android系統下消息推送機制

«  

1、推送方式簡介：

當前隨着移動互聯網的不斷加速，消息推送的功能愈來愈廣泛，不只僅是應用在郵件推送上了，更多的體如今手機的APP上。當咱們開發須要和服務器交互的應用程序時，基本上都須要獲取服務器端的數據，好比《地震應急通》就須要及時獲取服務器上最新的地震信息。

一、概念：

所謂的消息推送就是從服務器端向移動終端發送鏈接，傳輸必定的信息。好比一些新聞客戶端，每隔一段時間收到一條或者多條通知，這就是從服務器端傳來的推送消息；還好比經常使用的一些IM軟件如微信、GTalk等，都具備服務器推送功能。

推送技術經過自動傳送信息給用戶，來減小用於網絡上搜索的時間。它根據用戶的興趣來搜索、過濾信息，並將其按期推給用戶，幫助用戶高效率地發掘有價值的信息。

二、要獲取服務器上不定時更新的信息，通常來講有兩種方法：

第一種是客戶端使用Pull（拉）的方式，就是隔一段時間就去服務器上獲取一下信息，看是否有更新的信息出現。

第二種就是 服務器使用Push（推送）的方式，當服務器端有新信息了，則把最新的信息Push到客戶端上。這樣，客戶端就能自動的接收到消息。

雖然Pull和Push兩種方式都能實現獲取服務器端更新信息的功能，可是明顯來講Push方式比Pull方式更優越。由於Pull方式更費客戶端的網絡流量，更主要的是費電量，還須要咱們的程序不停地去監測服務端的變化。

 

2、常見消息推送方案的原理：

一、輪詢(Pull)方式：

客戶端定時向服務器發送詢問消息，一旦服務器有變化則當即同步消息。應用程序應當階段性的與服務器進行鏈接並查詢是否有新的消息到達，你必須本身實現與服務器之間的通訊，例如消息排隊等。並且你還要考慮輪詢的頻率，若是太慢可能致使某些消息的延遲，若是太快，則會大量消耗網絡帶寬和電池。

二、SMS(Push)方式：

經過攔截SMS消息而且解析消息內容來了解服務器的命令。這個方案的好處是，能夠實現徹底的實時操做；可是問題是這個方案的成本相對比較高，且依賴於運營商。

三、持久鏈接(Push)方式：

客戶端和服務器之間創建長久鏈接，這樣就能夠實現消息的及時行和實時性。

這個方案能夠解決由輪詢帶來的性能問題，可是仍是會消耗手機的電池。咱們須要開一個服務來保持和服務器端的持久鏈接（蘋果就和谷歌的C2DM是這種機制）。可是對於Android系統，當系統可用資源較低，系統會強制關閉咱們的服務或者是應用，這種狀況下鏈接會強制中斷。（Apple的推送服務之因此工做的很好，是由於每一臺手機僅僅保持一個與服務器之間的鏈接，事實上C2DM也是這麼工做的。即全部的推送服務都是經由一個代理服務器完成的，這種狀況下只須要和一臺服務器保持持久鏈接便可。C2DM=Cloud to Device Messaging）。

　　相比之下第三種仍是最可行的。爲軟件編寫系統服務或開機啓動功能；或者若是系統資源較低，服務被關閉後能夠在onDestroy ()方法裏面再重啓該服務，進而實現持久鏈接的方式。

 

3、消息推送解決方案概述

1、C2DM雲端推送方案

在Android手機平臺上，Google提供了C2DM（Cloudto Device Messaging）服務。Android Cloud to Device Messaging (C2DM)是一個用來幫助開發者從服務器向Android應用程序發送數據的服務。該服務提供了一個簡單的、輕量級的機制，容許服務器能夠通知移動應用程序直接與服務器進行通訊，以便於從服務器獲取應用程序更新和用戶數據。C2DM服務負責處理諸如消息排隊等事務並向運行於目標設備上的應用程序分發這些消息。

C2DM操做過程示例圖：

 

 

 

這個服務存在很大的問題：  

1）C2DM內置於Android的2.2系統上，沒法兼容老的1.6到2.1系統。

2）C2DM須要依賴於Google官方提供的C2DM服務器，因爲國內的網絡環境，這個服務常常不可用，若是想要很好的使用，咱們的App Server必須也在國外，這個恐怕不是每一個開發者都可以實現的。

3) 不像在iPhone中，他們把硬件系統集成在一塊了。因此對於咱們開發者來講，若是要在咱們的應用程序中使用C2DM的推送功能，由於對於不一樣的這種硬件廠商平臺，好比摩托羅拉、華爲、中興作一個手機，他們可能會把Google的這種服務去掉，尤爲像在國內就不少這種，把Google這種原生的服務去掉。買了一些像什麼山寨機或者是華爲這種國產機，可能Google的服務就沒有了。而像在國外出的那些可能會內置。

即然C2DM沒法知足咱們的要求，那麼咱們就須要本身來實現Android手機客戶端與App Server之間的通訊協議，保證在App Server想向指定的Android設備發送消息時，Android設備可以及時的收到。

 

2、MQTT協議實現Android推送

　　採用MQTT協議實現Android推送功能也是一種解決方案。MQTT是一個輕量級的消息發佈/訂閱協議，它是實現基於手機客戶端的消息推送服務器的理想解決方案。

　　wmqtt.jar 是IBM提供的MQTT協議的實現。咱們能夠從以下站點下載（http://www-01.ibm.com/support/docview.wss?rs=171&uid=swg24006006）它。能夠將該jar包加入本身的Android應用程序中。能夠從這裏（https://github.com/tokudu/AndroidPushNotificationsDemo）下載該項目的實例代碼，而且能夠找到一個採用PHP書寫的服務器端實現（https://github.com/tokudu/PhpMQTTClient）。

架構以下圖所示：

 

 

 

3、RSMB實現推送功能

　　Really Small Message Broker (RSMB) ，是一個簡單的MQTT代理，一樣由IBM提供，其查看地址是：http://www.alphaworks.ibm.com/tech/rsmb。缺省打開1883端口，應用程序當中，它負責接收來自服務器的消息並將其轉發給指定的移動設備。SAM是一個針對MQTT寫的PHP庫。咱們能夠從這個http://pecl.php.net/package/sam/download/0.2.0地址下載它。send_mqtt.php是一個經過POST接收消息而且經過SAM將消息發送給RSMB的PHP腳本。

 

4、XMPP協議實現Android推送

1）XMPP：

XMPP全稱Extensible Messaging and Presence Protocol，前身是Jabber項目，是一種以XML爲基礎的開放式即時通信協議。XMPP由於被Google Talk和網易泡泡應用而被廣大網民所接觸。XMPP的關鍵特點是，分散式的即時通信系統，以及使用XML串流。XMPP目前被IETF國際標準組織完成了標準化工做。

2）Android push notification(androidpn)

AndroidPN 是一個基於XMPP協議的java開源實現，它包含了完整的客戶端和服務器端。該服務器端基本是在另一個開源工程openfire基礎上修改實現的。

androidpn實現意圖以下圖所示：

 

 

androidpn客戶端須要用到一個基於java的開源XMPP協議包asmack，這個包一樣也是基於openfire下的另一個開源項目smack，不過咱們不須要本身編譯，能夠直接把androidpn客戶端裏面的asmack.jar拿來使用。客戶端利用asmack中提供的XMPPConnection類與服務器創建持久鏈接，並經過該鏈接進行用戶註冊和登陸認證，一樣也是經過這條鏈接，接收服務器發送的通知。

3）androidpn服務器端：

androidpn服務器端也是java語言實現的，基於openfire開源工程，不過它的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，一個是偵聽在5222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。服務器的這兩方式，意義非凡：當相應的TCP端口被防火牆封閉，可使用輪詢的方式進行訪問，所以又有助於經過防火牆。

服務器架構以下：

 

 

最上層包含四個組成部分，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。

這個解決方案的最大優點就是簡單，咱們不須要象C2DM那樣依賴操做系統版本，也不會擔憂某一天Google服務器不可用。利用XMPP協議咱們還能夠進一步的對協議進行擴展，實現更爲完善的功能。採用這個方案，咱們目前只能發送文字消息，不過對於推送來講通常足夠了，由於咱們不能期望經過推送獲得全部的數據，通常狀況下，利用推送只是告訴手機端服務器發生了某些改變，當客戶端收到通知之後，應該主動到服務器獲取最新的數據，這樣纔是推送服務的完整實現。 XMPP協議書相對來講仍是比較簡單的，值得咱們進一步研究。

4）androidpn不足：

androidpn是一個基於XMPP協議的java開源Android push notification實現。它包含了完整的客戶端和服務器端。但也存在一些不足之處：

①、好比時間過長時，就再也收不到推送的信息了。

②、性能上也不夠穩定。

③、若是將消息從服務器上推送出去，就再也不管理了，無論消息是否成功到達客戶端手機上。

若是咱們要使用androidpn，則還須要作大量的工做，須要理解XMPP協議、理解Androidpn的實現機制，須要調試內部存在的BUG。

 

5、使用第三方平臺

　　目前國內、國外有一些推送平臺可供使用，可是涉及到收費問題、保密問題、服務質量問題、擴展問題等等，又不得不是咱們望而卻步。

 

6、本身搭建一個推送平臺。

　　這不是一件輕鬆的工做，固然能夠根據各自的須要採起合適的方案。

 

========================================================================================================================

4、Android Push Notification實現信息推送使用

　AndroidPn項目就是使用XMPP協議實現信息推送的一個開源項目。在這裏介紹其使用過程。

 1、Apndroid Push Notification的特色： 

1）快速集成:提供一種比C2DM更加快捷的使用方式，避免各類限制.  

2）無需架設服務器:經過使用"雲服務"，減小額外服務器負擔.

3）能夠同時推送消息到網站頁面，android 手機

4）耗電少，佔用流量少.

2、具體配置過程： 

1）下載並解壓androidpn的壓縮包

①、首先， 咱們須要下載androidpn-client-0.5.0.zip和androidpn-server-0.5.0-bin.zip。

　　下載地址：http://sourceforge.net/projects/androidpn/ 

 ②、解壓兩個包，Eclipse導入client，配置好目標平臺，打開raw/androidpn.properties文件，配置客戶端程序。

2）配置：

A、若是是模擬器來運行客戶端程序，把xmppHost配置成10.0.2.2[模擬器把10.0.2.2認爲是所在主機的地址，127.0.0.1是模擬器自己的迴環地址，10.0.2.1表示網關地址，10.0.2.3表示DNS地址，10.0.2.15表示目標設備的網絡地址]，關於模擬器的詳細信息，你們可參閱相關資料。

　　xmppPort=5222 是服務器的xmpp服務監聽端口

 　　運行androidpn-server-0.5.0\bin\run.bat啓動服務器，從瀏覽器訪問http://127.0.0.1:7070/index.do (androidPN Server有個輕量級的web服務器，在7070端口監聽請求，接受用戶輸入的文本消息)

　　運行客戶端，客戶端會向服務器發起鏈接請求，註冊成功後，服務器能識別客戶端，並維護和客戶端的IP長鏈接。

 B、若是是在同一個局域網內的其餘機器的模擬器測試(或者使用同一無線路由器wifi上網的真機) ，則須要把這個值設置爲服務器機器的局域網ip

　　例如：你的電腦和android手機都經過同一個無線路由器wifi上網，電腦的ip地址爲 192.168.1.2 而手機的ip地址爲192.168.1.3，這個時候須要把這個值修改成xmppHost=192.168.1.1 或是電腦的IP地址，就能夠在手機上使用了. 

 C、若是是不在同一個局域網的真機測試，咱們須要將這個值設置爲服務器的IP地址。