CN107454184A - Android客户端与服务器建立稳定网络连接的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种Android客户端与服务器建立稳定网络连接的方法，包括如下步骤：客户端新建socket连接；客户端向服务器发送测试数据；客户端在收到服务器对上述测试数据的反馈信息后，向服务器发送上线数据包；客户端在收到服务器对上述上线数据包的反馈信息后，向服务器发送心跳包；及客户端在收到服务器对上述心跳包的反馈信息后，与服务器进行数据交换。本发明能够维护Android客户端与服务器的长连接，避免NAT映射表失效，提高数据传输的安全性，减少丢包率，同时提升网络通信的稳定度。

Description

Android客户端与服务器建立稳定网络连接的方法

技术领域

本发明涉及一种客户端与服务器建立稳定网络连接的方法，尤其涉 及一种Android客户端与服务器建立稳定网络连接的方法。

背景技术

很多Android客户端都需要与服务器进行网络通信，对于部分需要 实现定位跟踪或者实时动作采集的Android客户端需要不断向服务器上 传实时数据，则这类Android客户端需要与服务器长连接并且要保障数 据传输稳定性。

目前Android客户端与服务器通过socket长连接主要有两种方法， 分别是轮询(Polling)和推送(Long-Polling)。

轮询的方法是指不管服务器端有没有更新，客户端都定时的发送请 求进行查询，每次查询可能会接收到服务器的消息，也可能什么都没有 接收到，并且当服务器发送信息客户端也可能无法接收，这造成了客户 端与服务器两方的资源浪费，同时客户端可能会错过服务器传送的数 据，这样的方法不适用一些对实时性要求较高的Android客户端。

推送的方法是指客户端在发起一次请求后立即挂起，一直等待，等 待下一次数据交换，这样的方法降低了数据传输中丢包的可能性，并且 当发生数据传输行为时能够被立刻检测到，但是该方法存在一些缺陷， 当Android客户端在户外与服务器进行数据传输时会使用GPRS网络， 网络运营商分配Android终端的IP是运营商内网的IP，因此Android 客户端要连接到Internet首先要通过运营商网关进行一个网络地址转换(Network AddressTranslation，NAT)，并且如果一段时间运营商检测 到没有数据传输，则会断开连接。Android客户端一般通过 socket.setKeepAlive(true)保障在服务器端的活性，设置后客户端Socket 会每隔一段时间(大约两个小时)利用空闲的连接向服务器发送一个探 测包，缺点是这种方法间隔时间过长，探测包的内容以及发送间隔不可 控，客户端也无法通过该方法判断当前网络状况能否支持与服务器端的 正常通信。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种Android客户端与服务器建立稳定网络 连接的方法，其能够维护Android客户端与服务器的长连接，提高数据 传输的安全性，同时提升网络通信的稳定度。

本发明提供一种Android客户端与服务器建立稳定网络连接的方 法，该方法包括如下步骤：a，客户端新建socket连接；b，客户端向服 务器发送测试数据；c，客户端在收到服务器对上述测试数据的反馈信息 后，向服务器发送上线数据包；d，客户端在收到服务器对上述上线数 据包的反馈信息后，向服务器发送心跳包；及e，客户端在收到服务器 对上述心跳包的反馈信息后，与服务器进行数据交换。

具体地，所述的步骤b具体包括：客户端通过输出流发送数据，以 测试网络是否断开，通过循环语句while，每隔一定的时间调用一次该 方法，以不断测试socket是否连接成功。

具体地，所述的步骤c还包括：如果客户端没有收到服务器对测试 数据的反馈信息，说明连接失败，进入异常检测步骤。

具体地，所述的步骤d还包括：如果客户端没有收到服务器对上线 数据包的反馈信息，说明上线失败，进入异常检测步骤。

具体地，所述的异常检测步骤包括：k1，客户端尝试与服务器进行 数据交换；k2，判断客户端与服务器的数据交换是否出现异常；k3，如 果客户端与服务器的数据交换出现异常，则关闭客户端与服务器的连 接；如果客户端与服务器的数据交换没有出现异常，则返回步骤k1；k4， 判断客户端上线失败的次数是不是大于预设的上线失败次数的最大值；k5，如果客户端上线失败的次数不大于预设的上线失败次数的最大值， 则客户端新建socket连接，并向服务器发送上线数据包；如果客户端上 线失败的次数大于预设的上线失败次数的最大值，则关闭所有资源，并 通知用户；k6，判断客户端是否上线成功；k7，如果客户端上线成功， 则流程结束。

具体地，所述的异常检测步骤还包括：如果客户端上线失败，则客 户端上线失败的次数加一，并返回步骤k4。

具体地，所述的步骤e还包括：如果客户端没有收到服务器对心跳 包的反馈信息，则进入心跳包异常检测步骤。

具体地，所述的心跳包异常检测步骤包括：s1，客户端向服务器发 送心跳包；s2，判断服务器是否接收到心跳包；s3，如果服务器没有接 收到心跳包，则判断心跳包的发送次数是否小于预设的心跳包发送次数 的最大值；s4，如果心跳包的发送次数小于预设的心跳包发送次数的最 大值，则客户端重新向服务器发送心跳包，心跳包的发送次数加一，并返回步骤s2；如果心跳包的发送次数不小于预设的心跳包发送次数的最 大值，则客户端关闭与服务器的现有连接。

具体地，所述的心跳包异常检测步骤还包括：如果服务器接收到心 跳包，则流程结束。

具体地，该方法还包括：如果客户端与服务器不需要继续通信，则 客户端或者服务器主动发起断开socket请求，关闭资源，流程结束。

本发明可以实时监控网络状态，并且针对不同的网络状况进行不同 的处理，针对网络缓慢或者断开等情况做出相应的操作，能够用于要与 服务器保持长连接进行数据交换的设备。本发明能够维护Android客户 端与服务器的长连接，避免NAT映射表失效，提高数据传输的安全性， 减少丢包率，同时提升网络通信的稳定度。

附图说明

图1为本发明Android客户端与服务器建立稳定网络连接的方法的 流程图；

图2为是本发明步骤S6对Android客户端和服务器之间的连接进行 异常检测的细化流程图；

图3为本发明步骤S10心跳包异常检测的细化流程图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

参阅图1所示，是本发明Android客户端与服务器建立稳定网络连 接的方法较佳实施例的作业流程图。

步骤S1，Android客户端新建socket连接。

步骤S2，在建立socket连接后，所述Android客户端向服务器发送 测试数据。具体而言：

Android客户端通过socket.sendUrgentData(0xFF)向服务器发送测试 数据。

进一步地，Android客户端通过输出流发送一个字节的数据，以测 试远端网络是否断开，通过循环语句while，每隔一定的时间调用一次 该方法，以不断测试socket是否连接成功。

步骤S3，判断上述socket连接是否成功。具体而言：

如果Android客户端收到服务器的反馈信息，则socket连接成功； 否则连接失败。

如果连接成功，则进入步骤S4，否则进入步骤S6。

本实施例中：在建立socket连接后，如果出现网络突然断开，Android 客户端通过全局监听器立刻通知用户“无网络连接”，此时socket被迫 关闭，服务器能够检测到socket断开；如果服务器突然关闭，Android 客户端通过向服务器发送socket.sendUrgentData(0xFF)，快速检测出 socket阻塞，进入步骤S6：执行异常检测步骤。

步骤S4，Android客户端向服务器发送上线数据包。具体而言：

所述上线数据包格式为：HEL；xxxxxxxxxxx；@(HEL是hello的缩 写，xxxxxxxxxxx是Android客户端的ID(注册的手机号),分号"；"隔开， 以"@"结束)。根据不同的手机号区分了客户端，从而使服务器能够处 理多Android客户端并行的情况。

步骤S5，判断Android客户端是否上线成功。具体包括：

正常情况下，服务器接收到上线信息后，向Android客户端发送反 馈信息。如果Android客户端收到服务器的反馈信息，则Android客户 端上线成功，同时开启定时器，执行步骤S8；否则上线失败，进入步骤 S6。

对步骤S4、S5进行举例说明：在本实施例中，如果Android客户端 首次连接服务器，并向服务器发送上线数据包(HEL；xxxxxxxxxxx；@)， 若Android客户端能够检测到服务器反馈的“login sucess！”，表示上线成 功，Android客户端才能向服务器正常发送心跳包；如果Android客户端 不是首次连接服务器，即已经和服务器建立连接的情况下，在原socket 连接不变时，Android客户端向服务器发送上线数据包 (HEL；xxxxxxxxxxx；@)，若Android客户端能够检测到服务器反馈的 (the client(ID:xxxxxxxxxxx)has beenonline by the socket(connd＝x),don't need to login again！)，则提示Android客户端上线成功。

步骤S6，对Android客户端和服务器之间的连接进行异常检测(具 体步骤将在图2中详细描述)。

步骤S7，根据步骤S6异常检测的结果，判断是否能够修复。

如果能够修复，则返回步骤S1；如果不能修复，则直接进入步骤 S14。

步骤S8，Android客户端开启的定时器定时向服务器发送心跳包。 具体而言：

所述心跳包格式为：HEART；xxxxxxxxxxx；@(HEART为心跳包命 令同步头，xxxxxxxxxxx为客户端的ID号(手机号))。

步骤S9，判断服务器是否接收到心跳包。具体而言：

正常情况下，服务器接收到心跳包后，向Android客户端发送反馈 信息。如果Android客户端收到服务器的反馈信息，则流程向下执行步 骤S12；否则，如果Android客户端没有收到服务器的反馈信息，说明 心跳包发送失败，进入步骤S10。

值得说明的是：Android客户端发送心跳包时间间隔可控。本实施 例将上线数据包和心跳包线程与Android客户端主线程分开，对Android 客户端与服务器的数据交换过程不会产生影响。

对步骤S8、S9进行举例说明：在本实施例中，Android客户端上线 成功后，向服务器发送心跳包(HEART；xxxxxxxxxxx；@)，若Android 客户端能够检测到服务器反馈的客户端ID号“xxxxxxxxxxx”，则表明表 示一次心跳包收发正常；若Android客户端还未上线，直接向服务器发 送心跳包(HEART；xxxxxxxxxxx；@)，则服务器反馈(send heartbeartfail！, the client(ID:xxxxxxxxxxx)is off line,please send HEL command first)，提示Android客户端“发送心跳包失败”，则Android客户端无法继续发 送心跳包，并且上线失败，直接执行异常检测步骤。

步骤S10，心跳包异常检测(具体步骤将在图3中详细描述)。

步骤S11，根据步骤S10心跳包异常检测的结果，判断是否能够修 复。

如果能够修复，则返回步骤S8；如果不能修复，则返回步骤S6进 行异常检测。

步骤S12，Android客户端与服务器进行数据交换。具体而言：

Android客户端与服务器进行稳定的数据交换。

步骤S13，判断Android客户端与服务器是否继续通信。如果Android 客户端与服务器不需要继续通信，则进入步骤S14；如果Android客户 端与服务器需要继续通信，则返回步骤S8。

步骤S14，关闭资源，流程结束。具体而言：

如果Android客户端或者服务器主动发起断开socket请求，socket 连接失效，正常结束socket连接，流程结束。

参阅图2所示，是本发明步骤S6对Android客户端和服务器之间的 连接进行异常检测的细化流程图。

步骤S61，客户端尝试与服务器进行数据交换。

在本实施例中，Android客户端通过向服务器发送 socket.sendUrgentData(0xFF)，尝试与服务器进行数据交换。

步骤S62，判断客户端与服务器的数据交换是否出现异常。

根据Android客户端是否收到服务器的反馈，来判断Android客户 端与服务器的数据交换是否出现异常。如果Android客户端与服务器的 数据交换没有出现异常，则返回步骤S61；否则，如果Android客户端 与服务器的数据交换出现异常，则进入步骤S63。

步骤S63，关闭客户端与服务器的连接。

在本实施例中，首先初始化num＝0，接着关闭Android客户端与服 务器的连接，同时Android客户端停止向服务器发送心跳包。

步骤S64，判断客户端上线失败的次数是否大于上线失败次数的最 大值。

在本实施例中，判断num>3？也即是判断Android客户端上线失败 的次数是不是大于3。其中，上线失败次数的最大值可以根据实际情况 进行设定，在本实施例中，上线失败次数的最大值设置为3，并不构成 对权利要求的限制。

如果num>3，也即Android客户端上线失败的次数大于3，则进入 步骤S65；否则，如果Android客户端上线失败的次数不大于3，则进入 步骤S66。

步骤S65，关闭资源，通知用户。

在本实施例中，关闭所有打开的资源、线程，关闭socket连接并提 示用户“服务器已断开，请重新连接”，让用户手动处理。

步骤S66，客户端新建socket连接。

Android客户端新建socket连接，并向服务器发送上线数据包。发 送上线数据包的方法在前文中已有描述，这里不再赘述。

步骤S67，判断客户端是否上线成功。判断是否上线成功的具体方 法在在前文中已有描述，这里不再赘述。

如果Android客户端收到服务器的反馈信息，则Android客户端上 线成功，流程结束。否则，如果Android客户端没有收到服务器的反馈 信息，则Android客户端上线失败，进入步骤S68。

步骤S68，客户端上线失败的次数加一，也即num+1，返回步骤S64。

可以理解的是，当Android客户端和服务器之间的连接出现异常 后，会尝试关闭原socket连接，建立新的socket连接，这样的处理方式 能使客户端程序在出现异常时，能够在一定程度上进行自我修复。

参阅图3所示，是本发明步骤S10心跳包异常检测的细化流程图。

步骤S101，客户端向服务器发送心跳包。

客户端向服务器发送心跳包的方法在前文中已有描述，这里不再赘 述。同时对心跳包的发送次数j进行初始化：j＝4。

步骤S102，判断服务器是否接收到心跳包。判断是否接收到心跳包 的具体方法在在前文中已有描述，这里不再赘述。

如果服务器没有接收到心跳包，则进入步骤S103；如果服务器接收 到心跳包，则流程结束。

步骤S103，判断心跳包的发送次数是否小于预设的心跳包发送次数 的最大值。其中，心跳包发送次数的最大值可以根据实际情况进行设定。

在本实施例中，心跳包发送次数的最大值设置为4，并不构成对权 利要求的限制。在本实施例中，判断心跳包的发送次数是否小于4，也 即j<4？

如果心跳包的发送次数小于4，则进入步骤S104；如果心跳包的发 送次数不小于4，则进入步骤S105。

步骤S104，客户端重新向服务器发送心跳包，并返回步骤S102。

在本实施例中，Android客户端停止向服务器发送其他数据包，且 重新向服务器发送心跳包，心跳包的发送次数加一，也即，j+1。

步骤S105，客户端关闭与服务器的现有连接。

本发明主要通过三方面保障了收发数据的稳定性：

其一是上线包、心跳包机制，是Android客户端与服务器间的通信 协议，其中上线包能够直接区分不同客户端的上线请求，可支持多客户 端并发TCP/IP连接服务器类的Android客户端应用，心跳包主要保障了 不让NAT映射表失效，保障Android客户端在服务器端的活性，并且通 过心跳包的反馈信息及时判断客户端与服务器之间是否能通畅进行数 据交换，防止了重要数据的丢失；

其二是自我修复机制，当出现异常时，客户端能够尝试重发心跳包 或者重新建立连接，这样的处理机制能够提高客户端处理异常的能力， 避免了一出现问题，客户端就会停止工作，大大减少了使用户手动修复 异常的次数，带来良好的用户体验。

其三是检测机制，一旦出现异常，多层检测能快速响应，并停止向 服务器发送包含信息的数据包并通知用户，提高发现异常的效率。无法 正常与服务器端进行数据交换的原因很多，无法全部列出并一一判断， 异常检测机制可有效判断任何类型的连接异常，同时采取重连或者断开 等操作。

虽然本发明参照当前的较佳实施方式进行了描述，但本领域的技术 人员应能理解，上述较佳实施方式仅用来说明本发明，并非用来限定本 发明的保护范围，任何在本发明的精神和原则范围之内，所做的任何修 饰、等效替换、改进等，均应包含在本发明的权利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种Android客户端与服务器建立稳定网络连接的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

a，客户端新建socket连接；

b，客户端向服务器发送测试数据；

c，客户端在收到服务器对上述测试数据的反馈信息后，向服务器发送上线数据包；

d，客户端在收到服务器对上述上线数据包的反馈信息后，向服务器发送心跳包；及

e，客户端在收到服务器对上述心跳包的反馈信息后，与服务器进行数据交换。

2.如权利要求1所述的Android客户端与服务器建立稳定网络连接的方法，其特征在于，所述的步骤b具体包括：

客户端通过输出流发送数据，以测试网络是否断开，通过循环语句while，每隔一定的时间调用一次该方法，以不断测试socket是否连接成功。

3.如权利要求2所述的Android客户端与服务器建立稳定网络连接的方法，其特征在于，所述的步骤c还包括：

如果客户端没有收到服务器对测试数据的反馈信息，说明连接失败，进入异常检测步骤。

4.如权利要求3所述的Android客户端与服务器建立稳定网络连接的方法，其特征在于，所述的步骤d还包括：

如果客户端没有收到服务器对上线数据包的反馈信息，说明上线失败，进入异常检测步骤。

5.如权利要求3或4所述的Android客户端与服务器建立稳定网络连接的方法，其特征在于，所述的异常检测步骤包括：

k1，客户端尝试与服务器进行数据交换；

k2，判断客户端与服务器的数据交换是否出现异常；

k3，如果客户端与服务器的数据交换出现异常，则关闭客户端与服务器的连接；如果客户端与服务器的数据交换没有出现异常，则返回步骤k1；

k4，判断客户端上线失败的次数是否大于预设的上线失败次数的最大值；

k5，如果客户端上线失败的次数不大于预设的上线失败次数的最大值，则客户端新建socket连接，并向服务器发送上线数据包；如果客户端上线失败的次数大于预设的上线失败次数的最大值，则关闭所有资源，并通知用户；

k6，判断客户端是否上线成功；

k7，如果客户端上线成功，则流程结束。

6.如权利要求5所述的Android客户端与服务器建立稳定网络连接的方法，其特征在于，所述的异常检测步骤还包括：

如果客户端上线失败，则客户端上线失败的次数加一，并返回步骤k4。

7.如权利要求6所述的Android客户端与服务器建立稳定网络连接的方法，其特征在于，所述的步骤e还包括：

如果客户端没有收到服务器对心跳包的反馈信息，则进入心跳包异常检测步骤。

8.如权利要求7所述的Android客户端与服务器建立稳定网络连接的方法，其特征在于，所述的心跳包异常检测步骤包括：

s1，客户端向服务器发送心跳包；

s2，判断服务器是否接收到心跳包；

s3，如果服务器没有接收到心跳包，则判断心跳包的发送次数是否小于预设的心跳包发送次数的最大值；

s4，如果心跳包的发送次数小于预设的心跳包发送次数的最大值，则客户端重新向服务器发送心跳包，心跳包的发送次数加一，并返回步骤s2；如果心跳包的发送次数不小于预设的心跳包发送次数的最大值，则客户端关闭与服务器的现有连接。

9.如权利要求8所述的Android客户端与服务器建立稳定网络连接的方法，其特征在于，所述的心跳包异常检测步骤还包括：

如果服务器接收到心跳包，则流程结束。

10.如权利要求1所述的Android客户端与服务器建立稳定网络连接的方法，其特征在于，该方法还包括：

如果客户端与服务器不需要继续通信，则客户端或者服务器主动发起断开socket请求，关闭资源，流程结束。