【原創】NIO框架入門(三)：iOS與MINA二、Netty4的跨平臺UDP雙向通訊實戰

時間 2019-12-10

標籤原創 nio 框架入門 ios mina netty4 netty 跨平臺 udp 雙向通訊實戰欄目 Netty 简体版

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前言

本文將演示一個iOS客戶端程序，經過UDP協議與兩個典型的NIO框架服務端，實現跨平臺雙向通訊的完整Demo。服務端將分別用MINA2和Netty4進行實現，而通訊時服務端你只需選其一就好了。同時用MINA2和Netty4分別實現服務端的目的，是由於不少人都在糾結究竟是用MINA仍是Netty來實現高併發的Java網絡通訊服務端，在此乾脆兩個都實現了，就看你怎麼選擇了，夠吊吧。

NIO框架的流行，使得開發大併發、高性能的互聯網服務端成爲可能。這其中最流行的無非就是MINA和Netty了，MINA目前的主要版本是MINA2、而Netty的主要版本是Netty3和Netty4（Netty5已經被取消開發了：詳見此文），本次將使用MINA2和Netty4來實現服務端的代碼。

實際上，MINA2和Netty4的官方代碼裏已經有UDP通訊的Demo代碼，但客戶端並非基於現今流行的移動端（主要是Android和iOS端）來實現，本文將演示用iOS客戶端來實現這種跨平臺的雙向網絡通訊。演示Demo中，已經解決跨平臺通訊時的亂碼、數據字節異常等問題，請繼續往下閱讀。php

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《NIO框架入門》系列文章博客園首發

有關MINA和Netty的入門文章不少，但多數都是複製、粘貼的未經證明的來路不明內容，對於初次接觸的人來講，一個能夠運行且編碼規範的Demo，顯然要比各類「詳解」、「深刻分析」之類的要來的直接和有意義。本系列入門文章正是基於此種考慮而寫，雖無精深內容，但至少但願對初次接觸MINA、Netty的人有所啓發，起到拋磚引玉的做用。

本文是《NIO框架入門》系列文章中的第3篇，目錄以下：git

本文亮點

客戶端基於iOS移動端平臺實現：
一般這類跨平臺的網絡通訊例子很難找，本文已解決跨平臺通訊的適配問題，是個可貴的實踐入門示例；
完整可執行源碼、方便學習：
完整的Demo源碼，適合新手直接運行，便於學習和研究。
Demo中的代碼源自做者的開源工程，有實用價值：
源碼均修改自做者的即時通信開源工程 MobileIMSDK，只是爲了方便學習理解而做了簡化，有必定的實用價值；

本文Demo的場景邏輯

本文要演示的Demo包含兩部分，iOS UDP客戶端和NIO框架實現的服務端（包括MINA2和Netty4實現兩個方案），客戶端每隔5秒向服務端發送消息，而服務端在收到消息後立刻回覆一條消息給客戶端。

如上所述，服務端和客戶端都要實現消息的發送和接收，即實現跨平臺的雙向通訊。若是有心的話，稍加改造，也就很容易實現一個簡陋的聊天程序了。下節將將給出真正的實現代碼。程序員

iOS客戶端準備工做

[Step 1] 去Github上下載最新的CocoaAsyncSocket：

CocoaAsyncSocket源碼地址：https://github.com/52im/CocoaAsyncSocket，以下圖：

補充說明：iOS裏的網絡編程有多種途徑實現（具體請參看此文），本文選擇的是iOS裏很是熱門的 CocoaAsyncSocket 工程，它對iOS原生網絡API作了進一步封裝，使得開發者更易使用。

github

[Step 2] 建好XCode工程，準備開擼：

建好工程後把CocoaAsyncSocket的源碼引用進來就好了，以下圖：

補充說明：如何新建一個XCode工程請自行百度之，按照系統默認的簡單創建一個就行了，本例不須要做額外配置和額外的系統庫引用。編程

iOS客戶端代碼實現

[1] 客戶端主類 ViewController.m：

 
    //  Copyright (C) 2016 即時通信網（52im.net）- 即時通信開發者社區.
//  All rights reserved.
//  Created by JackJiang on 16/06/22.
#import "ViewController.h"
#import "LocalUDPSocketProvider.h"
#import "LocalUDPDataSender.h"
#import "CharsetHelper.h"
#import "UDPUtils.h"
 
@interface ViewController ()
@end
 
@implementation ViewController
 
- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
     
    // 初始化socket
    [[LocalUDPSocketProvider sharedInstance] initialLocalUDPSocket];
    // 注意：執行延遲的單位是秒哦
    NSTimer *timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:5 target:self selector:@selector(doSend) userInfo:nil repeats:YES];
    [timer fire];
}
 
- (void)doSend
{
    NSString *toServer = [NSString stringWithFormat:@"Hi，我是iOS客戶端，個人時間戳 %li",[UDPUtils getTimeStampWithMillisecond_l]];
    [[LocalUDPDataSender sharedInstance] send:[CharsetHelper getBytesWithString:toServer]];
}
 
@end 
   

補充說明：本類本是界面主類，但爲了省事，沒有去寫UI代碼，只是做爲本次Demo的主入口類而已，須要查看數據輸出的，請在XCode控制檯看查看log輸出哦。

api

[2] 客戶端Socket管理類 LocalUDPSocketProvider.m：

//  Copyright (C) 2016 即時通信網（52im.net）- 即時通信開發者社區.
//  All rights reserved.
//  Created by JackJiang on 16/06/22.
#import "LocalUDPSocketProvider.h"
#import "GCDAsyncUdpSocket.h"
#import "ConfigEntity.h"
#import "CompletionDefine.h"
 
@interface LocalUDPSocketProvider ()
@property (nonatomic, retain) GCDAsyncUdpSocket *localUDPSocket;
@property (nonatomic, copy) ConnectionCompletion connectionCompletionOnce_;
@end
 
@implementation LocalUDPSocketProvider
 
// 本類的單例對象
static LocalUDPSocketProvider *instance = nil;
 
+ (LocalUDPSocketProvider *)sharedInstance
{
    if (instance == nil)
        instance = [[super allocWithZone:NULL] init];
    return instance;
}
 
- (GCDAsyncUdpSocket *)initialLocalUDPSocket
{
    NSLog(@"【IMCORE】new GCDAsyncUdpSocket中...");
     
    // ** Setup our socket.
    self.localUDPSocket = [[GCDAsyncUdpSocket alloc] initWithDelegate:self delegateQueue:dispatch_get_main_queue()];
     
    // ** START udp socket
    // 本地綁定端口合法性檢查
    int port = [ConfigEntity getLocalUdpSendAndListeningPort];
    if (port < 0 || port > 65535)
        port = 0;
    NSError *error = nil;
    // 綁定到指定端口（以便收發數據）
    if (![self.localUDPSocket bindToPort:port error:&error])
    {
        NSLog(@"【IMCORE】localUDPSocket建立時出錯，緣由是 bindToPort: %@", error);
        return nil;
    }
    // 開啓收數據處理
    if (![self.localUDPSocket beginReceiving:&error])
    {
        NSLog(@"【IMCORE】localUDPSocket建立時出錯，緣由是 beginReceiving: %@", error);
        return nil;
    }
    NSLog(@"【IMCORE】localUDPSocket建立已成功完成.");
    return self.localUDPSocket;
}
。。。。。。
 
- (void)udpSocket:(GCDAsyncUdpSocket *)sock didReceiveData:(NSData *)data
      fromAddress:(NSData *)address
withFilterContext:(id)filterContext
{
    NSString *msg = [[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];
    if (msg)
        NSLog(@"【UDP_SOCKET】【NOTE】>>>>>> 收到服務端的消息： %@", msg);
    else
    {
        NSString *host = nil;
        uint16_t port = 0;
        [GCDAsyncUdpSocket getHost:&host port:&port fromAddress:address];
        NSLog(@"【UDP_SOCKET】RECV: Unknown message from: %@:%hu", host, port);
    }
}
 
- (void)udpSocket:(GCDAsyncUdpSocket *)sock didConnectToAddress:(NSData *)address
{
    NSLog(@"【UDP_SOCKET】成收到的了UDP的connect反饋, isCOnnected?%d", [sock isConnected]);
    // 鏈接結果回調
    if(self.connectionCompletionOnce_ != nil)
        self.connectionCompletionOnce_(YES);
}
 
- (void)udpSocket:(GCDAsyncUdpSocket *)sock didNotConnect:(NSError *)error
{
    NSLog(@"【UDP_SOCKET】成收到的了UDP的connect反饋，但鏈接沒有成功, isCOnnected?%d", [sock isConnected]);
    // 鏈接結果回調
    if(self.connectionCompletionOnce_ != nil)
        self.connectionCompletionOnce_(NO);
}
 
@end

補充說明：因代碼較多，文中沒有列出該類的全部代碼，請前往文末下載完整XCode工程自行查看哦。

網絡

[3] 數據發送實現類 LocalUDPDataSender.m：

 
    //  Copyright (C) 2016 即時通信網（52im.net）- 即時通信開發者社區.
//  All rights reserved.
//  Created by JackJiang on 16/06/22.
#import "LocalUDPDataSender.h"
#import "CharsetHelper.h"
#import "GCDAsyncUdpSocket.h"
#import "LocalUDPSocketProvider.h"
#import "ConfigEntity.h"
#import "UDPUtils.h"
#import "CompletionDefine.h"
 
@implementation LocalUDPDataSender
 
// 本類的單例對象
static LocalUDPDataSender *instance = nil;
 
- (BOOL) send:(NSData *)dataWithBytes
{
    // 得到UDPSocket實例
    GCDAsyncUdpSocket *ds = [[LocalUDPSocketProvider sharedInstance] getLocalUDPSocket];
    // 確保發送數據開始前，已經進行connect的操做：若是Socket沒有「鏈接」上服務端，嘗試「鏈接」一次
    if(ds != nil && ![ds isConnected])
    {
        // 這次數據只在「鏈接」成功後發出，「鏈接」成功則會調用此回調block代碼
        ConnectionCompletion observerBlock = ^(BOOL connectResult) {
            // 成功創建了UDP鏈接後就把包發出去
            if(connectResult)
                [UDPUtils sendImpl:ds withData:dataWithBytes];
        };
        // 調置鏈接回調
        [[LocalUDPSocketProvider sharedInstance] setConnectionObserver:observerBlock];
         
        NSError *connectError = nil;
        BOOL connectResult = [[LocalUDPSocketProvider sharedInstance] tryConnectToHost:&connectError withSocket:ds completion:observerBlock];
        // 若是鏈接意圖沒有成功發出則返回錯誤碼
        return connectResult;
    }
    else
        return [UDPUtils sendImpl:ds withData:dataWithBytes];
}
 
// 獲取本類的單例。使用單例訪問本類的全部資源是惟一的合法途徑。
+ (LocalUDPDataSender *)sharedInstance
{
    if (instance == nil)
        instance = [[super allocWithZone:NULL] init];
    return instance;
}
 
@end 
   

服務端準備工做

本文將分別基於MINA2和Netty4實現兩套服務端（你只須要使用其中之一便可），服務端準備工做已在本系列文章的前兩篇詳細記錄了，具體以下：

- Netty4實現服務端的準備工做請見：《NIO框架入門(一)：服務端基於Netty4的UDP雙向通訊Demo演示》
- MINA2實現服務端的準備工做請見：《NIO框架入門(二)：服務端基於MINA2的UDP雙向通訊Demo演示》併發

服務端代碼實現

因兩套方案的服務端代碼都不復雜，且已經本系列文章的前兩篇中詳細介紹，本文就不在重複粘貼了。

- Netty4實現的服務端請見：《NIO框架入門(一)：服務端基於Netty4的UDP雙向通訊Demo演示》
- MINA2實現的服務端請見：《NIO框架入門(二)：服務端基於MINA2的UDP雙向通訊Demo演示》

Demo 運行行截圖

[1] 客戶端運行結果：

[2] 服務端運行結果（MINA2方案）：

[3] 服務端運行結果（Netty4方案）：

本文小結

本文中的客戶端代碼是從開源即時通信框架MobileIMSDK 的iOS端中複製出來的（只是爲了方便理解而作了大幅簡化），有興趣的能夠看看 MobileIMSDK Android端、Server端，簡化一下能夠用做你自已的各類用途。

若是你閱讀過本系列的《NIO框架入門(一)：服務端基於Netty4的UDP雙向通訊Demo演示》和《NIO框架入門(二)：服務端基於MINA2的UDP雙向通訊Demo演示》，應該能明顯地感受的出來MINA2的UDP服務端API接口使用要是Netty4的繁瑣，並且MINA2還存在獨立客戶端（非依賴於MINA2客戶端）實現時的多餘字節和亂碼問題。但我的認爲MINA2的代碼風格更符合通常程序員的編碼習慣，更好懂一些，而Netty4因歷經多個大版本的進化，雖起來很是簡潔，但實現並非那麼直觀。固然，至於MINA仍是Netty，請客觀一評估和使用，由於兩者並沒有本質區別。