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NIO框架入门(三)：iOS与MINA2、Netty4的跨平台UDP双向通信实战 [附件下载]
JackJiang Lv.9 精华之王 白金版主 终身成就 7 年前 | 显示全部楼层 |阅读模式
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前言


本文将演示一个iOS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。服务端将分别用MINA2和Netty4进行实现，而通信时服务端你只需选其一就行了。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，就看你怎么选择了，够吊吧。

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），本次将使用MINA2和Netty4来实现服务端的代码。

实际上，MINA2和Netty4的官方代码里已经有UDP通信的Demo代码，但客户端并不是基于现今流行的移动端（主要是Android和iOS端）来实现，本文将演示用iOS客户端来实现这种跨平台的双向网络通信。演示Demo中，已经解决跨平台通信时的乱码、数据字节异常等问题，请继续往下阅读。

重要说明：限于篇幅原因，文中所列代码并非完整，完整代码（Eclipse工程）请从文末 “完整源码工程下载” 处下载所有代码！

《NIO框架入门》系列文章


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3篇，目录如下：


本文亮点


  • 客户端基于iOS移动端平台实现：
    通常这类跨平台的网络通信例子很难找，本文已解决跨平台通信的适配问题，是个难得的实践入门示例；
  • 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；
  • 生产环境下的进阶学习：
    如果您觉得本Demo过于浅显，您可继续研究 轻量级开源即时通讯框架MobileIMSDK，本文的Demo正是其极度简化版。

本文Demo的场景逻辑


本文要演示的Demo包含两部分，iOS 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，服务端和客户端都要实现消息的发送和接收，即实现跨平台的双向通信。如果有心的话，稍加改造，也就很容易实现一个简陋的聊天程序了。下节将将给出真正的实现代码。

iOS客户端准备工作


1Step 1：去Github上下载最新的CocoaAsyncSocket


CocoaAsyncSocket源码地址：https://github.com/52im/CocoaAsyncSocket，如下图：

QQ20160623-0.png

补充说明：iOS里的网络编程有多种途径实现（具体请参看此文），本文选择的是iOS里非常热门的 CocoaAsyncSocket 工程，它对iOS原生网络API做了进一步封装，使得开发者更易使用。

2Step 2：建好XCode工程，准备开撸


建好工程后把CocoaAsyncSocket的源码引用进来就行了，如下图：

QQ20160623-1.png

补充说明：如何新建一个XCode工程请自行百度之，按照系统默认的简单建立一个就好了，本例不需要作额外配置和额外的系统库引用。

iOS客户端代码实现


1客户端主类 ViewController.m：

//  Copyright (C) 2016 即时通讯网（52im.net）- 即时通讯开发者社区.
//  All rights reserved.
//  Created by JackJiang on 16/06/22.
#import "ViewController.h"
#import "LocalUDPSocketProvider.h"
#import "LocalUDPDataSender.h"
#import "CharsetHelper.h"
#import "UDPUtils.h"

@interface ViewController ()
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    
    // 初始化socket
    [[LocalUDPSocketProvider sharedInstance] initialLocalUDPSocket];
    // 注意：执行延迟的单位是秒哦
    NSTimer *timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:5 target:self selector:@selector(doSend) userInfo:nil repeats:YES];
    [timer fire];
}

- (void)doSend
{
    NSString *toServer = [NSString stringWithFormat:@"Hi，我是iOS客户端，我的时间戳 %li",[UDPUtils getTimeStampWithMillisecond_l]];
    [[LocalUDPDataSender sharedInstance] send:[CharsetHelper getBytesWithString:toServer]];
}

@end

补充说明：本类本是界面主类，但为了省事，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XCode控制台看查看log输出哦。

2客户端Socket管理类 LocalUDPSocketProvider.m：

//  Copyright (C) 2016 即时通讯网（52im.net）- 即时通讯开发者社区.
//  All rights reserved.
//  Created by JackJiang on 16/06/22.
#import "LocalUDPSocketProvider.h"
#import "GCDAsyncUdpSocket.h"
#import "ConfigEntity.h"
#import "CompletionDefine.h"

@interface LocalUDPSocketProvider ()
@property (nonatomic, retain) GCDAsyncUdpSocket *localUDPSocket;
@property (nonatomic, copy) ConnectionCompletion connectionCompletionOnce_;
@end

@implementation LocalUDPSocketProvider

// 本类的单例对象
static LocalUDPSocketProvider *instance = nil;

+ (LocalUDPSocketProvider *)sharedInstance
{
    if (instance == nil)
        instance = [[super allocWithZone:NULL] init];
    return instance;
}

- (GCDAsyncUdpSocket *)initialLocalUDPSocket
{
    NSLog(@"【IMCORE】new GCDAsyncUdpSocket中...");
    
    // ** Setup our socket.
    self.localUDPSocket = [[GCDAsyncUdpSocket alloc] initWithDelegate:self delegateQueue:dispatch_get_main_queue()];
    
    // ** START udp socket
    // 本地绑定端口合法性检查
    int port = [ConfigEntity getLocalUdpSendAndListeningPort];
    if (port < 0 || port > 65535)
        port = 0;
    NSError *error = nil;
    // 绑定到指定端口（以便收发数据）
    if (![self.localUDPSocket bindToPort:port error:&error])
    {
        NSLog(@"【IMCORE】localUDPSocket创建时出错，原因是 bindToPort: %@", error);
        return nil;
    }
    // 开启收数据处理
    if (![self.localUDPSocket beginReceiving:&error])
    {
        NSLog(@"【IMCORE】localUDPSocket创建时出错，原因是 beginReceiving: %@", error);
        return nil;
    }
    NSLog(@"【IMCORE】localUDPSocket创建已成功完成.");
    return self.localUDPSocket;
}
。。。。。。

- (void)udpSocket:(GCDAsyncUdpSocket *)sock didReceiveData:(NSData *)data
      fromAddress:(NSData *)address
withFilterContext:(id)filterContext
{
    NSString *msg = [[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];
    if (msg)
        NSLog(@"【UDP_SOCKET】【NOTE】>>>>>> 收到服务端的消息： %@", msg);
    else
    {
        NSString *host = nil;
        uint16_t port = 0;
        [GCDAsyncUdpSocket getHost:&host port:&port fromAddress:address];
        NSLog(@"【UDP_SOCKET】RECV: Unknown message from: %@:%hu", host, port);
    }
}

- (void)udpSocket:(GCDAsyncUdpSocket *)sock didConnectToAddress:(NSData *)address
{
    NSLog(@"【UDP_SOCKET】成收到的了UDP的connect反馈, isCOnnected?%d", [sock isConnected]);
    // 连接结果回调
    if(self.connectionCompletionOnce_ != nil)
        self.connectionCompletionOnce_(YES);
}

- (void)udpSocket:(GCDAsyncUdpSocket *)sock didNotConnect:(NSError *)error
{
    NSLog(@"【UDP_SOCKET】成收到的了UDP的connect反馈，但连接没有成功, isCOnnected?%d", [sock isConnected]);
    // 连接结果回调
    if(self.connectionCompletionOnce_ != nil)
        self.connectionCompletionOnce_(NO);
}

@end

补充说明：因代码较多，文中没有列出该类的所有代码，请前往文末下载完整XCode工程自行查看哦。

3数据发送实现类 LocalUDPDataSender.m：

//  Copyright (C) 2016 即时通讯网（52im.net）- 即时通讯开发者社区.
//  All rights reserved.
//  Created by JackJiang on 16/06/22.
#import "LocalUDPDataSender.h"
#import "CharsetHelper.h"
#import "GCDAsyncUdpSocket.h"
#import "LocalUDPSocketProvider.h"
#import "ConfigEntity.h"
#import "UDPUtils.h"
#import "CompletionDefine.h"

@implementation LocalUDPDataSender

// 本类的单例对象
static LocalUDPDataSender *instance = nil;

- (BOOL) send:(NSData *)dataWithBytes
{
    // 获得UDPSocket实例
    GCDAsyncUdpSocket *ds = [[LocalUDPSocketProvider sharedInstance] getLocalUDPSocket];
    // 确保发送数据开始前，已经进行connect的操作：如果Socket没有“连接”上服务端，尝试“连接”一次
    if(ds != nil && ![ds isConnected])
    {
        // 此次数据只在“连接”成功后发出，“连接”成功则会调用此回调block代码
        ConnectionCompletion observerBlock = ^(BOOL connectResult) {
            // 成功建立了UDP连接后就把包发出去
            if(connectResult)
                [UDPUtils sendImpl:ds withData:dataWithBytes];
        };
        // 调置连接回调
        [[LocalUDPSocketProvider sharedInstance] setConnectionObserver:observerBlock];
        
        NSError *connectError = nil;
        BOOL connectResult = [[LocalUDPSocketProvider sharedInstance] tryConnectToHost:&connectError withSocket:ds completion:observerBlock];
        // 如果连接意图没有成功发出则返回错误码
        return connectResult;
    }
    else
        return [UDPUtils sendImpl:ds withData:dataWithBytes];
}

// 获取本类的单例。使用单例访问本类的所有资源是唯一的合法途径。
+ (LocalUDPDataSender *)sharedInstance
{
    if (instance == nil)
        instance = [[super allocWithZone:NULL] init];
    return instance;
}

@end

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 运行行截图


【1】客户端运行结果：
QQ20160624-0.png

【2】服务端运行结果（MINA2方案）：
QQ20160623-3.png

【3】服务端运行结果（Netty4方案）：
QQ20160623-4.png

本文小结


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

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。

更多学习资源


[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


客户端源码(iOS版).zip (85.88 KB , 下载次数: 158 , 售价: 2 金币)

即时通讯网 - 即时通讯开发者社区！ 来源： - 即时通讯开发者社区！

标签:iOS UDP Netty MINA iOS iOS iOS iOS iOS iOS iOS iOS iOS iOS iOS iOS iOS iOS iOS iOS iOS iOS iOS iOS iOS iOS iOS iOS
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评论 52
2 楼: 只是路过 Lv.7 青铜版主 7 年前 | 显示全部楼层
netty4版的服务端呢
签名: 星期六，那又怎样，还是得上班
3 楼: JackJiang Lv.9 精华之王 白金版主 终身成就 楼主 7 年前 | 显示全部楼层
今天网络不好，晚点再把netty4的服务端工程传上来
签名: 《一套基于Netty的分布式高可用IM详细设计与实现(有源码)》http://www.52im.net/thread-4257-1-1.html
4 楼: 不要·不要 Lv.3 7 年前 | 显示全部楼层
棒棒哒
签名: 好想把妹！
5 楼: mo_mean Lv.1 7 年前 | 显示全部楼层
很牛，全都收藏了·
6 楼: zy609398738 Lv.2 6 年前 | 显示全部楼层
学习了
7 楼: 719967870 Lv.1 6 年前 | 显示全部楼层
怎么下载不来哦
8 楼: JackJiang Lv.9 精华之王 白金版主 终身成就 楼主 6 年前 | 显示全部楼层
引用：719967870 发表于 2016-07-25 17:14
怎么下载不来哦

积分不够？
签名: 《一套基于Netty的分布式高可用IM详细设计与实现(有源码)》http://www.52im.net/thread-4257-1-1.html
9 楼: 勇赴_zSR10 Lv.1 6 年前 | 显示全部楼层
站长很热心
10 楼: wyd1610712520 Lv.1 6 年前 | 显示全部楼层
辛苦了，适合我这种彩笔
11 楼: JackJiang Lv.9 精华之王 白金版主 终身成就 楼主 6 年前 | 显示全部楼层
引用：wyd1610712520 发表于 2016-10-11 09:54
辛苦了，适合我这种彩笔

我就欣赏你这么直白。。。
签名: 《一套基于Netty的分布式高可用IM详细设计与实现(有源码)》http://www.52im.net/thread-4257-1-1.html
12 楼: fhaoquan Lv.1 6 年前 | 显示全部楼层
辛苦了,看得出很辛苦整理的资料.基本都很齐全.
13 楼: zy609398738 Lv.2 6 年前 | 显示全部楼层
谢谢分享。
14 楼: zenghl Lv.1 6 年前 | 显示全部楼层
楼主，帮忙看下，接受不到服务器的反馈消息
15 楼: zenghl Lv.1 6 年前 | 显示全部楼层
2017-02-06 14:23:56.609 ios_echo_client_udp[4455:446907] 【UDP_SOCKET】tag为0的NSData已成功发出.
2017-02-06 14:24:06.607 ios_echo_client_udp[4455:446907] 【IMCORE】localUDPSocket尝试发出连接到目标主机192.168.1.9:15820的动作成功了.(此前isConnected?0)
2017-02-06 14:24:06.608 ios_echo_client_udp[4455:446907] 【UDP_SOCKET】成收到的了UDP的connect反馈, isCOnnected?1
2017-02-06 14:24:06.609 ios_echo_client_udp[4455:446907] 【UDP_SOCKET】tag为0的NSData已成功发出.
2017-02-06 14:24:16.607 ios_echo_client_udp[4455:446907] 【IMCORE】localUDPSocket尝试发出连接到目标主机192.168.1.9:15820的动作成功了.(此前isConnected?0)
2017-02-06 14:24:16.608 ios_echo_client_udp[4455:446907] 【UDP_SOCKET】成收到的了UDP的connect反馈, isCOnnected?1
2017-02-06 14:24:16.609 ios_echo_client_udp[4455:446907] 【UDP_SOCKET】tag为0的NSData已成功发出.
16 楼: JackJiang Lv.9 精华之王 白金版主 终身成就 楼主 6 年前 | 显示全部楼层
引用：zenghl 发表于 2017-02-06 14:24
2017-02-06 14:23:56.609 ios_echo_client_udp[4455:446907] 【UDP_SOCKET】tag为0的NSData已成功发出.
20 ...

这只有客户端的log，不能说明什么问题。

建议你先保证手机和服务器的网段能正常进行网络通信，方法如下：
先确定你的手机是否能与服务端所在的电脑双向通信，即在手机端ping电脑、在电脑端ping手机（手机的ip可以通过网络设置里查看的到）。
签名: 《一套基于Netty的分布式高可用IM详细设计与实现(有源码)》http://www.52im.net/thread-4257-1-1.html
17 楼: itcxiaowu Lv.1 6 年前 | 显示全部楼层
谢谢分享
18 楼: ashura12342000 Lv.1 6 年前 | 显示全部楼层
楼主非常棒，学习了，膜拜一下
签名: 该会员没有填写今日想说内容.
19 楼: ashura12342000 Lv.1 6 年前 | 显示全部楼层
引用：zenghl 发表于 2017-02-06 14:24
2017-02-06 14:23:56.609 ios_echo_client_udp[4455:446907] 【UDP_SOCKET】tag为0的NSData已成功发出.
20 ...

#import "ConfigEntity.h"

// 服务端ip地址（或域名）
static NSString *serverIp = @"192.168.0.107";

上面这个地址改成你电脑的IP地址就可以了，我也碰到了这个问题。

签名: 该会员没有填写今日想说内容.
20 楼: JackJiang Lv.9 精华之王 白金版主 终身成就 楼主 6 年前 | 显示全部楼层
引用：ashura12342000 发表于 2017-05-02 20:41
#import "ConfigEntity.h"

// 服务端ip地址（或域名）

这都没注意到啊，计算机网络老师已哭晕在厕所
签名: 《一套基于Netty的分布式高可用IM详细设计与实现(有源码)》http://www.52im.net/thread-4257-1-1.html
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