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）。