Jack Jiang

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【原创】NIO框架入门(四)：Android与MINA2、Netty4的跨平台UDP双向通信实战

Posted on 2016-06-30 16:57 Jack Jiang 阅读(753) 评论(0)  编辑  收藏

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：

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：

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/*
 * 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：

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/*
 * 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：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：

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/*
 * 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：


[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

博客园貌似上传不了附件，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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