底分析5.1.1 数据集中的哪些事实是通过降阶恢复的&…
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C++ 引用 - 引用的特点|在优化程序上的作用

C++ 引用 - 引用的特点|在优化程序上的作用

引用是C 的一个别名机制&#xff0c;所谓别名&#xff0c;就是同一块内存共用多个名字&#xff0c;每个名字都指的是这片空间&#xff0c;通过这些别名都能访问到同样的一块空间。 就像鲁迅和周树人是同一个人。 ——鲁迅 一、引用的基本用法 int a 10; int& ref a; // …
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磁盘管理 磁盘介绍 MBR

磁盘管理 磁盘介绍 MBR

track&#xff1a;磁道&#xff0c;就是磁盘上同心圆&#xff0c;从外向里&#xff0c;依次1号、2号磁道..... sector&#xff1a;扇区&#xff0c;将磁盘分成一个一个扇形区域&#xff0c;每个扇区大小是512字节&#xff0c;从外向里&#xff0c;依次是1号扇区、2号扇区... cy…
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LLVM Cpu0 新后端 系列课程总结

LLVM Cpu0 新后端 系列课程总结

想好好熟悉一下llvm开发一个新后端都要干什么&#xff0c;于是参考了老师的系列文章&#xff1a; LLVM 后端实践笔记 代码在这里&#xff08;还没来得及准备&#xff0c;先用网盘暂存一下&#xff09;&#xff1a; 链接: https://pan.baidu.com/s/1yLAtXs9XwtyEzYSlDCSlqw?…
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