基于Android完整UDP通信模塊的實現(xiàn)

　　TCP與UDP有什么差異？Android 設(shè)備上，一個手機(jī)通過熱點連接另一個手機(jī)。這種場景下，完整的 UDP 通信模塊應(yīng)該考慮哪些方面，又應(yīng)該如何優(yōu)化。本文將圍繞這些問題展開描述。

　　TCP與UDP差異對比分析，UDP 在 Java 中的使用

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　　我們都知道，開發(fā)一個 Android 應(yīng)用程序，目前大多數(shù)還是使用的是 Java 語言。在 Java 語言中怎么去使用 UDP 協(xié)議呢？

　　其實 Socket 可以理解為對 TCP、UDP 協(xié)議在程序使用層面的封裝，提供出一些 api 來供程序員調(diào)用開發(fā)，這就是 Socket 最表層的含義。

　　在 Java 中，與 UDP 相關(guān)的類有 DatagramSocket、DatagramPacket 等，關(guān)于他們的使用，這里不著重介紹。

　　好了，假設(shè)大家對他們的使用都已大概了解，可以正式開始本文的內(nèi)容了。

　　初始化一個 UDPSocket

　　首先創(chuàng)建一個叫 UDPSocket 的類。

　　在構(gòu)造方法里，我們進(jìn)行下一些初始化操作，簡單來說就是創(chuàng)建一個線程池，記錄一下當(dāng)前時間毫秒值，至于他們有什么用，再往下看：

　　這里我們首先創(chuàng)建了一個 DatagramSocket 作為“客戶端”，其實 UDP 本身沒有客戶端和服務(wù)端的概念，只有發(fā)送方和接收方的概念，我們把發(fā)送方暫時當(dāng)成是一個客戶端吧。

　　創(chuàng)建 DatagramSocket 對象時，傳入了一個端口號，這個端口號可以在一個范圍內(nèi)自己定義，表示這個 DatagramSocket 在此端口上監(jiān)聽數(shù)據(jù)。

　　然后又創(chuàng)建了一個 DatagramPacket 對象，作為數(shù)據(jù)的接收包。

　　最后調(diào)用 startSocketThread 啟動發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的線程。

　　首先 clientThread 線程的目的是調(diào)用 DatagramSocket receive 方法，因為 receive 方法是阻塞的，不能放在主線程，所以自然開啟一個子線程了。receiveMessage 就是處理接受到的 UDP 數(shù)據(jù)報，我們先不看接受數(shù)據(jù)的這個方法，畢竟還沒人發(fā)消息呢，自然就談不上收了。

　　心跳包保持“長連接”

　　來到本文的第一個重點，我們都知道 UDP 本身沒有連接的概念。在 Android 端應(yīng)用 UDP 和 TCP 的場景是一個手機(jī)連接另一個手機(jī)的熱點，二者處在同一局域網(wǎng)中。在二者并不知道對方的存在時，怎么才能發(fā)現(xiàn)彼此呢？

　　通過心跳包的方式，雙方都每隔一段時間發(fā)一個 UDP 包，如果對方接收到了，那就能知道對方的 ip，建立起通信了。

　　這段心跳的目的就是每隔十秒通過 sendMessage 發(fā)送一個消息，看看對方能不能收到。若對方收到消息，則刷新下 lastReceiveTime 的時間。

　　這里我每隔十秒向?qū)Ψ桨l(fā)送了一個字符串。

　　這里就是發(fā)送一個消息的代碼。最初在填寫 DatagramPacket 的參數(shù)之時，我有一個疑問，那個 targetAddress 其實是自己的 ip 地址。問題來了，我填寫了自己的 ip 地址和對方的端口，怎么可能找得到對方呢？你可能有一個疑惑 “192.168.43.255” 這個自己的 ip 地址是怎么來的，為什么要這么定義？

　　首先 android 手機(jī)開啟熱點，可以理解成一個網(wǎng)關(guān)，有一個默認(rèn)的 ip 地址：“192.168.43.1”

　　這個 ip 地址不是我瞎編的一個，在 Android 源碼之中，就是這么定義的：

　　WifiStateMachine

　　所以我是知道所謂打開熱點一方的 ip 地址，而 UDP 發(fā)送消息時還有一個特性，就是發(fā)出去的消息，處在整個網(wǎng)關(guān)的設(shè)備是都可以接收到的，所以我自己的 ip 地址就定為了 “192.168.43.255”，所以這個 ip 地址和 “192.168.43.1” 在同一網(wǎng)關(guān)中，你發(fā)送的消息，它是可以收到的。

　　至于怎么判斷兩個 ip 地址是否處在同一網(wǎng)段中：

　　判斷兩個IP大小及是否在同一個網(wǎng)段中

　　來做一個階段總結(jié)：

　　首先我們創(chuàng)建了一個發(fā)送端 DatagramSocket，啟動了一個心跳程序，每間隔一段時間發(fā)送一個心跳包。

　　因為我知道熱點方的 ip 地址是默認(rèn)的 “192.168.43.1”，并且 UDP 的特性就是發(fā)送的消息同一網(wǎng)段的設(shè)備都可以收到。所以發(fā)送方的 ip 地址定為了與熱點一方處在同一網(wǎng)段的 “192.168.43.255”。

　　事件與數(shù)據(jù)

　　事件與數(shù)據(jù)這兩個模塊與業(yè)務(wù)就緊密相關(guān)了。

　　先來說數(shù)據(jù)，雙方發(fā)送的數(shù)據(jù)格式你們可以隨意定義，當(dāng)然我覺得還是定義成常規(guī)的 Json 格式就好。其中可以包含一些關(guān)鍵的事件字段：比如廣播心跳包、收到心跳包給對方上線的應(yīng)答包、超時的下線包、以及各種業(yè)務(wù)相關(guān)的數(shù)據(jù)等等。

　　當(dāng)然發(fā)送數(shù)據(jù)時是轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)組發(fā)送的。發(fā)送中文字符、圖片等都沒有問題，但是可能有一些細(xì)節(jié)需要注意，隨時 google 一下就好了。

　　再來說下事件：

　　與業(yè)務(wù)無關(guān)的事件有哪些？

　　比如：

　　DatagramSocket.send 方法之后就是發(fā)送數(shù)據(jù)成功的事件;

　　DatagramSocket.receive 方法之后是數(shù)據(jù)接收成功的事件;

　　在心跳包發(fā)送一段時間，仍沒有接到回信時，是連接超時的事件;

　　與業(yè)務(wù)相關(guān)的事件就和我們上文提到的數(shù)據(jù)類型有關(guān)了，設(shè)備上線，心跳包回應(yīng)等等。

　　事件又如何發(fā)送出去，通知到各個頁面呢？用 Listener、或者其他事件總線的三方庫都沒問題，看你自己選擇了。

　　處理接收的消息

　　理接收消息時，有幾個值得注意的點：

　　receive 方法是阻塞的，沒收到數(shù)據(jù)包時會一直阻塞，所以要放到子線程中;

　　每次接收到消息之后，重新調(diào)用 receivePacket.setLength;

　　收到消息刷新lastReceiveTime的值，暫停心跳包的發(fā)送;

　　處理收到的數(shù)據(jù)具體在業(yè)務(wù)上就是剛才我們談的發(fā)送數(shù)據(jù)的問題，視業(yè)務(wù)而定。

　　“用戶”的概念

　　上文已經(jīng)談過了 UDP 的特性，假如一個手機(jī)已經(jīng)開啟了熱點，若多個手機(jī)與他相連接，則多個手機(jī)發(fā)送的消息它都可以收到。如果發(fā)送方的端口與接收方的端口相同的話，甚至自己發(fā)的消息，自己都可以收到。這就很尷尬了，也就是說我們既要剔除自己發(fā)給自己的消息，也得區(qū)分不同手機(jī)發(fā)來的消息，這個時候就理應(yīng)有一個“用戶”的概念。

　　創(chuàng)建 User 對象，有哪些屬性可以看自己的業(yè)務(wù)，本文的例子就有 ip、imei、以及 softversion。

　　這里就不將所有的代碼展開來看了。如果有了手機(jī)的 imei 號，那很容易就可以來做身份的區(qū)分，你既可以區(qū)分不同的發(fā)送方，也可以剔除掉自己發(fā)給自己的消息。當(dāng)然如果需要更多的信息，可以按照自己的業(yè)務(wù)區(qū)分，將這些信息作為發(fā)送的 messge，通過 Socket 發(fā)送。