Android网络编程

基于TCP协议的网络通信

TCP/IP通信协议是一种可靠的网络协议，它在通信的两端各建立一个Socket，从而在通信的两端之间形成网络虚拟链路。一旦建立了虚拟的网络链路，两端的程序就可以通过虚拟链路进行通信了。Java使用Socket对象来代表两端的通信接口，并通过Socket产生IO流来进行网络通信。

TCP协议基础

IP协议是Internet上使用的一个关键协议，全称是Internet Protocol（Internet协议），简称为IP协议。通过使用这个协议，使得Internet成为一个允许连接不同类型的计算机和不同操作系统的网络。
如果要使两台计算机彼此之间进行通信，两台计算机必须使用同一种“语言”，IP协议只保证计算机能发送和接收分组数据。IP协议负责将消息从一个主机传送到另一个主机，消息在传送的过程中被分割成一个个小包。
TCP协议被称为一种端对端协议。它为两台计算机之间的连接起了重要作用：当一台计算机需要与另一台远程计算机连接时，TCP协议会让它们建立一个连接（用于发送和接收数据的虚拟链路）。
TCP协议负责收集信息包，并将其按适当的次序放好传送，在接收端收到后再将其正确地还原。TCP协议保证了数据包在传送中准确无误。
TCP协议使用重发机制：当一个通信实体发送一个消息给另一个通信实体后，需要收到另一个通信实体的确认信息，如果没有收到另一个通信实体的确认信息，则会再次重发刚才发送的消息。

TCP协议的通信示意图如下所示：

TCP协议的通信示意图.jpg

虽然IP和TCP两个协议的功能不相同，也可以分开单独使用，但它们是在同一个时期作为一个协议来设计的，并且在功能上是互补的。两者结合，才能保证Internet在复杂的环境下正常运行。凡是要连接到Internet的计算机，都必须同时安装和使用这两个协议，因此统称为TCP/IP协议。

使用ServerSocket创建TCP服务器端

Java中能接收其他通信实体连接请求的类是ServerSocket，ServerSocket对象用于监听来自客户端的Socket连接，如果没有连接，它将一直处于等待状态。ServerSocket包含一个监听来自客户端连接请求的方法。

• Socket accept()：如果接收到一个客户端Socket的连接请求，该方法将返回一个与连接客户端Socket对应的Socket；否则该方法将一直处于等待状态，线程也被阻塞。
• ServerSocket(int port)：用指定的端口port来创建一个ServerSocket。该端口应该有一个有效的端口整数值0~65535。
• ServerSocket(int port，int backlog)：增加一个用来改变连接队列长度的参数backlog。
• ServerSocket(int port，int backlog，InetAddress localAddr)：在机器存在多个IP地址的情况下，允许通过localAddr这个参数来指定将ServerSocket绑定到指定的IP地址。

当ServerSocket使用完毕后，应使用ServerSocket的close()方法来关闭该ServerSocket。

使用Socket进行通信

客户端通常可以使用Socket的构造器来连接到指定服务器，Socket通常可以提供如下两种构造器：

• Socket(InetAddress/String remoteAddress，int port)：创建连接到指定远程主机、远程端口的Socket，该构造器没有指定本地地址、本地端口，默认使用本机主机的默认IP地址，默认使用系统动态分配的端口。
• Socket(InetAddress/String remoteAddress，int port，InetAddress localAddr，int localPort)：创建连接到指定远程主机、远程端口的Socket，并指定本地IP地址和本地端口，适用于本地主机有多个IP地址的情形。

Socket提供了如下两个方法来获取输入流和输出流：

• InputStream getInputStream()：返回该Socket对象对应的输入流，让程序通过该输入流从Socket中取出数据。
• OutputStream getOutputStream()：返回该Socket对象对应的输出流，让程序通过该输出流向Socket中输出数据。

加入多线程

服务器端应该包含多条线程，每个Socket对应一条线程，该线程负责读取Socket对应输入流的数据，并将读到的数据向每个Socket输出流发送一遍，因此需要在服务器端使用List来保存所有的Socket。
每个客户端应该包含两条线程：一条负责生成主界面，响应用户动作，并将用户输入的数据写入Socket对应的输出流中；另一条负责读取Socket对应输入流中的数据，并负责将这些数据在程序界面上显示出来。

使用URL访问网络资源

URL（Uniform Resource Locator）代表统一资源定位符，它是指向互联网“资源”的指针。资源既可以是简单的文件或目录，也可以是对更复杂的对象的引用，例如对数据库或搜索引擎的查询。通常情况下，URL由协议名、主机、端口和资源组成，满足下面的格式：
**protocol：//host：port/resourceName**

URL提供了以下方法来访问该URL对应的资源：

• String getFile()：获取此URL的资源名。
• String getHost()：获取此URL的主机名。
• String getPath()：获取此URL的路径部分。
• int getPort()：获取此URL的端口号。
• String getProtocol()：获取此URL的协议名称。
• String getQuery()：获取此URL的查询字符串部分。
• URLConnection openConnection()：返回一个URLConnection对象，它表示到URL所引用的远程对象的连接。
• InputStream openStream()：打开与此URL的连接，并返回一个用于读取该URL资源的InputStream。

用URLConnection提交请求

URL的openConnection()方法将返回一个URLConnection对象，这个对象表示应用程序和URL之间的通信连接。程序可以通过URLConnection实例向该URL发送请求，读取URL引用的资源。
通常情况下，创建一个和URL的连接，并发送请求、读取此URL引用的资源需要如下几个步骤：

1. 通过调用URL对象的openConnection()方法来创建URLConnection对象。
2. 设置URLConnection的参数和普通请求属性。
3. 如果只是发送GET方式的请求，那么使用connect方法建立和远程资源之间的实际连接即可；如果需要发送POST方式的请求，则需要获取URLConnection实例对应的输出流来发送请求参数。
4. 远程资源变为可用，程序可以访问远程资源的头字段，或通过输入流读取远程资源的数据。

在建立和远程资源的实际连接之前，程序可以通过如下方法来设置请求头字段：

• setAllowUserInteraction：设置该URLConnection的allowUserInteraction请求头字段的值。
• setDoInput：设置该URLConnection的doInput请求头字段的值。
• setDoOutput：设置该URLConnection的doOutput请求头字段的值。
• setIfModidiedSince：设置该URLConnection的ifModifiedSince请求头字段的值。
• setUseCaches：设置URLConnection的useCaches请求头字段的值。

使用如下方法来设置或增加通用的头字段：

• setRequestProperty(String key , String value)：设置该URLConnection的key请求头字段的值value。
• addRequestProperty(String key , String value)：为该URLConnection的key请求头字段增加value值，该方法并不会覆盖原请求头字段的值，而是将新值追加到原请求头字段中。

程序可以使用以下方法来访问头字段和内容：

• Object getContent()：获取该URLConnection的内容。
• String getHeaderField(String name)：获取指定响应头字段的值。
• getInputStream()：返回该URLConnection对应的输入流，用于获取URLConnection响应的内容。
• getOutputStream()：返回该URLConnection对应的输出流，用于向URLConnection发送请求参数。

Java提供了以下方法来访问特定响应头字段的值：

• getContentEncoding()：获取content-encoding响应头字段的值。
• getContentLength()：获取content-length响应头字段的值。
• getContentType()：获取content-type响应头字段的值。
• getDate()：获取date响应头字段的值。
• getExpiration()：获取expires响应头字段的值。
• getLastModified()：获取last-modified响应头字段的值。

使用HTTP访问网络

HttpURLConnection是URLConnection的一个子类，在URLConnection的基础上增加了一些用于操作HTTP资源的便捷方法。

使用HttpURLConnection

它在URLConnection的基础上提供了如下便捷的方法：

• int getResponseCode()：获取服务器的响应代码。
• String getResponseMessage()：获取服务器的响应消息。
• String getRequestMethod()：获取发送请求的方法。
• void setRequestMethod(String method)：设置发送请求的方法。

程序可按照如下步骤实现多线程下载：

1. 创建URL对象。
2. 获取指定URL对象所指向资源的大小，此处用到了HttpURLConnection类。
3. 在本地磁盘上创建一个与网络资源相同大小的空文件。
4. 计算每条线程应该下载网络资源的哪个部分。
5. 依次创建、启动多条线程来下载网络资源的指定部分。

使用Apache HttpClient

使用HttpClient发送请求、接收响应很简单，只要如下几步：

1. 创建HttpClient对象。
2. 如果需要发送GET请求，则创建HttpGet对象；如果需要发送POST请求，则创建HttpPost对象。
3. 如果需要发送请求参数，则可调用HttpGet、HttpPost共同的setParams(HttpParams params)方法来添加请求参数；对于HttpPost对象而言，也可调用setEntity(HttpEntity entity)方法来设置请求参数。
4. 调用HttpClient对象的execute(HttpUriRequest request)方法发送请求，执行该方法返回一个HttpResponse。
5. 调用HttpResponse的getAllHeaders()、getHeaders(String name)等方法可获取服务器的响应头；调用HttpResponse的getEntity()方法可获取HttpEntity对象，该对象包装了服务器的响应内容。程序可通过该对象获取服务器的响应内容。

Android 5.0 增强的WebView

WebView组件本身就是一个浏览器实现，Android 5.0增强的WebView基于Chromium M37，直接支持WebRTC、WebAudio和WebGLS。

使用WebView浏览网页

WebView提供了大量方法来执行浏览器操作，如下所示：

• void goBack()：后退。
• void goForward()：前进。
• void loadUrl(String url)：加载指定URL对应的网页。
• boolean zoomIn()：放大网页。
• boolean zoomOut()：缩小网页。

使用WebView加载HTML代码

WebView提供了下面两个方法：

1. loadData(String data , String mimeType , String encoding)：该方法可用于加载并显示HTML代码。
2. loadDtaWithBaseURL(String baseUrl , String data , String mimeType , ,String encoding , String historyUrl)：这个方法是上面方法的增强版，但是它不会产生乱码。参数说明如下：

• data：指定需要加载的HTML代码。
• mimeType：指定HTML代码的MIME类型，对于HTML代码可指定为text/html。
• encoding：指定HTML代码编码所用的字符集。比如指定为CBK。

使用WebView中的JavaScript调用Android方法

为了让WebView中的JavaScript脚本调用Android方法，WebView提供了一个配套的WebSettings工具类，这个工具类提供了大量方法来管理WebView的选项设置，其中它的setJavaScriptEnabled(true)即可让WebView中的JavaScript脚本来调用Android方法。除此之外，为了把Android对象暴露给WebView中JavaScript代码，WebView提供了addJavascriptInterface(Object object , String name)方法，该方法负责把object对象暴露成JavaScript中的name对象。

在WebView的JavaScript中调用Android方法只要如下三个步骤：

1. 调用WebView关联的WebSettings的setJavaScriptEnabled(true)启用JavaScript调用功能。
2. 调用WebView的addJavascriptInterface(Object object , String name)方法将object对象暴露给JavaScript脚本。
3. 在JavaScript脚本中通过刚才暴露的name对象调用Android方法。

使用Web Service进行网络编程

Web Service平台概述

Web Service平台主要涉及的技术有SOAP、WSDL、UDDI。
1. SOAP（简单对象访问协议）
SOAP是一种具有扩展性的XML消息协议。SOAP允许一个应用程序向另一个应用程序发送XML消息，SOAP消息是从SOAP发送者传至SOAP接收者的单路消息，任何应用程序均可作为发送者或接收者。
SOAP消息包含如下三种主要元素：

• <Envelope.../>根元素，SOAP消息对应的XML文档以该元素作为根元素。
• 可选的<Header../>元素，包含SOAP消息的头信息。
• 必需的<Body.../>元素，包含所有的调用和响应信息。

2.WSDL（Web Service描述语言）
WSDL使用XML描述Web Service ，包括访问和使用Web Service所必需的信息，定义该Web Service的位置、功能及如何通信等描述信息。
一份WSDL文件清晰地定义了三个方面的内容：

• WHAT部分：用于定义Web Service所提供的操作，也就是Web Service能做些什么。
• HOW部分：用于定义如何访问Web Service，包括数据格式详情和访问Web Service操作的必要协议。
• WHERE部分：用于定义Web Service位于何处。

一份WSDL文档通常可分为两个部分：第一部分定义了服务接口；第二部分定义了服务实现。

3.UDDI（统一描述、发现和整合协议）
UDDI是一套信息注册规范，具有如下特点：

• 基于Web；
• 分布式。
  UDDI包括一组允许企业向外注册Web Service，以使其他企业发现访问的实现标准。

使用Android应用调用Web Service

为Android应用增加ksoap2-android支持请按如下步骤：

1. 登录http://code.google.com/p/ksoap2-android/站点，该站点有介绍下载ksoap2-android项目的方法。
2. 下载项目的jar包。
3. 将下载得到的JAR包添加到Android项目的libs目录下，并通过Project面板选中该JAR包后，通过右键菜单的“Add as library”菜单项添加该JAR包。

使用ksoap2-android调用Web Service操作的步骤如下：

1. 创建HttpTransportSE对象，该对象用于调用Web Service操作。
2. 创建SoapSerializationEnvelope对象。
3. 创建SoapObject对象，创建该对象时需要传入所要调用Web Service的命名空间、Web Service方法名。
4. 如果有参数需要传给Web Service服务器端，则调用SoapObject对象的addProperty(String name , Object value)方法来设置参数，该方法的name参数指定参数名；value参数指定参数值。
5. 调用SoapSerializationEnvelope的setOutputSoapObject()方法，或者直接对bodyOut属性赋值，将创建的SoapObject对象设为SoapSerializationEnvelope的传出SOAP消息体。
6. 调用对象的call()方法，并以SoapSerializationEnvelope作为参数调用远程Web Service。
7. 调用完成后，访问SoapSerializationEnvelope对象的bodyIn属性，该属性返回一个SoapObject对象，该对象就代表了Web Service的返回消息。解析该SoapObject对象，即可获取调用Web Service的返回值。

好的，到此结束！睡觉咯！

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