Android网络编程实践之旅（二）：基于Socket的网络通信

        Socket（套接字）是一种通信机制，可以实现单机或跨网络进行通信，其创建需要明确的区分C（客户端）/S（服务器端），支持多个客户端连接到同一个服务器。有两种传输模式：

1）、面向连接的传输：基于TCP协议，可靠性高，但效率低；

2）、面向无连接的传输：基于UDP协议，可靠性低，但效率高；

        Android中，直接采用Socket通信应该是我们遇到的最低级的网络运用。尽管已经作了很大程度的抽象，但是纯粹的Socket通信，仍然给开发者留下很多细节需要处理，尤其在服务器端，开发者需要处理多线程以及数据缓冲等的设计问题。相对而言，处于更高抽象层的HTTP等，已经对Socket通信中需要处理的技术细节进行了很好的封装，开发者无须关心，因此，HTTP在网络开发中通常具有决定性的优势。

        Android在其核心库的java包中，提供了用于客户端的Socket class和用于服务器端的ServerSocket class，分别位于$SOURCE/libcore/luni/src/main/java/java/net/Socket.java和$SOURCE/libcore/luni/src/main/java/java/net/ServerSocket.java文件中。分析两个class的源码，可以看出封装考虑的很全面，只构造方法一向每个class都考虑了很多种使用情况。由于本人只是初学者，很多理解的不深入，这里只抛砖引玉的对两个class的构造方法分别介绍一种，就是我下面的程序中用到的：

Socket(String dstName, int dstPort)：创建一个以流的方式（基于TCP协议）连接到目标机（这里可以理解为服务器）的客户端Socket；dstName是目标机的IP地址，dstPort是要连接的目标机的端  口号。这里要注意对端口的理解，它不能理解为物理上的一个接口，而是对计算机中一块特殊内存区域的形象表述。

ServerSocket(int aport)：创建一个绑定到本机指定端口的服务端Socket；aport就是指定的本机端口。与上述客户端Socket对应，通过TCP连接时，ServerSocket创建后需要在aport端口上进行监听，等待客户端的连接。

        上面所写都是些背景知识，下面对本人的编程实践进行详细说明。

1、功能描述

     1）、简单的基于Socket的数据通信；

     2）、采用TCP方式连接；

     3）、采用C/S结构，但服务端只支持一个连接；

     4）、客户端能够向服务端发送数据，并显示服务端的返回信息；

     5）、服务端能够接收客户端的数据，并将收到的数据以特定的方式返回给客户端；

2、程序实现思路

    1）、服务端：设计为在后台执行的service，用一个独立的线程来处理客户端的连接请求、数据接收和返回。为了启动该service，编写个简单的Activity。

    2）、客户端：设计为一个Activity，界面由三部分组成：显示服务端返回信息的文本区域（一个文本框）；进行数据输入的编辑区域（一个编辑框）；以及触发连接请求并执行数据发送的触发区域（一个按钮）。

3、服务端源程序

    1）、Activity文件SocketServerDemo.java

package com.android.sample.SocketServerDemo;

import android.app.Activity;
import android.content.Intent;
import android.os.Bundle;

public class SocketServerDemo extends Activity{

	@Override
	protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
		// TODO Auto-generated method stub
		super.onCreate(savedInstanceState);
		
		setContentView(R.layout.main);
		
		System.out.println("begin start service"); 
		this.startService(new Intent(this, SocketService.class));
	}

	@Override
	protected void onDestroy() {
		// TODO Auto-generated method stub
		super.onDestroy();
		
		this.stopService(new Intent(this, SocketService.class));
	}
}

    2）、service文件SocketService.java

package com.android.sample.SocketServerDemo;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

import android.app.Service;
import android.content.Intent;
import android.os.IBinder;

public class SocketService extends Service{
	Thread mServiceThread;
	
	Socket client;
	
	@Override
	public IBinder onBind(Intent intent) {
		// TODO Auto-generated method stub
		return null;
	}

	@Override
	public void onCreate() {
		// TODO Auto-generated method stub
		super.onCreate();
		
		mServiceThread = new Thread(new SocketServerThread());
	}

	@Override
	public void onStart(Intent intent, int startId) {
		// TODO Auto-generated method stub
		super.onStart(intent, startId);
		
		mServiceThread.start();
	}

	@Override
	public void onDestroy() {
		// TODO Auto-generated method stub
		super.onDestroy();
	}

	public class SocketServerThread extends Thread {
		private static final int PORT = 54321;
		
		private SocketServerThread(){
		}
		
		@Override
		public void run() {
			try {
				ServerSocket server = new ServerSocket(PORT);
				
				while(true){
					System.out.println("begin client connected");
					client = server.accept();
					System.out.println("client connected");
					
					BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
					System.out.println("read from client:");
					
					String textLine = reader.readLine();
					if(textLine.equalsIgnoreCase("EXIT")){
						System.out.println("EXIT invoked, closing client");
						break;
					}

					System.out.println(textLine);
					
					PrintWriter writer = new PrintWriter(new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(client.getOutputStream())));
					
					writer.println("ECHO from server: " + textLine);
					writer.flush();
					
					writer.close();
					reader.close();
				}							
			} catch (IOException e) {
				// TODO Auto-generated catch block
				System.err.println(e);
			}	
		}
	    
	}
}

    3）、AndroidManifest.xml文件，因为需要在其中添加service和网络访问权限，这里一并贴出

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
      package="com.android.sample.SocketServerDemo"
      android:versionCode="1"
      android:versionName="1.0">
    <uses-sdk android:minSdkVersion="9" />

    <application android:icon="@drawable/icon" android:label="@string/app_name">
        <activity android:name=".ScreenCastServer"
                  android:label="@string/app_name">
            <intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.MAIN" />
                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
            </intent-filter>
        </activity>
        
        <service android:name="com.android.sample.SocketServerDemo.SocketService">
        </service>

    </application>
    
    <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET"/>
</manifest>

4、客户端程序

    1）、布局文件main.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:orientation="vertical"
    android:layout_width="fill_parent"
    android:layout_height="fill_parent"
    >
	<TextView
		android:id="@+id/receive_msg" 
	    android:layout_width="fill_parent" 
	    android:layout_height="wrap_content" 
	    />
	    
	<EditText
		android:id="@+id/edit_msg"
		android:layout_width="fill_parent"
		android:layout_height="wrap_content"
		/>
	
	<Button
		android:id="@+id/send_msg"
		android:layout_width="wrap_content"
		android:layout_height="wrap_content"
		android:text="send"
		/>
</LinearLayout>

    2）、Activity文件SocketClientDemo.java

package com.android.sample.SocketClientDemo;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.view.View.OnClickListener;
import android.widget.Button;
import android.widget.EditText;
import android.widget.TextView;

public class SocketClientDemo extends Activity {
	private static final String SERVERIP = "192.168.1.68";
	private static final int SERVERPORT = 54321;
	
	TextView mMsgRev;
	EditText mMsgEdit;
	Button   mMsgSendBtn;
	
	String mSendMsg;
	String mReceivedMsg;
	
    /** Called when the activity is first created. */
    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.main);
        
        mMsgRev = (TextView)findViewById(R.id.receive_msg);
        mMsgEdit = (EditText)findViewById(R.id.edit_msg);
        mMsgSendBtn = (Button)findViewById(R.id.send_msg);
        
        mMsgSendBtn.setOnClickListener(new OnClickListener(){
			@Override
			public void onClick(View v) {
				Socket socket = null;
				mSendMsg = mMsgEdit.getText().toString();
				
				try {
					socket = new Socket(SERVERIP, SERVERPORT);
					
					PrintWriter writer = new PrintWriter(new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream())));
					writer.println(mSendMsg);
					writer.flush();
					
					BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));	
					mReceivedMsg = reader.readLine();
					if(mReceivedMsg != null){
						mMsgRev.setText(mReceivedMsg);
					}else{
						mMsgRev.setText("receive data error");
					}
					
					writer.close();
					reader.close();
					socket.close();
				} catch (UnknownHostException e) {
					// TODO Auto-generated catch block
					e.printStackTrace();
				} catch (IOException e) {
					// TODO Auto-generated catch block
					e.printStackTrace();
				}
			}        	
        });
    }
}

    3）、在AndroidManifest.xml中向服务器端的该文件一样，添加网络访问权限：<uses-permission android:name="android.permission.INTERNET"/>

5、执行环境搭建

        服务端程序在开发板上执行，客户端程序在模拟器上执行，实现了基于Socket的数据收发。但是我这里只是进行了局域网内的通信，至于跨网络能不能行，目前条件不够，没法进行验证。