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安卓与服务器长连接

admin
行业动态
2025-04-24
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安卓客户端与服务器长连接可通过WebSocket实现，需心跳检测维持链路，处理网络切换及断线重

长连接基础概念

长连接指客户端与服务器之间建立的持久化连接，区别于每次请求重新建立的短连接，在安卓应用中，长连接常用于实时通信（如聊天）、状态同步（如定位）、推送服务等场景。

安卓与服务器长连接

核心特点：

持久性：连接建立后长期保持,减少重复握手开销。
双向通信：服务器可主动推送消息到客户端。
低延迟：无需频繁创建连接,适合实时交互。

协议选择与对比

协议	适用场景	优点	缺点
TCP	自定义协议、文件传输	通用性强，支持全双工通信	需自行处理心跳、断线重连
WebSocket	浏览器兼容、即时通讯	标准协议，支持跨域，低延迟	依赖浏览器支持，安卓需兼容低版本
MQTT	物联网、消息推送	轻量级，支持主题订阅，省电	需部署 MQTT Broker，协议复杂度较高

安卓实现长连接的常见方式

基于 `TCP` 的原生 `Socket`

// 创建客户端 Socket
Socket socket = new Socket("server_ip", port);
// 发送数据
OutputStream out = socket.getOutputStream();
out.write("Hello Server".getBytes());
// 接收数据
InputStream in = socket.getInputStream();
byte[] buffer = new byte[1024];
int len = in.read(buffer);
String response = new String(buffer, 0, len);

使用 `OkHttp` 库（推荐）

OkHttpClient client = new OkHttpClient.Builder()
    .readTimeout(0, TimeUnit.MILLISECONDS) // 禁用读取超时
    .build();
Request request = new Request.Builder()
    .url("wss://yourserver.com/socket") // WebSocket 地址
    .build();
WebSocket webSocket = client.newWebSocket(request, new WebSocketListener() {
    @Override
    public void onOpen(WebSocket webSocket, Response response) {
        // 连接成功
    }
    @Override
    public void onMessage(WebSocket webSocket, String text) {
        // 接收消息
    }
});

第三方库（如 Socket.IO）

// Android 端使用 Socket.IO 客户端
IO.Options opts = new IO.Options();
opts.secure = true; // 启用 SSL
Socket socket = IO.socket("https://yourserver.com", opts);
socket.connect();
socket.on(Socket.EVENT_CONNECT, new Emitter.Listener() {
    @Override
    public void call(Object... args) {
        // 连接成功
    }
});

关键问题与解决方案

心跳检测（Keep-Alive）

作用：检测连接存活状态,防止因网络中断或服务器超时导致断连。

实现：

定期发送自定义心跳包（如每 30 秒）。

服务器响应心跳包，客户端根据响应判断连接状态。

// 使用 Handler 定时发送心跳
Handler handler = new Handler(Looper.getMainLooper());
Runnable heartbeat = () -> {
  if (socket.isConnected()) {
      socket.getOutputStream().write("HEARTBEAT".getBytes());
  }
  handler.postDelayed(heartbeat, 30_000); // 30秒一次
};
handler.post(heartbeat);

网络切换处理

问题：从 Wi-Fi 切换到移动网络时，IP 地址变化可能导致连接中断。

解决方案：

监听网络状态变化（NetworkCallback）,断线后自动重连。

使用域名而非 IP 地址，依赖 DNS 解析新地址。

ConnectivityManager cm = (ConnectivityManager) getSystemService(Context.CONNECTIVITY_SERVICE);
NetworkRequest request = new NetworkRequest.Builder()
  .addCapability(NetworkCapabilities.NET_CAPABILITY_INTERNET)
  .build();
cm.registerNetworkCallback(request, new ConnectivityManager.NetworkCallback() {
  @Override
  public void onAvailable(Network network) {
      // 网络恢复，尝试重连
      reconnect();
  }
});

电量优化

问题：长连接会持续占用网络资源,可能导致电量消耗过快。
优化策略：
- 降低心跳频率（如从 10 秒延长到 30 秒）。
- 在后台时暂停非必要连接（如进入 Doze 模式后断开）。
- 使用 JobScheduler 或 WorkManager 调度心跳任务。

断线重连机制

策略：

指数退避重试（如首次重试间隔 2 秒，最大重试次数 5 次）。

重连时携带上次断开的上下文（如未发送的消息队列）。

private void reconnect() {
  int retryCount = 0;
  while (retryCount < MAX_RETRY) {
      try {
          socket = new Socket("server_ip", port);
          break; // 重连成功
      } catch (IOException e) {
          retryCount++;
          try { Thread.sleep((long) Math.pow(2, retryCount)  1000); } catch (InterruptedException ex) {}
      }
  }
}

安全性保障

SSL/TLS 加密：防止数据被窃听或改动。

// OkHttp 启用 HTTPS
OkHttpClient client = new OkHttpClient.Builder()
    .sslSocketFactory(SSLContext.getDefault().getSocketFactory(), trustManager)
    .build();