安卓即时通信socket

Socket基础与通信模型

1 Socket通信原理

• TCP协议：面向连接、可靠传输，适用于即时通信（如聊天消息）
• UDP协议：无连接、不可靠传输，适用于实时性要求高但对丢包不敏感的场景（如语音通话）

2 通信流程

客户端（Android）  <----TCP连接---->  服务器
                |                |
                |<---发送心跳包---|
                |                |
                |<---传输数据---->|

安卓端Socket开发要点

1 权限配置

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

2 网络线程处理

3 数据协议设计

// 示例：定长报头+JSON内容
public class MessageProtocol {
    private static final int HEADER_LENGTH = 4; // 报头长度（字节）
    public static byte[] encode(String json) {
        byte[] header = ByteBuffer.allocate(HEADER_LENGTH)
            .putInt(json.getBytes().length).array();
        return ByteBuffer.allocate(HEADER_LENGTH + json.getBytes().length)
            .put(header)
            .put(json.getBytes())
            .array();
    }
    public static String decode(byte[] data) {
        int length = ByteBuffer.wrap(data, 0, HEADER_LENGTH).getInt();
        return new String(data, HEADER_LENGTH, length);
    }
}

核心代码实现

1 客户端Socket连接

public class SocketClient {
    private Socket socket;
    private PrintWriter writer;
    private BufferedReader reader;
    private Handler mainHandler;
    public void connect(String host, int port) throws IOException {
        socket = new Socket(host, port);
        writer = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()), true);
        reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
        // 启动接收线程
        new Thread(() -> {
            String line;
            try {
                while ((line = reader.readLine()) != null) {
                    // 通过Handler回主线程
                    mainHandler.obtainMessage(MESSAGE_RECEIVE, line).sendToTarget();
                }
            } catch (IOException e) {
                // 处理连接中断
            }
        }).start();
    }
    public void send(String message) {
        writer.println(message);
    }
    public void close() {
        try {
            reader.close();
            writer.close();
            socket.close();
        } catch (IOException e) {}
    }
}

2 服务端示例（Java）

public class SimpleServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket server = new ServerSocket(8888);
        System.out.println("服务器已启动");
        while (true) {
            Socket client = server.accept();
            new Thread(() -> {
                try (BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
                     PrintWriter out = new PrintWriter(client.getOutputStream(), true)) {
                    String line;
                    while ((line = in.readLine()) != null) {
                        System.out.println("收到消息：" + line);
                        out.println("服务器响应：" + line);
                    }
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }).start();
        }
    }
}

关键问题处理方案

性能优化建议

1. 连接复用：使用长连接代替短连接
2. 批量发送：合并多个小消息为大数据包
3. protobuf序列化：替代JSON减少数据量（约30%-50%）
4. 线程池管理：使用ExecutorService替代直接new Thread
5. 内存缓冲：采用ByteBuffer直接操作内存

问题与解答

Q1：如何测试安卓Socket程序？

A：可以使用以下工具进行测试：

• 自建测试服务器：用Python快速搭建echo服务器

  # echo_server.py
  import socket
  s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
  s.bind(('0.0.0.0', 8888))
  s.listen(5)
  while True:
      conn, addr = s.accept()
      data = conn.recv(1024)
      print(f"Received: {data.decode()}")
      conn.send(data)  # 回显数据

• 命令行工具：使用nc（Netcat）进行测试

  # 在终端运行
  nc -l -p 8888  # 监听端口

• 抓包分析：通过Wireshark验证数据包结构

Q2：如何处理多用户同时通信？

A：需要建立用户ID与Socket的映射关系：

1. 连接认证：客户端发送唯一标识（如userToken）
2. 路由管理：服务器维护Map<String, Socket>映射表
3. 消息转发：根据目标userID查找对应Socket转发消息
4. 状态同步：用户上线/下线时广播状态变更

// 服务器端用户管理示例
public class UserManager {
    private final ConcurrentHashMap<String, Socket> userSockets = new ConcurrentHashMap<>();
    public void registerUser(String userId, Socket socket) {
        userSockets.put(userId, socket);
    }
    public void sendToUser(String userId, String message) {
        Socket socket = userSockets.get(userId);
        if (socket != null) {
            // 发送消息逻辑...
        }
    }
    public void removeUser(String userId) {
        userSockets.remove(userId);
    }
}