《Android-编程实战》11-网络 Web服务

Posted by Suzeyu on 2016-10-08

阅读《Android 编程实战》一书的抄书笔记 –> 对应书籍第17章

Android上的网络调用

虽然Android同时支持TCPUDP通信, 但应用程序的大部分网络调用都是建立在TCP之上的HTTP请求完成的.

网络操作的两个比较重要的规则:

  1. 永远不要在主线程做耗时操作
  2. Service而不是Activity中执行网络操作. 因为有很多情况下, 在Activity中执行网络操作, 很多时候需要考虑Activity快速切换的状态. 比如用户按了主屏幕键, 然后1秒后又回到了应用程序.

HttpUrlConnection

Android提供了两个用于HTTP通信的API. ApacheHttpClientHttpUrlConnection. 两者都能提供相同的功能. 但是推荐HttpUrlConnection, 因为谷歌一直在对其维护. 比如透明的响应压缩, 响应缓存.

Android 4.0(ICS)提供响应缓存功能, 所以如果要支持早期的版本, 开发者需要使用手动实现通过反射来初始化缓存. 如果应用最低支持4.0, 那么使用以下代码开启.

HttpResponseCache httpResponseCache = HttpResponseCache.install(new File(getCacheDir, "http"), CACHE_SIZE);

为应用选择一个合适的缓存大小. 如果只获取少量的数据, 可以选择几兆大小的缓存. 缓存对应用程序是私有的, 所以相对来说是比较安全的.

比如说HTTP GET请求, 可以看事例代码

或者说上传文件

比如说传送图片或者其他文件到服务器, 由于Java API并没有提供一个可以直接上传文件的的方法. 使用HTTP发送数据涉及使用HTTP POST发送body中的数据. 而body需要设置一些特殊的格式, 并且还要正确地设置header字段. 如下:

private static final long MAX_FIXED_SIZE = 5 * 1024 * 1024;
private static final String CRLF = "\r\n";
/**
* 使用HTTP POST往服务器发送文件
*/
public int postFileToURL(File file, String mimeType, URL url) throws IOException {
DataOutputStream requestData = null;
try {
long fileSize = file.length();
String fileName = file.getName();
// 创建一个随机边界符字符串
Random random = new Random();
byte[] randomBytes = new byte[16];
random.nextBytes(randomBytes);
String boundary = Base64.encodeToString(randomBytes, Base64.NO_WRAP);
// 配置请求设置
HttpURLConnection uc = (HttpURLConnection) url.openConnection();
uc.setUseCaches(false);
uc.setDoOutput(true); // 设置可以发送数据
uc.setRequestMethod("POST");
// 设置HTTP header
uc.setRequestProperty("Connection", "Keep-Alive");
uc.setRequestProperty("Cache-Control", "no-cache");
uc.setRequestProperty("Content-Type", "multipart/form-data;boundary="+boundary);
// 如果文件大于max_fixed_size, 使用分块流模式
if (fileSize > MAX_FIXED_SIZE){
uc.setChunkedStreamingMode(0);
}else{
uc.setFixedLengthStreamingMode((int)fileSize);
}
// 打开文件方便读取
FileInputStream fileIn = new FileInputStream(file);
// 打开服务器连接
OutputStream out = uc.getOutputStream();
requestData = new DataOutputStream(out);
// 开始写数据
// 首先写入第一个边界符
requestData.writeBytes("--" +boundary + CRLF);
// 让服务器知道文件名
requestData.writeBytes("Content-Disposition: form-data; name=\""+ fileName + "\"; filename=\""+fileName + CRLF);
// 文件的MIME类型
requestData.writeBytes("Content-Type: "+mimeType + CRLF);
// 循环读取本地文件, 并写入服务器
int bytesRead;
byte[] buffer = new byte[8 * 1024];
while((bytesRead = fileIn.read(buffer)) != -1){
requestData.write(buffer, 0, bytesRead);
}
// 写入边界字符串, 表明已到文件结尾
requestData.writeBytes(CRLF);
requestData.writeBytes("--" +boundary +"--"+ CRLF);
requestData.flush();
return uc.getResponseCode();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}finally {
if (requestData != null){
requestData.close();
}
return -1;
}
}

上面代码, 需要要知道如何使用边界字符串告诉服务器文件的开始和结束位置. 另外上面还通过检查文件的大小而决定是使用分块流模式(chunked streaming mode),还是使用固定长度流模式 . 对于分块流模式参数0表示系统的默认大小, 这是大多数程序在该模式下的大小. 分块基本上意味着数据分部分发送数据, 每一部分都附有该块大小. 分块能更有效地使用内存, 并较少oom异常的分享, 然而, 使用固定长度的数据流模式通常更快, 但它需要更多的内存.

OkHttp和SPDY

HTTP的一个大问题就是每个连接只允许一个请求和响应, 这迫使浏览器和其他客户端为了并行请求必须生成多个套接字socket连接. 虽然对于客户端连接问题就不那么大了, 但是如果是服务器端那么面临的状态就不同而语了. 在2009年, 谷歌开始着手更新HTTP协议来解决这些问题. 其结果就是SPDY协议, 它允许在一个套接字连接上发送多个HTTP请求. 该协议已成为下一代HTTP事实上的开放标准, 但它不会取代HTTP, 而是改良了如何通过网络请求和响应. 而HTTP IETF工作组日前已宣布即将开始HTTP 2.0的工作, 并使用SPDY协议作为起点.

如果同时开始客户端和服务端代码, 研究一下使用SPDY来代替常规的HTTP/1.1还是不错的, 因为SPDY能显著降低网络负载, 并能提高性能. 主流浏览器目前已经很好地支持SPDY, 并且已经有很多平台的实现版本, 启动就包括Android.

如果选择SPDY作为通信协议, 建议使用OkHttp, 它是Square公司开发的, 该库只是一个支持SPDY的新改进的HTTP客户端. 内部使用HttpUrlConnection接口.

当初始化OkHttpClient实例时, 它会初始化所有的东西, 比如连接池和响应缓存. 即使是普通的HTTP请求, 该实现也非常快, 使用OkHttp进行SPDY通信能显著提升网络调用的性能.

Web Socket

运行标准的HTTP之上, 是HTTP的扩展. Web Socket允许在客户端和服务器端之前进行基于消息的异步通信. 首先客户端发送一个常规的HTTP GET请求, 该请求包含特殊的HTTP请求头, 表明客户端希望把连接升级为Web Socket连接.

如下当使用Web Socket时,客户端发送的请求示例:

GET /websocket HTTP/1.1
Host: myserver.com
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Key: xxxxxxxxxxxxxxxxxx==
Sec-WebSocket-Protocol: chat
Sec-WebSocket-Version: 13
Origin: http://myserver.com

如果接收客户端的请求, 下面是服务器对请求的响应:

HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Accept: xxxxxxxxxxxxxxxxxxx=
Sec-WebSocket-Protocol: chat

客户端的请求头中的值并不是对每一种情况都有效, 而应根据Web Socket协议规范来计算. 通常情况下, 如果使用现成的Web Socket通信库, 开发者就不需要考虑这些情况.

Web socket连接建立后, 双方可以给对方发送异步消息. 通信的消息可以是文本, 或者二进制, 通常数据量是很小的. 如果需要传输大的文件, 最好还是使用标准的Http. Web socket用于发送符合相对较小的通知.

关于使用, 可以使用Android中标准的Socket类来实现自己的Web Socket客户端, 但也可以使用现有的第三方库. 比如由Nathan Rajlich为Java实现的WebSocket. 可以看介绍. 另外, 这个库还包含了一个服务器的实现.

网络和功耗

手机功耗, 一般手机中消耗第一应该是屏幕, 然后第二往往和网络流量有关.

智能手机的无线硬件如WiFi和蜂窝网络芯片都有内置省电功能, 他们能在网络流量不活跃时自动关闭连接, 并能把功耗降到一个非常低的水平. 当应用程序要发送数据或者等待接收输入数据和包时, 网络硬件将禁用省电模式, 以便能尽可能快速和有效地发送数据.

一般准则

在请求网络前, 首先考虑用户目前是否确实需要这些数据. 其次考虑是否需要全部数据, 或者只是数据的前十条而已, 如果服务器也可以进行gzip压缩, 要记得打开透明压缩, 并选择数据的数据格式, 例如json.

高效的网络轮询

网络轮询有几个缺点, 但是有时只能使用轮询来完成在线服务器的新数据的检查. 这时就别忘了AlarmManager这个API可以方便的进行轮询.

服务器端推送

减少网络调用次数最好的解决办法就是使用服务器端推送. 这样可以让服务器主动通知客户端有新的数据需要检索. 服务器端推送可以有很多种方式, 它可以不直接连接互联网(比如监听短信), 也可以是长期保持获取的常规TCP套接字连接.