WebSocket 概述和方案选型

WebSocket测试工具：http://www.websocket-test.com/

Websocket是html5提出的一个协议规范，是为解决客户端与服务端实时通信。本质上是一个基于tcp，先通过HTTP/HTTPS协议发起一条特殊的http请求进行握手后创建一个用于交换数据的TCP连接。

WebSocket优势：浏览器和服务器只需要要做一个握手的动作，在建立连接之后，双方可以在任意时刻，相互推送信息。同时，服务器与客户端之间交换的头信息很小。

目的：即时通讯，替代轮询

网站上的即时通讯是很常见的，比如网页的QQ，聊天系统等。按照以往的技术能力通常是采用轮询、Comet技术解决。

HTTP协议是非持久化的，单向的网络协议，在建立连接后只允许浏览器向服务器发出请求后，服务器才能返回相应的数据。当需要即时通讯时，通过轮询在特定的时间间隔（如1秒），由浏览器向服务器发送Request请求，然后将最新的数据返回给浏览器。这样的方法最明显的缺点就是需要不断的发送请求，而且通常HTTP request的Header是非常长的，为了传输一个很小的数据需要付出巨大的代价，是很不合算的，占用了很多的宽带。

缺点：会导致过多不必要的请求，浪费流量和服务器资源，每一次请求、应答，都浪费了一定流量在相同的头部信息上

然而WebSocket的出现可以弥补这一缺点。在WebSocket中，只需要服务器和浏览器通过HTTP协议进行一个握手的动作，然后单独建立一条TCP的通信通道进行数据的传送。

原理

WebSocket同HTTP一样也是应用层的协议，但是它是一种双向通信协议，是建立在TCP之上的。

连接过程 —— 握手过程

1. 浏览器、服务器建立TCP连接，三次握手。这是通信的基础，传输控制层，若失败后续都不执行。
2. TCP连接成功后，浏览器通过HTTP协议向服务器传送WebSocket支持的版本号等信息。（开始前的HTTP握手）
3. 服务器收到客户端的握手请求后，同样采用HTTP协议回馈数据。
4. 当收到了连接成功的消息后，通过TCP通道进行传输通信。

WebSocket与HTTP的关系

相同点

1. 都是一样基于TCP的，都是可靠性传输协议。
2. 都是应用层协议。

不同点

1. WebSocket是双向通信协议，模拟Socket协议，可以双向发送或接受信息。HTTP是单向的。
2. WebSocket是需要握手进行建立连接的。

联系

WebSocket在建立握手时，数据是通过HTTP传输的。但是建立之后，在真正传输时候是不需要HTTP协议的。

WebSocket与Socket的关系

Socket其实并不是一个协议，而是为了方便使用TCP或UDP而抽象出来的一层，是位于应用层和传输控制层之间的一组接口。

Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据，以符合指定的协议。

当两台主机通信时，必须通过Socket连接，Socket则利用TCP/IP协议建立TCP连接。TCP连接则更依靠于底层的IP协议，IP协议的连接则依赖于链路层等更低层次。

WebSocket则是一个典型的应用层协议。

区别

Socket是传输控制层协议，WebSocket是应用层协议。

HTML5与WebSocket的关系

WebSocket API 是 HTML5 标准的一部分，但这并不代表 WebSocket 一定要用在 HTML 中，或者只能在基于浏览器的应用程序中使用。

实际上，许多语言、框架和服务器都提供了 WebSocket 支持，例如：

- 基于 C 的 libwebsocket.org
- 基于 Node.js 的 Socket.io
- 基于 Python 的 ws4py
- 基于 C++ 的 WebSocket++
- Apache 对 WebSocket 的支持： Apache Module mod_proxy_wstunnel
- Nginx 对 WebSockets 的支持： NGINX as a WebSockets Proxy 、 NGINX Announces Support for WebSocket Protocol 、WebSocket proxying
- lighttpd 对 WebSocket 的支持：mod_websocket

WebSocket 机制

以下简要介绍一下 WebSocket 的原理及运行机制。

WebSocket 是 HTML5 一种新的协议。它实现了浏览器与服务器全双工通信，能更好的节省服务器资源和带宽并达到实时通讯，它建立在 TCP 之上，同 HTTP 一样通过 TCP 来传输数据，但是它和 HTTP 最大不同是：

WebSocket 是一种双向通信协议，在建立连接后，WebSocket 服务器和 Browser/Client Agent 都能主动的向对方发送或接收数据，就像 Socket 一样；
WebSocket 需要类似 TCP 的客户端和服务器端通过握手连接，连接成功后才能相互通信。

非 WebSocket 模式传统 HTTP 客户端与服务器的交互如下图所示：

图 1. 传统 HTTP 请求响应客户端服务器交互图

图 1. 传统 HTTP 请求响应客户端服务器交互图

使用 WebSocket 模式客户端与服务器的交互如下图：

图 2.WebSocket 请求响应客户端服务器交互图

图 2.WebSocket 请求响应客户端服务器交互图

上图对比可以看出，相对于传统 HTTP 每次请求-应答都需要客户端与服务端建立连接的模式，WebSocket 是类似 Socket 的 TCP 长连接的通讯模式，一旦 WebSocket 连接建立后，后续数据都以帧序列的形式传输。在客户端断开 WebSocket 连接或 Server 端断掉连接前，不需要客户端和服务端重新发起连接请求。在海量并发及客户端与服务器交互负载流量大的情况下，极大的节省了网络带宽资源的消耗，有明显的性能优势，且客户端发送和接受消息是在同一个持久连接上发起，实时性优势明显。

我们再通过客户端和服务端交互的报文看一下 WebSocket 通讯与传统 HTTP 的不同：

在客户端，new WebSocket 实例化一个新的 WebSocket 客户端对象，连接类似 ws://yourdomain:port/path 的服务端 WebSocket URL，WebSocket 客户端对象会自动解析并识别为 WebSocket 请求，从而连接服务端端口，执行双方握手过程，客户端发送数据格式类似：

清单 1.WebSocket 客户端连接报文

GET /webfin/websocket/ HTTP/1.1
Host: localhost
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Key: xqBt3ImNzJbYqRINxEFlkg==
Origin: [`http://localhost`](http://localhost/):8080
Sec-WebSocket-Version: 13

可以看到，客户端发起的 WebSocket 连接报文类似传统 HTTP 报文，”Upgrade：websocket”参数值表明这是 WebSocket 类型请求，“Sec-WebSocket-Key”是 WebSocket 客户端发送的一个 base64 编码的密文，要求服务端必须返回一个对应加密的“Sec-WebSocket-Accept”应答，否则客户端会抛出“Error during WebSocket handshake”错误，并关闭连接。

服务端收到报文后返回的数据格式类似：

清单 2.WebSocket 服务端响应报文

HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Accept: K7DJLdLooIwIG/MOpvWFB3y3FE8=

“Sec-WebSocket-Accept”的值是服务端采用与客户端一致的密钥计算出来后返回客户端的,“HTTP/1.1 101 Switching Protocols”表示服务端接受 WebSocket 协议的客户端连接，经过这样的请求-响应处理后，客户端服务端的 WebSocket 连接握手成功, 后续就可以进行 TCP 通讯了。

在开发方面，WebSocket API 也十分简单，我们只需要实例化 WebSocket，创建连接，然后服务端和客户端就可以相互发送和响应消息，在下文 WebSocket 实现及案例分析部分，可以看到详细的 WebSocket API 及代码实现。

WebSocket 实现

如上文所述，WebSocket 的实现分为客户端和服务端两部分，客户端（通常为浏览器）发出 WebSocket 连接请求，服务端响应，实现类似 TCP 握手的动作，从而在浏览器客户端和 WebSocket 服务端之间形成一条 HTTP 长连接快速通道。两者之间后续进行直接的数据互相传送，不再需要发起连接和相应。

以下简要描述 WebSocket 服务端 API 及客户端 API。

WebSocket 服务端 API

WebSocket 服务端在各个主流应用服务器厂商中已基本获得符合 JEE JSR356 标准规范 API 的支持，以下列举了部分常见的商用及开源应用服务器对 WebSocket Server 端的支持情况：

表 1.WebSocket 服务端支持

厂商	应用服务器	备注
IBM	WebSphere	WebSphere 8.0 以上版本支持，7.X 之前版本结合 MQTT 支持类似的 HTTP 长连接
甲骨文	WebLogic	WebLogic 12c 支持，11g 及 10g 版本通过 HTTP Publish 支持类似的 HTTP 长连接
微软	IIS	IIS 7.0+支持
Apache	Tomcat	Tomcat 7.0.5＋支持，7.0.2X 及 7.0.3X 通过自定义 API 支持
	Jetty	Jetty 7.0＋支持

以下我们使用 Tomcat7.0.5 版本的服务端示例代码说明 WebSocket 服务端的实现：

JSR356 的 WebSocket 规范使用 javax.websocket.*的 API，可以将一个普通 Java 对象（POJO）使用 @ServerEndpoint 注释作为 WebSocket 服务器的端点，代码示例如下：

清单 3.WebSocket 服务端 API 示例

@ServerEndpoint("/echo")
 public class EchoEndpoint {

 @OnOpen
 public void onOpen(Session session) throws IOException {
 //以下代码省略...
 }

 @OnMessage
 public String onMessage(String message) {
 //以下代码省略...
 }

 @Message(maxMessageSize=6)
 public void receiveMessage(String s) {
 //以下代码省略...
 } 

 @OnError
 public void onError(Throwable t) {
 //以下代码省略...
 }

 @OnClose
 public void onClose(Session session, CloseReason reason) {
 //以下代码省略...
 } 

 }

代码解释：

上文的简洁代码即建立了一个 WebSocket 的服务端，@ServerEndpoint("/echo") 的 annotation 注释端点表示将 WebSocket 服务端运行在 ws://[Server 端 IP 或域名]:[Server 端口]/websockets/echo 的访问端点，客户端浏览器已经可以对 WebSocket 客户端 API 发起 HTTP 长连接了。

使用 ServerEndpoint 注释的类必须有一个公共的无参数构造函数，@onMessage 注解的 Java 方法用于接收传入的 WebSocket 信息，这个信息可以是文本格式，也可以是二进制格式。

OnOpen 在这个端点一个新的连接建立时被调用。参数提供了连接的另一端的更多细节。Session 表明两个 WebSocket 端点对话连接的另一端，可以理解为类似 HTTPSession 的概念。

OnClose 在连接被终止时调用。参数 closeReason 可封装更多细节，如为什么一个 WebSocket 连接关闭。

更高级的定制如 @Message 注释，MaxMessageSize 属性可以被用来定义消息字节最大限制，在示例程序中，如果超过 6 个字节的信息被接收，就报告错误和连接关闭。

注意：早期不同应用服务器支持的 WebSocket 方式不尽相同，即使同一厂商，不同版本也有细微差别，如 Tomcat 服务器 7.0.5 以上的版本都是标准 JSR356 规范实现，而 7.0.2x/7.0.3X 的版本使用自定义 API （WebSocketServlet 和 StreamInbound，前者是一个容器，用来初始化 WebSocket 环境；后者是用来具体处理 WebSocket 请求和响应，详见案例分析部分），且 Tomcat7.0.3x 与 7.0.2x 的 createWebSocketInbound 方法的定义不同，增加了一个 HttpServletRequest 参数，使得可以从 request 参数中获取更多 WebSocket 客户端的信息，如下代码所示：

清单 4.Tomcat7.0.3X 版本 WebSocket API

public class EchoServlet extends WebSocketServlet {
@Override
protected StreamInbound createWebSocketInbound(String subProtocol,
HttpServletRequest request) {
 //以下代码省略....
return new MessageInbound() {
 //以下代码省略....
}
protected void onBinaryMessage(ByteBuffer buffer)
throws IOException {
 //以下代码省略...
}
protected void onTextMessage(CharBuffer buffer) throws IOException {
 getWsOutbound().writeTextMessage(buffer);
 //以下代码省略...
}
};
}
}

因此选择 WebSocket 的 Server 端重点需要选择其版本，通常情况下，更新的版本对 WebSocket 的支持是标准 JSR 规范 API，但也要考虑开发易用性及老版本程序移植性等方面的问题，如下文所述的客户案例，就是因为客户要求统一应用服务器版本所以使用的 Tomcat 7.0.3X 版本的 WebSocketServlet 实现，而不是 JSR356 的 @ServerEndpoint 注释端点。

WebSocket 客户端 API

对于 WebSocket 客户端，主流的浏览器（包括 PC 和移动终端）现已都支持标准的 HTML5 的 WebSocket API，这意味着客户端的 WebSocket JavaScirpt 脚本具备良好的一致性和跨平台特性，以下列举了常见的浏览器厂商对 WebSocket 的支持情况：

表 2.WebSocket 客户端支持

浏览器	支持情况
Chrome	Chrome version 4+支持
Firefox	Firefox version 5+支持
IE	IE version 10+支持
Safari	IOS 5+支持
Android Brower	Android 4.5+支持

客户端 WebSocket API 基本上已经在各个主流浏览器厂商中实现了统一，因此使用标准 HTML5 定义的 WebSocket 客户端的 JavaScript API 即可，当然也可以使用业界满足 WebSocket 标准规范的开源框架，如 Socket.io。

以下以一段代码示例说明 WebSocket 的客户端实现：

清单 5.WebSocket 客户端 API 示例

var ws = new WebSocket(“ws://echo.websocket.org”); 
 ws.onopen = function(){ws.send(“Test!”); }; 
 ws.onmessage = function(evt){console.log(evt.data);ws.close();}; 
 ws.onclose = function(evt){console.log(“WebSocketClosed!”);}; 
 ws.onerror = function(evt){console.log(“WebSocketError!”);};

第一行代码是在申请一个 WebSocket 对象，参数是需要连接的服务器端的地址，同 HTTP 协议开头一样，WebSocket 协议的 URL 使用 ws://开头，另外安全的 WebSocket 协议使用 wss://开头。

第二行到第五行为 WebSocket 对象注册消息的处理函数，WebSocket 对象一共支持四个消息 onopen, onmessage, onclose 和 onerror，有了这 4 个事件，我们就可以很容易很轻松的驾驭 WebSocket。

当 Browser 和 WebSocketServer 连接成功后，会触发 onopen 消息；如果连接失败，发送、接收数据失败或者处理数据出现错误，browser 会触发 onerror 消息；当 Browser 接收到 WebSocketServer 发送过来的数据时，就会触发 onmessage 消息，参数 evt 中包含 Server 传输过来的数据；当 Browser 接收到 WebSocketServer 端发送的关闭连接请求时，就会触发 onclose 消息。我们可以看出所有的操作都是采用异步回调的方式触发，这样不会阻塞 UI，可以获得更快的响应时间，更好的用户体验。

WebSocket Android客户端技术选型

目前Android WebSocket 框架主要包括:

SocketIO
Java-WebSocket
OkHttp WebSocket

一开始我首选的是采用SocketIO方案，因为考虑该方案封装接口好，提供异步回调机制，但和后端同事沟通发现目前客户端的SocketIO不支持ws wss协议, 所以无奈只能放弃。SocketIO 不是标准 websocket 的实现，是一个自定义的协议，所以不支持 ws 协议。不建议使用。

接着考虑采用Java-WebSocket方案，该方案是websocket的java完整实现，目前github6.5K星，于是考虑导入，但是在实测时发现调用connect，reConnect，如果导致线程异常报错，网上搜索相关解决方案，并不能有效解决此问题，当然也可能是我没有更深入分析此问题。

最后考虑采用OkHttp方案，基于OkHttp优秀的线程读写控制机制，发现该方案出奇的稳定。

参考文档：https://square.github.io/okhttp/4.x/okhttp/okhttp3/-web-socket/

Java-WebSocket方案的实现:

1、build.gradle中加入

implementation "org.java-websocket:Java-WebSocket:1.4.0"

2、加入网络请求权限

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和构造函数，如下：

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

    @Override
    public void onOpen(ServerHandshake handshakedata) {
        Log.e("JWebSocketClient", "onOpen()");
    }

    @Override
    public void onMessage(String message) {
        Log.e("JWebSocketClient", "onMessage()");
    }

    @Override
    public void onClose(int code, String reason, boolean remote) {
        Log.e("JWebSocketClient", "onClose()");
    }

    @Override
    public void onError(Exception ex) {
        Log.e("JWebSocketClient", "onError()");
    }
}

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

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();
}

运行之后可以看到客户端的onOpen()方法得到了执行，表示已经和websocket建立了连接

image

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、后台运行

一般来说即时通讯功能都希望像QQ微信这些App一样能在后台保持运行，当然App保活这个问题本身就是个伪命题，我们只能尽可能保活，所以首先就是建一个Service，将websocket的逻辑放入服务中运行并尽可能保活，让websocket保持连接。

1、新建Service
新建一个Service，在启动Service时实例化WebSocketClient对象并建立连接，将上面的代码搬到服务里即可。

2、Service和Activity之间通讯
由于消息是在Service中接收，从Activity中发送，需要获取到Service中的WebSocketClient对象，所以需要进行服务和活动之间的通讯，这就需要用到Service中的onBind()方法了。

首先新建一个Binder类,让它继承自Binder，并在内部提供相应方法，然后在onBind()方法中返回这个类的实例。

public class JWebSocketClientService extends Service {
    private URI uri;
    public JWebSocketClient client;
    private JWebSocketClientBinder mBinder = new JWebSocketClientBinder();

    //用于Activity和service通讯
    class JWebSocketClientBinder extends Binder {
        public JWebSocketClientService getService() {
            return JWebSocketClientService.this;
        }
    }
    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        return mBinder;
    }
}

接下来就需要对应的Activity绑定Service，并获取Service的东西，代码如下

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    private JWebSocketClient client;
    private JWebSocketClientService.JWebSocketClientBinder binder;
    private JWebSocketClientService jWebSClientService;

    private ServiceConnection serviceConnection = new ServiceConnection() {
        @Override
        public void onServiceConnected(ComponentName componentName, IBinder iBinder) {
            //服务与活动成功绑定
            Log.e("MainActivity", "服务与活动成功绑定");
            binder = (JWebSocketClientService.JWebSocketClientBinder) iBinder;
            jWebSClientService = binder.getService();
            client = jWebSClientService.client;
        }

        @Override
        public void onServiceDisconnected(ComponentName componentName) {
            //服务与活动断开
            Log.e("MainActivity", "服务与活动成功断开");
        }
    };

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        bindService();
    }

    /**
     * 绑定服务
     */
    private void bindService() {
        Intent bindIntent = new Intent(MainActivity.this, JWebSocketClientService.class);
        bindService(bindIntent, serviceConnection, BIND_AUTO_CREATE);
    }
}

这里首先创建了一个ServiceConnection匿名类，在里面重写onServiceConnected()和onServiceDisconnected()方法，这两个方法会在活动与服务成功绑定以及连接断开时调用。在onServiceConnected()首先得到JWebSocketClientBinder的实例，有了这个实例便可调用服务的任何public方法，这里调用getService()方法得到Service实例，得到了Service实例也就得到了WebSocketClient对象，也就可以在活动中发送消息了。

三、从Service中更新Activity的UI

当Service中接收到消息时需要更新Activity中的界面，方法有很多，这里我们利用广播来实现，在对应Activity中定义广播接收者，Service中收到消息发出广播即可。

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    ...
    private class ChatMessageReceiver extends BroadcastReceiver{

        @Override
        public void onReceive(Context context, Intent intent) {
             String message=intent.getStringExtra("message");
        }
    }

    /**
     * 动态注册广播
     */
    private void doRegisterReceiver() {
        chatMessageReceiver = new ChatMessageReceiver();
        IntentFilter filter = new IntentFilter("com.xch.servicecallback.content");
        registerReceiver(chatMessageReceiver, filter);
    }
    ...
}

上面的代码很简单，首先创建一个内部类并继承自BroadcastReceiver，也就是代码中的广播接收器ChatMessageReceiver，然后动态注册这个广播接收器。当Service中接收到消息时发出广播，就能在ChatMessageReceiver里接收广播了。
发送广播：

client = new JWebSocketClient(uri) {
      @Override
      public void onMessage(String message) {
          Intent intent = new Intent();
          intent.setAction("com.xch.servicecallback.content");
          intent.putExtra("message", message);
          sendBroadcast(intent);
      }
};

获取广播传过来的消息后即可更新UI，具体布局就不细说，比较简单，看下我的源码就知道了，demo地址我会放到文章末尾。

四、消息通知

消息通知直接使用Notification，只是当锁屏时需要先点亮屏幕，代码如下

  /**
   * 检查锁屏状态，如果锁屏先点亮屏幕
   *
   * @param content
   */
  private void checkLockAndShowNotification(String content) {
      //管理锁屏的一个服务
      KeyguardManager km = (KeyguardManager) getSystemService(Context.KEYGUARD_SERVICE);
      if (km.inKeyguardRestrictedInputMode()) {//锁屏
          //获取电源管理器对象
          PowerManager pm = (PowerManager) this.getSystemService(Context.POWER_SERVICE);
          if (!pm.isScreenOn()) {
              @SuppressLint("InvalidWakeLockTag") PowerManager.WakeLock wl = pm.newWakeLock(PowerManager.ACQUIRE_CAUSES_WAKEUP |
                        PowerManager.SCREEN_BRIGHT_WAKE_LOCK, "bright");
              wl.acquire();  //点亮屏幕
              wl.release();  //任务结束后释放
          }
          sendNotification(content);
      } else {
          sendNotification(content);
      }
  }

  /**
   * 发送通知
   *
   * @param content
   */
  private void sendNotification(String content) {
      Intent intent = new Intent();
      intent.setClass(this, MainActivity.class);
      PendingIntent pendingIntent = PendingIntent.getActivity(this, 0, intent, PendingIntent.FLAG_UPDATE_CURRENT);
      NotificationManager notifyManager = (NotificationManager) getSystemService(Context.NOTIFICATION_SERVICE);
      Notification notification = new NotificationCompat.Builder(this)
              .setAutoCancel(true)
              // 设置该通知优先级
              .setPriority(Notification.PRIORITY_MAX)
              .setSmallIcon(R.mipmap.ic_launcher)
              .setContentTitle("昵称")
              .setContentText(content)
              .setVisibility(VISIBILITY_PUBLIC)
              .setWhen(System.currentTimeMillis())
              // 向通知添加声音、闪灯和振动效果
              .setDefaults(Notification.DEFAULT_VIBRATE | Notification.DEFAULT_ALL | Notification.DEFAULT_SOUND)
              .setContentIntent(pendingIntent)
              .build();
      notifyManager.notify(1, notification);//id要保证唯一
  }

如果未收到通知可能是设置里通知没开，进入设置打开即可，如果锁屏时无法弹出通知，可能是未开启锁屏通知权限，也需进入设置开启。为了保险起见我们可以判断通知是否开启，未开启引导用户开启，代码如下：

  /**
   * 检测是否开启通知
   *
   * @param context
   */
  private void checkNotification(final Context context) {
      if (!isNotificationEnabled(context)) {
          new AlertDialog.Builder(context).setTitle("温馨提示")
                  .setMessage("你还未开启系统通知，将影响消息的接收，要去开启吗？")
                  .setPositiveButton("确定", new DialogInterface.OnClickListener() {
                      @Override
                      public void onClick(DialogInterface dialog, int which) {
                          setNotification(context);
                      }
                  }).setNegativeButton("取消", new DialogInterface.OnClickListener() {
              @Override
              public void onClick(DialogInterface dialog, int which) {

              }
          }).show();
      }
  }
  /**
   * 如果没有开启通知，跳转至设置界面
   *
   * @param context
   */
  private void setNotification(Context context) {
      Intent localIntent = new Intent();
      //直接跳转到应用通知设置的代码：
      if (android.os.Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP) {
          localIntent.setAction("android.settings.APP_NOTIFICATION_SETTINGS");
          localIntent.putExtra("app_package", context.getPackageName());
          localIntent.putExtra("app_uid", context.getApplicationInfo().uid);
      } else if (android.os.Build.VERSION.SDK_INT == Build.VERSION_CODES.KITKAT) {
            localIntent.setAction(Settings.ACTION_APPLICATION_DETAILS_SETTINGS);
            localIntent.addCategory(Intent.CATEGORY_DEFAULT);
            localIntent.setData(Uri.parse("package:" + context.getPackageName()));
      } else {
          //4.4以下没有从app跳转到应用通知设置页面的Action，可考虑跳转到应用详情页面
          localIntent.addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK);
          if (Build.VERSION.SDK_INT >= 9) {
                localIntent.setAction("android.settings.APPLICATION_DETAILS_SETTINGS");
                localIntent.setData(Uri.fromParts("package", context.getPackageName(), null));
          } else if (Build.VERSION.SDK_INT <= 8) {
                localIntent.setAction(Intent.ACTION_VIEW);
                localIntent.setClassName("com.android.settings", "com.android.setting.InstalledAppDetails");
                localIntent.putExtra("com.android.settings.ApplicationPkgName", context.getPackageName());
          }
      }
      context.startActivity(localIntent);
  }

  /**
   * 获取通知权限,检测是否开启了系统通知
   *
   * @param context
   */
  @TargetApi(Build.VERSION_CODES.KITKAT)
  private boolean isNotificationEnabled(Context context) {
      String CHECK_OP_NO_THROW = "checkOpNoThrow";
      String OP_POST_NOTIFICATION = "OP_POST_NOTIFICATION";

      AppOpsManager mAppOps = (AppOpsManager) context.getSystemService(Context.APP_OPS_SERVICE);
      ApplicationInfo appInfo = context.getApplicationInfo();
      String pkg = context.getApplicationContext().getPackageName();
      int uid = appInfo.uid;

      Class appOpsClass = null;
      try {
          appOpsClass = Class.forName(AppOpsManager.class.getName());
          Method checkOpNoThrowMethod = appOpsClass.getMethod(CHECK_OP_NO_THROW, Integer.TYPE, Integer.TYPE,
                    String.class);
          Field opPostNotificationValue = appOpsClass.getDeclaredField(OP_POST_NOTIFICATION);

          int value = (Integer) opPostNotificationValue.get(Integer.class);
          return ((Integer) checkOpNoThrowMethod.invoke(mAppOps, value, uid, pkg) == AppOpsManager.MODE_ALLOWED);

      } catch (Exception e) {
          e.printStackTrace();
      }
      return false;
  }

最后加入相关的权限

五、心跳检测和重连

由于很多不确定因素会导致websocket连接断开，例如网络断开，所以需要保证websocket的连接稳定性，这就需要加入心跳检测和重连。
心跳检测其实就是个定时器，每隔一段时间检测一次，如果连接断开则重连，Java-WebSocket框架在目前最新版本中有两个重连的方法，分别是reconnect()和reconnectBlocking()，这里同样使用后者。

  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();
              }
          } else {
              //如果client已为空，重新初始化websocket
              initSocketClient();
          }
          //定时对长连接进行心跳检测
          mHandler.postDelayed(this, HEART_BEAT_RATE);
      }
  };

  /**
   * 开启重连
   */
  private void reconnectWs() {
      mHandler.removeCallbacks(heartBeatRunnable);
      new Thread() {
          @Override
          public void run() {
              try {
                  //重连
                  client.reconnectBlocking();
              } catch (InterruptedException e) {
                  e.printStackTrace();
              }
          }
      }.start();
  }

然后在服务启动时开启心跳检测

mHandler.postDelayed(heartBeatRunnable, HEART_BEAT_RATE);//开启心跳检测

我们打印一下日志，如图所示

image

六、服务(Service)保活

如果某些业务场景需要App保活，例如利用这个websocket来做推送，那就需要我们的App后台服务不被kill掉，当然如果和手机厂商没有合作，要保证服务一直不被杀死，这可能是所有Android开发者比较头疼的一个事，这里我们只能尽可能的来保证Service的存活。

1、提高服务优先级（前台服务）
前台服务的优先级比较高，它会在状态栏显示类似于通知的效果，可以尽量避免在内存不足时被系统回收，前台服务比较简单就不细说了。有时候我们希望可以使用前台服务但是又不希望在状态栏有显示，那就可以利用灰色保活的办法，如下

  private final static int GRAY_SERVICE_ID = 1001;
  //灰色保活手段
  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;
      }
  }

   //设置service为前台服务，提高优先级
   if (Build.VERSION.SDK_INT < 18) {
       //Android4.3以下 ，隐藏Notification上的图标
       startForeground(GRAY_SERVICE_ID, new Notification());
   } else if(Build.VERSION.SDK_INT>18 && Build.VERSION.SDK_INT<25){
       //Android4.3 - Android7.0，隐藏Notification上的图标
       Intent innerIntent = new Intent(this, GrayInnerService.class);
       startService(innerIntent);
       startForeground(GRAY_SERVICE_ID, new Notification());
   }else{
       //暂无解决方法
       startForeground(GRAY_SERVICE_ID, new Notification());
   }

AndroidManifest.xml中注册这个服务

这里其实就是开启前台服务并隐藏了notification，也就是再启动一个service并共用一个通知栏，然后stop这个service使得通知栏消失。但是7.0以上版本会在状态栏显示“正在运行”的通知，目前暂时没有什么好的解决办法。

2、修改Service的onStartCommand 方法返回值

  @Override
  public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
      ...
      return START_STICKY;
  }

onStartCommand()返回一个整型值，用来描述系统在杀掉服务后是否要继续启动服务，START_STICKY表示如果Service进程被kill掉，系统会尝试重新创建Service。

3、锁屏唤醒

  PowerManager.WakeLock wakeLock;//锁屏唤醒
  private void acquireWakeLock()
  {
      if (null == wakeLock)
      {
          PowerManager pm = (PowerManager)this.getSystemService(Context.POWER_SERVICE);
          wakeLock = pm.newWakeLock(PowerManager.PARTIAL_WAKE_LOCK|PowerManager.ON_AFTER_RELEASE, "PostLocationService");
          if (null != wakeLock)
          {
              wakeLock.acquire();
          }
      }
  }

获取电源锁，保持该服务在屏幕熄灭时仍然获取CPU时，让其保持运行。

4、其他保活方式
服务保活还有许多其他方式，比如进程互拉、一像素保活、申请自启权限、引导用户设置白名单等，其实Android 7.0版本以后，目前没有什么真正意义上的保活，但是做些处理，总比不做处理强。

最后附上这篇文章源码地址，GitHub：https://github.com/yangxch/WebSocketClient

WebSocket 概述和方案选型

目的：即时通讯，替代轮询

原理

连接过程 —— 握手过程

WebSocket与HTTP的关系

相同点

不同点

联系

WebSocket与Socket的关系

区别

HTML5与WebSocket的关系

WebSocket 机制

图 1. 传统 HTTP 请求响应客户端服务器交互图

图 2.WebSocket 请求响应客户端服务器交互图

清单 1.WebSocket 客户端连接报文

清单 2.WebSocket 服务端响应报文

WebSocket 实现

WebSocket 服务端 API

表 1.WebSocket 服务端支持

清单 3.WebSocket 服务端 API 示例

清单 4.Tomcat7.0.3X 版本 WebSocket API

WebSocket 客户端 API

表 2.WebSocket 客户端支持

清单 5.WebSocket 客户端 API 示例

WebSocket Android客户端技术选型

Java-WebSocket方案的实现:

二、后台运行

三、从Service中更新Activity的UI

四、消息通知

五、心跳检测和重连

六、服务(Service)保活

你可能感兴趣的:(WebSocket 概述和方案选型)