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NIO框架入门(四):Android与MINA2、Netty4的跨平台UDP双向通信实战 [附件下载]

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Netty3Netty4Netty5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。

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4篇,目录如下:


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


1Step 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:
QQ20160628-0.png

如果你需要Android Studio,可进入此链接下载

2Step 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):
2.png

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:
3.png

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;
        }
}
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。

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);
                }
        }
}

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:
QQ20160627-0.png

【2】服务端运行结果(MINA2方案):
5.png

【3】服务端运行结果(Netty4方案):
6.png

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(Android版).rar (2.07 MB, 下载次数: 713, 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!

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评论 13
写的很详细,多谢楼主,已下载!
签名: 该会员没有填写今日想说内容.
楼主费心了,对新手来说,这样的文章很适合快速上手。
签名: 该会员没有填写今日想说内容.
不错,收藏了·
mark,写得非常好,易懂
引用:279150469 发表于 2016-07-06 17:47
mark,写得非常好,易懂

签名: 该会员没有填写今日想说内容.
非常棒 ,学习了,正是我想要的
谢谢分享!
好东西,谢谢分享
签名: 该会员没有填写今日想说内容.
我看看能不能用
写的很好,看看有没有用处。
看看这个
我看看
能不能下载

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