基於XMPP協議的Android即時通訊系（http://blog.csdn.net/lnb333666/article/details/7471292）

之前作過一個基於XMPP協議的聊天社交軟件，總結了一下。發出來。

      設計基於開源的XMPP即時通訊協議，採用C／S體系結構，經過GPRS無線網絡用TCP協議鏈接到服務器，以架設開源的Openfn'e服務器做爲即時通信平臺。

         系統主要由如下部分組成：一是服務器，負責管理髮出的鏈接或者與其餘實體的會話，接收或轉發XML(ExtensibleMarkup Language)流元素給受權的客戶端、服務器等；二是客戶終端。它與服務器相連，經過XMPP得到由服務器或任何其它相關的服務所提供的所有功能。三是協議網關。完成XMPP協議傳輸的信息與外部消息系統可識別信息間的翻譯。再就是XMPP網絡。實現各個服務器、客戶端間的鏈接。系統採用客戶端(Client)／服務端(Server)架構體系結構。

 

客戶端：

        客戶端基於Android平臺進行開發。負責初始化通訊過程，進行即時通訊時，由客戶端負責向服務器發起建立鏈接請求。系統經過GPRS無線網絡與Internet網絡創建鏈接，經過服務器實現與Android客戶端的即時通訊腳。

服務器端：

       服務器端則採用Openfire做爲服務器。容許多個客戶端同時登陸而且併發的鏈接到一個服務器上。服務器對每一個客戶端的鏈接進行認證，對認證經過的客戶端建立會話，客戶端與服務器端之間的通訊就在該會話的上下文中進行。

 

1.1服務器端設計(這塊幾乎能夠說是有成品了。不用多糾結)

        androidpn服務器端是Java語言實現的，基於openfire開源工程，Web部分採用的是spring框架，這一點與openfire是不一樣的。Androidpn服務器包含兩個部分，一個是監聽特定端口上的XMPP服務，負責與客戶端的XMPPConnection類進行通訊，做用是用戶註冊和身份認證，併發送推送通知消息。另一部分是Web服務器，採用一個輕量級的HTTP服務器，負責接收用戶的Web請求。

       主要的四個組成部分，分別是SessionManager，Auth Manager，PresenceManager以及Notification Manager。SessionManager負責管理客戶端與服務器之間的會話，Auth Manager負責客戶端用戶認證管理，Presence Manager負責管理客戶端用戶的登陸狀態，NotificationManager負責實現服務器向客戶端推送消息功能。

       系統客戶端基於Android手機平臺。採用XMPP做爲即時通信協議。XMPP是基於XML，實現任意兩個網絡終端準實時的交換結構化信息的通訊協議。採用Android平臺提供的XML解析包對XML進行解析。因爲應用活動都運行於主線程。故用多線程技術來解決系統通信問題。針對通訊安全問題．系統的用戶信息和聊天信息在客戶端存儲在Android平臺自身所帶的SQLite數據庫中，多媒體文件和圖片文件存儲在Android平臺虛擬文件存儲設備SD Card中。

 

        通信模塊負責與服務器創建通信舊。經過建立3個線程來進行處理。分別負責消息的發送、接收和心跳信息的發送；解析模塊主要用來解析XML數據流。根據解析元素不一樣類型封裝成不一樣的數據對象：數據模塊定義整個客戶端中大部分的數據類型和對象；應用模塊包括即時通訊、圖片瀏覽和音樂播放。是客戶端和用戶交流的接口；加密模塊對發送和接收的消息進行加解密。以確保通信數據的安全。

 

系統的客戶端分爲5大模塊進行設計開發，如圖2所示。

 

       通信模塊負責與服務器創建通信舊。經過建立3個線程來進行處理。分別負責消息的發送、接收和心跳信息的發送；解析模塊主要用來解析XML數據流。根據解析元素不一樣類型封裝成不一樣的數據對象：數據模塊定義整個客戶端中大部分的數據類型和對象；應用模塊包括即時通訊、圖片瀏覽和音樂播放。是客戶端和用戶交流的接口；加密模塊對發送和接收的消息進行加解密。以確保通信數據的安全。

加密（首先將二進制碼轉換成BASE64碼，在轉換成BASE64碼以後，再進行MD5加密，）

XMPP服務器之間、客戶與服務器之間採用的是TCP鏈接罔。TCP提供一種瓦向鏈接、可靠的字節流服務。保持一個實時雙向的傳輸通道。TCP將用戶數據打包構成報文段。它發送數據後啓動一個定時器，等待對端數據確認，另外一端對收到的數據進行確認，對失序的數據從新排序，並丟棄重複數據；TCP提供端到端的流量控制。計算和驗證一個強制性的端到端檢驗。可是GPRS網絡對TCP鏈路存在一個限制。當TCP鏈路在長時間無有數據流量時。會自動下降此鏈路的優先級直至強制斷開此鏈路。因此在應用中．採用發送心跳的方式來維持此鏈路。

 數據格式

        XML是XMPP系統架構的核心。它能表述幾乎任何一種結構化數據。特別是XMPP利用XML數據流進行客戶端一服務器端、服務器端一服務器端的通訊。XML數據流通常是由客戶端發起至服務端，XML數據流的有效時間直接與用戶的在線會話有效時間相關聯。

 協議消息格式

XMPP協議包括3個頂層XML元素：Message、Presence和IQm。Message用來表示傳輸的消息，當用戶發送一條消息時。就會在流的上下文中插入一個Message元素，中間有用戶發送的相關信息；Presence用來表示用戶的狀態。當用戶改變本身的狀態時。就會在數據流的上下文中插入一個Presence元素，用來表示用戶如今的狀態；IQ用來表示一種請求，響應機制，從一個實體發送請求，另一個實體接受請求並響應。

後臺Servic：

 

從類的層次看這個結構比較簡單，讓其變得複雜的是，其裏面有三個線程：主線程，進行Xmpp通訊線程，鏈接出錯重試線程。

 

對圖說明：

  1. 在NotificationService裏建立一個單線程，讓其對服務器進行鏈接，因爲使用Xmpp鏈接服務器要分爲三步：鏈接，註冊，登錄。因此用一個棧來保存要執行的Task任務（ConnectTask，RegisterTask，LoginTask），還後再按這個順序進行執行。

  2. 鏈接Xmpp服務器的線程用的是Executors.newSingleThreadExecutor()，這個自己能夠不停的submit任務。爲何還要本身用一個棧來保存Task了

  3. 鏈接線程在鏈接，註冊，登錄的過程當中，都有可能出錯，均可能會失敗，這時我就要有一個重連的機制，在Androidpn裏開了另一個線程來進行重試，其重試不是每次都按多少秒來進行重試，而是有其本身的規則。 

  4. 在LoginTask裏，若是登錄了服務器端，其就會註冊一個監聽器，用於監聽服務器push的數據包（Packet），再經過發送廣播的方式來通知要進行顯示的程序。

  5. 在登錄服務器後，也有可能出錯，因此在登錄後，會設置一個ConnectionListener，用於監聽鏈接出錯的時候，再合適重連線程，進行重連

  6. 在登錄過程當中，有一種錯誤要單獨處理，就是帳號和密碼無效的時候，這個時候其返回的狀態碼是401，這種狀況應該把本地保存的賬號和密碼都清掉，再從新進行鏈接，否則會永遠都登錄不上服務器端。

因爲該系統全部的功能實現都是基於網絡間的XML流的通訊，因此，須要有一個模塊專門負責網絡問通訊和XML流的處理，主要功能包括服務器和客戶端之問通訊時TCP套接字的處理，XML流的解析、存儲等功能。

 

數據模塊負責XML流的解析和封裝的XML模塊，主要功能是：將XML流解析成java對象，將iava對象封裝成XML流；

其流程是XMPP服務器接收到XML流以後，會有瀆取器將其讀取出來並將其做爲入口參數傳入XML解析器，XML解析器經過對其命名空間的解析，從而肯定將剩餘的XML元素解析出來並傳入相應的；ava對象中，從而最終將XML轉換成iava對象，而後將iava對象傳入應用程序模塊中，實現其請求完成的功能並返回iava對象，可是該iava對象不能在網絡中直接傳輸，必須先轉換成XML節，因而，該iava對象會被傳入XML封裝器中，被封裝成XML節，經過XMPP服務器的發送端口發往目的節點。

java對象處理模塊處理流程以下：當該模塊接收到iava對象時，會先將該對象經過解密算法和解密密鑰解密成base64碼，而後f耳將base64碼轉換成二進制碼，從而實現對java對象的解析。當完成業務邏輯處理後，該模塊會將返回的java對象先由二進制碼轉換成base64碼，而後用加密算法將其加密，這裏的加密算法是由雙方在創建會話時經過三次握手協議協商的。

當XML節被封裝成java對象後，必須被轉發至訂：確的模塊中加以處理，這就要求有一個路由轉發模塊，如圖3—3所示。該模塊的實現原理是：在系統啓動時加載該路由模塊，從而在內存中建立了一塊路由模塊，記錄了命名空和功能模塊之間的對應關係，當iava對象被封裝好以後，系統會讀出其命名空間，再在路由表中查找其所對應的模塊，從而動態地加載該模塊，並將該java對象轉發至該模塊，從而實現路山轉發的功能。