Android与MINA2、Netty4的跨平台UDP双向通信实战
< 返回列表时间: 2016-06-30来源:开源中国
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概述
本文演示的是一个Android客户端程序,通过UDP协议与两个典型的NIO框架服务端,实现跨平台双向通信的完整Demo。

当前由于NIO框架的流行,使得开发大并发、高性能的互联网服务端成为可能。这其中最流行的无非就是MINA和Netty了,MINA目前的主要版本是 MINA2 、而Netty的主要版本是 Netty3 和 Netty4 (Netty5已经被取消开发了: 详见此文 )。

本文中,服务端将分别用MINA2和Netty4进行实现,但在你实际的项目中服务端实现只需选其一就行了。本文中的Demo同时用MINA2和Netty4分别实现服务端的目的,是因为很多人都在纠结到底是用MINA还是Netty来实现高并发的Java网络通信服务端,在此干脆两个都实现了,就看你怎么选择。

实际上,MINA2和Netty4的官方代码里有UDP通信的Demo代码,但却不存在针对移动端(主要是Android和iOS端)的Demo,本文将演示用Android客户端来实现这种跨平台的双向网络通信。Demo中,已经解决跨平台通信时的常见的乱码、数据字节异常等问题,如觉得有用,你可直接使用之。
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《NIO框架入门》系列文章目录
有关MINA和Netty的入门文章很多,但多数都是复制、粘贴的未经证实的来路不明内容,对于初次接触的人来说,一个可以运行且编码规范的Demo,显然要比各种“详解”、“深入分析”之类的要来的直接和有意义。本系列入门文章正是基于此种考虑而写,虽无精深内容,但至少希望对初次接触MINA、Netty的人有所启发,起到抛砖引玉的作用。

本文是《NIO框架入门》系列文章中的第 4 篇,目录如下: 《 NIO框架入门(一):服务端基于Netty4的UDP双向通信Demo演示 》 《 NIO框架入门(二):服务端基于MINA2的UDP双向通信Demo演示 》 《 NIO框架入门(三):iOS与MINA2、Netty4的跨平台UDP双向通信实战 》 《 NIO框架入门(四):Android与MINA2、Netty4的跨平台UDP双向通信实战 》(本文)
本篇亮点 客户端基于Android移动端平台:
直接使用Android的标准UDP代码,不依赖第3方包,且已解决与Java NIO服务端的跨平台通信问题,是个难得的Android端实践入门示例; 完整可执行源码、方便学习:
完整的Demo源码,适合新手直接运行,便于学习和研究。 Demo中的代码源自作者的开源工程,有实用价值:
源码均修改自作者的即时通讯开源工程 MobileIMSDK ,只是为了方便学习理解而作了简化,有一定的实用价值;
本文中Demo演示的功能
本文中的Demo代码实现包含两部分,Android UDP客户端和NIO框架实现的服务端(包括MINA2和Netty4实现两个方案),客户端每隔5秒向服务端发送消息,而服务端在收到消息后马上回复一条消息给客户端。

如上所述,服务端(PC服务器)和客户端(Android移动端)都要实现消息的发送和接收,即实现跨平台的双向通信。下节将将给出真正的实现代码。
Android客户端准备工作
[Step 1]:准备好开发环境
这两年,Google官方已经基本放弃Eclipse+ADT这样的IDE组合,转而大力开发Android Studio,但不得不承认,由于我的OS仍然是XP(Android Studio不支持XP),所以Eclipse+ADT还得继续用(这个组合虽然一直被吐槽,但又不得不用)。

如果你习惯使用Eclipse+ADT这样的IDE,可以 下载我打好包的版本 ,内含Eclipse4.2+ADT+Android SDK:


如果你需要Android Studio, 可进入此链接下载 。

[Step 2]:新建一个普通的Android工程,准备开撸
本文以Eclipse+ADT为开发Android开发工具(如你使用Android Studio道理也是一样的),按照提示新建工程即可,无需特殊的设置或其它前前置条件。

我建好的工程,如下图所示(很多都是默认生成的,用不上的东西就别去管它了):


补充说明:因为需要进行网络通信,建好的工程里,请务必在 AndroidManifest.xml 加上网络权限的许可,如下图:

Android客户端代码实现
[1] 客户端主类 MainActivity.java: /* * Copyright (C) 2016 即时通讯网(52im.net) - 即时通讯开发者社区. * All rights reserved. */ package net.x52im.example.android.udp; import net.x52im.example.android.udp.utils.UDPUtils; import android.os.Bundle; import android.os.Handler; import android.support.v7.app.ActionBarActivity; import android.util.Log; /** * Demo主类。 * * @author jack.jiang@52im.net, 2016-06-27 * @version 1.0 */ public class MainActivity extends ActionBarActivity { private final static String TAG = MainActivity.class.getSimpleName(); // 重复发送的时间间隔(单位:毫秒) public static int INTERVAL = 5000 ; private Handler handler = null ; private Runnable runnable = null ; @Override protected void onCreate (Bundle savedInstanceState) { super .onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_main); // 初始化本地UDP的Socket LocalUDPSocketProvider.getInstance().initSocket(); // 启动本地UDP监听(接收数据用的) LocalUDPDataReciever.getInstance( this ).startup(); // 自动循环发送 handler = new Handler(); runnable = new Runnable(){ @Override public void run () { sendMessageToServer(); // 开始下一次循环 handler.postDelayed(runnable, INTERVAL); } }; // 立即开始发送 handler.postDelayed(runnable, 0 ); } private void sendMessageToServer () { try { // 要发送的数据 String toServer = "Hi,我是客户端,我的时间戳" +System.currentTimeMillis(); byte [] soServerBytes = toServer.getBytes( "UTF-8" ); // 开始发送 boolean ok = UDPUtils.send(soServerBytes, soServerBytes.length); if (ok) Log.d(TAG, "发往服务端的信息已送出." ); else Log.e(TAG, "发往服务端的信息没有成功发出!!!" ); } catch (Exception e) { Log.w(TAG, e.getMessage(), e); } } }
补充说明: 本类没有去写UI代码,只是作为本次Demo的主入口类而已,需要查看数据输出的,请在Eclipse下的DDMS控制台看查看log输出哦。
[2] 客户端本地 UDP Socket 管理类 LocalUDPSocketProvider.java: /* * Copyright (C) 2016 即时通讯网(52im.net) - 即时通讯开发者社区. * All rights reserved. */ package net.x52im.example.android.udp; import java.net.DatagramSocket; import java.net.InetAddress; import net.x52im.example.android.udp.utils.ConfigEntity; import android.util.Log; /** * 本地 UDP Socket 管理类。 * * @author jack.jiang@52im.net, 2016-06-27 * @version 1.0 */ public class LocalUDPSocketProvider { private static final String TAG = LocalUDPSocketProvider.class.getSimpleName(); private static LocalUDPSocketProvider instance = null ; private DatagramSocket localUDPSocket = null ; public static LocalUDPSocketProvider getInstance () { if (instance == null ) instance = new LocalUDPSocketProvider(); return instance; } public void initSocket () { try { // UDP本地监听端口(如果为0将表示由系统分配,否则使用指定端口) this .localUDPSocket = new DatagramSocket(ConfigEntity.localUDPPort); // 调用connect之后,每次send时DatagramPacket就不需要设计目标主机的ip和port了 // * 注意:connect方法一定要在DatagramSocket.receive()方法之前调用, // * 不然整send数据将会被错误地阻塞。这或许是官方API的bug,也或许是调 // * 用规范就应该这样,但没有找到官方明确的说明 this .localUDPSocket.connect( InetAddress.getByName(ConfigEntity.serverIP), ConfigEntity.serverUDPPort); this .localUDPSocket.setReuseAddress( true ); Log.d(TAG, "new DatagramSocket()已成功完成." ); } catch (Exception e) { Log.w(TAG, "localUDPSocket创建时出错,原因是:" + e.getMessage(), e); } } public DatagramSocket getLocalUDPSocket () { return this .localUDPSocket; } }

[3] 客户端本地UDP端口监听和数据接收类 LocalUDPDataSender.java: /* * Copyright (C) 2016 即时通讯网(52im.net) - 即时通讯开发者社区. * All rights reserved. */ package net.x52im.example.android.udp; import java.net.DatagramPacket; import java.net.DatagramSocket; import net.x52im.example.android.udp.utils.ConfigEntity; import android.content.Context; import android.util.Log; /** * 本地UDP端口监听和数据接收类。 * * @author jack.jiang@52im.net, 2016-06-27 * @version 1.0 */ public class LocalUDPDataReciever { private static final String TAG = LocalUDPDataReciever.class.getSimpleName(); private static LocalUDPDataReciever instance = null ; private Thread thread = null ; private Context context = null ; public static LocalUDPDataReciever getInstance (Context context) { if (instance == null ) instance = new LocalUDPDataReciever(context); return instance; } private LocalUDPDataReciever (Context context) { this .context = context; } public void startup () { this .thread = new Thread( new Runnable() { public void run () { try { Log.d(LocalUDPDataReciever.TAG, "本地UDP端口侦听中,端口=" + ConfigEntity.localUDPPort + "..." ); //开始侦听 LocalUDPDataReciever. this .udpListeningImpl(); } catch (Exception eee) { Log.w(LocalUDPDataReciever.TAG, "本地UDP监听停止了(socket被关闭了?)," + eee.getMessage(), eee); } } }); this .thread.start(); } private void udpListeningImpl () throws Exception { while ( true ) { byte [] data = new byte [ 1024 ]; // 接收数据报的包 DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, data.length); DatagramSocket localUDPSocket = LocalUDPSocketProvider.getInstance().getLocalUDPSocket(); if ((localUDPSocket == null ) || (localUDPSocket.isClosed())) continue ; // 阻塞直到收到数据 localUDPSocket.receive(packet); // 解析服务端发过来的数据 String pFromServer = new String(packet.getData(), 0 , packet.getLength(), "UTF-8" ); Log.w(LocalUDPDataReciever.TAG, "【NOTE】>>>>>> 收到服务端的消息:" +pFromServer); } } }
补充说明:以上代码使用的是Android的标准UDP Socket代码,如果你对此不太熟悉请先查阅更多Android UDP通讯的相关实例。

服务端准备工作
本文将分别基于MINA2和Netty4实现两套服务端(你只需要使用其中之一即可),服务端准备工作已在本系列文章的前两篇详细记录了,具体如下:

- Netty4实现服务端的准备工作请见:《 NIO框架入门(一):服务端基于Netty4的UDP双向通信Demo演示 》
- MINA2实现服务端的准备工作请见:《 NIO框架入门(二):服务端基于MINA2的UDP双向通信Demo演示 》
服务端代码实现
因两套方案的服务端代码都不复杂,且已经本系列文章的前两篇中详细介绍,本文就不在重复粘贴了。

- Netty4实现的服务端请见:《 NIO框架入门(一):服务端基于Netty4的UDP双向通信Demo演示 》
- MINA2实现的服务端请见:《 NIO框架入门(二):服务端基于MINA2的UDP双向通信Demo演示 》
Demo 运行截图
[1] Android客户端运行结果:


[2] 服务端运行结果(MINA2方案):


[3] 服务端运行结果(Netty4方案):

本文小结
Demo中的客户端代码是从 开源即时通讯框架MobileIMSDK 的Android端中复制出来的(为了方便理解做了大幅简化),有兴趣的可看看 MobileIMSDK Android端 、 Server端 ,简化一下可以用作你自已的各种用途。

本文的姊妹篇《 NIO框架入门(三):iOS与MINA2、Netty4的跨平台UDP双向通信实战 》,演示的是iOS端的跨平台UDP双向通信,需要的话可以看看。

对于服务端的NIO框架来说,如果你阅读过本系列的《 NIO框架入门(一):服务端基于Netty4的UDP双向通信Demo演示 》和《 NIO框架入门(二):服务端基于MINA2的UDP双向通信Demo演示 》,应该能明显地感觉的出来MINA2的UDP服务端API接口使用要是Netty4的繁琐,而且MINA2还存在独立客户端(非依赖于MINA2客户端)实现时的多余字节和乱码问题。但个人认为MINA2的代码风格更符合一般程序员的编码习惯,更好懂一些,而Netty4因历经多个大版本的进化,虽起来非常简洁,但实现并不是那么直观。当然,至于MINA还是Netty,请客观一评估和使用,因为二者并无本质区别。
更多NIO框架资料整理
[1] MINA和Netty的源码在线学习和查阅:
MINA-2.x地址是: http://docs.52im.net/extend/docs/src/mina2/
MINA-1.x地址是: http://docs.52im.net/extend/docs/src/mina1/
Netty-4.x地址是: http://docs.52im.net/extend/docs/src/netty4/
Netty-3.x地址是: http://docs.52im.net/extend/docs/src/netty3/

[2] MINA和Netty的API文档在线查阅:
MINA-2.x API文档(在线版): http://docs.52im.net/extend/docs/api/mina2/
MINA-1.x API文档(在线版): http://docs.52im.net/extend/docs/api/mina1/
Netty-4.x API文档(在线版): http://docs.52im.net/extend/docs/api/netty4/
Netty-3.x API文档(在线版): http://docs.52im.net/extend/docs/api/netty3/

[3] 更多有关NIO编程的资料:
请进入精华资料专辑: http://www.52im.net/forum.php?mod=collection&action=view&ctid=9

[4] 有关IM聊天应用、消息推送技术的资料:
请进入精华资料专辑: http://www.52im.net/forum.php?mod=collection&op=all

[5] 技术交流和学习:
可直接进入 即时通讯开发者社区 讨论和学习网络编程、IM聊天应用、消息推送应用的开发。
完整源码工程下载
如需完整Eclipse源码工程请联系作者,或者进入链接 http://www.52im.net/thread-388-1-1.html 自行下载。
完整源码工程截图如下:

截图说明: 左右是Android客户端源码、右边是服务端(MINA2和Netty4两个方案)。
(本文同步发布于: http://www.52im.net/thread-388-1-1.html )
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