Android中长连接的解决方案

Http请求的过程

1. 通过运营商的DNS服务器解析目标域名的ip地址，保存到localhost文件中缓存
2. 通过TCP三次握手与服务端建立链接
3. 写入Http的请求头、请求体以及数据后接收数据
4. 接收完一个请求的数据后，通过TCP四次挥手释放链接

如果还需要担心DNS劫持的话，则还需要加一层HttpDNS的过程。也就是通过Http协议将域名解析成对应的可信任的IP列表，通过ip直接访问。

长连接的优势

长连接通过Socket与服务端建立持久的链接，即使单个请求发送与接收后也不会释放链接。这样的好处有：

1. 通过指定IP建立连接，减少DNS的查询时间
2. 只用经历最初的一次TCP的三次握手，在真正请求时，则免去了建立连接的过程
3. 在大量请求并发的时候，不会出现大量的Http链接断开重连的过程
4. 服务端可以通过长连接进行推送，达到更加实时的效果
5. TCP接收数据的滑动窗口也会一直保持

长连接的问题

虽然长连接的好处很多，但是在保持长连接稳定的过程中也会存在很多的问题：

1. 网络切换的过程会导致长连接断开
2. 进程被杀掉时候，也会导致长连接断开
3. NAT超时，会导致长连接断开
4. DHCP租期到了，会导致ip地址变化，导致长连接断开

所以，在应用中，就需要保护长连接的稳定，否则会导致很多信息收不到。

NAT：因为 IP v4 的 IP 量有限，运营商分配给手机终端的 IP 是运营商内网的 IP，手机要连接 Internet，就需要通过运营商的网关做一个网络地址转换（Network Address Translation，NAT）。简单的说运营商的网关需要维护一个外网 IP、端口到内网 IP、端口的对应关系，以确保内网的手机可以跟 Internet 的服务器通讯。GGSN（Gateway GPRS Support Node 网关GPRS支持结点）模块就实现了NAT功能。
因为大部分移动无线网络运营商都是为了减少网关的NAT映射表的负荷，所以如果发现链路中有一段时间没有数据通讯时，会删除其对应表，造成链路中断。

长连接的稳定性方案

为了从客户端保持长连接的稳定，有这些方案：

1. 提升长连接进程的优先级，避免被系统杀死
   • 因为Linux中的Low Memory Killer是通过每个进程的oomadj来判断是否清理该进程，所以可以通过提高进程优先级来降低被Kill的风险
2. 进程保活，当进程被Kill时，可以重新启动：
   • 通过接收系统广播
   • 通过AlarmManager定时检测
   • 通过Linux的fork子进程，当子进程被回收时，检测ppid是否为init进程，如果是的话，则回调Java层启动Service
   • 通过Service的onStartCommand返回START_STICKY
3. 网络切换时，自动重连
   • 监听系统网络切换广播
   • 监听屏幕亮灭的广播，主动批量拉取消息
4. 定期发送心跳包，避免NAT超时
   • 移动网络的NAT超时一般都在5min左右
   • 心跳包需要在5min以内定时发送

运营商NAT超时时间

长连接与耗电

在保证长连接的过程中，太频繁发送网络请求，并且当前设备状态不佳时，都需要动态的调整长连接的策略。并且在收到消息后，本地存储的时机都需要进行考虑。

• 前后台策略：区分进程前后台，调整心跳间隔时间
• NAT超时策略：根据运营商以及网络类型，调整心跳间隔
• 合并请求：将多个请求在同一时间/同一个包内进行合并，减少系统唤醒次数
• 设备策略：根据设备是否在充电、设备电量来制定长连接请求策略
• 消息策略：区分消息类型，制定优先级，确定哪些消息在特定情况下拉取
• Android特性：尽量拟合Doze以及JobScheduler的特性，批量以及特定情况下进行消息处理

长连接的容灾

当用户的长连接断了之后，如果不能重启，则需要将长连接进行降级策略，例如使用Http轮询策略。

长连接消息的本地存储

在长连接消息的本地存储中，通常都使用SQLite数据库，当然也有新型的ORM数据库例如ObjectBox。而通常长连接都需要考虑数据库的点有：

• 数据库的过期时间
• 数据库消息的数量
• 数据库消息的清理时机与策略
• 数据库的批量插入与删除效率

离线推送

对于有产品矩阵的App而言，可以通过产品矩阵来发送Push的通知从而拉起相应的产品。比如百度、腾讯、阿里、头条等

注意事项

在开发的过程中，需要注意：

• 消息的时序问题
• 数据库以及内存的更新顺序
• 消息表的分配
• 用户消息的区分