Java сервер для android

Использование сокетов в Android

Создано большое количество приложений как для Android, так и для других ОС, которые взаимодействуют друг с другом с помощью установления соединенией по сети. К таким приложениям относятся, например, мессенджеры социальных сетей WhatsApp, Viber. Как правило, для установления соединения между такими приложениями используются сокеты.

Сокет (socket) — это интерфейс, позволяющий связывать между собой программы различных устройств, находящихся в одной сети. Сокеты бывают двух типов: клиентский (Socket) и серверный (ServerSocket). Главное различие между ними связано с тем, что сервер «открывает» определенный порт на устройстве, «слушает» его и обрабатывает поступающие запросы, а клиент должен подключиться к этому серверу, зная его IP-адрес и порт. В Android сокеты для передачи данных используют по умолчанию протокол TCP/IP, важной особенностью которого является гарантированная доставка пакетов с данными от одного устройства до другого.

Особенности использования сокетов

Что важно знать при использовании сокетов в Android ?

• соединения сокетов отключаются при переходе устройства в спящий режим;
• чтобы не «рвать» соединение при наступлении спящего режима в устройстве можно использовать сервис;
• для использования интернет-сети необходимо Android-приложению предоставить нужные права в манифесте.

Для определения прав в манифесте необходимо в файл AndroidManifest.xml добавить следующую строку :

Теперь android-приложения будет иметь доступ к сети.

Далее в статье рассмотрим пример клиент-серверного сокетного соединения с передачей сообщения. Функции клиента будет выполнять android-приложение. Серверное java-приложение выполним в IDE Eclipse с использованием пакета concurrent. В конце страницы можно скачать оба приложения.

Клиентский android-сокет

Интерфейс andriod-приложения представлен на следующем скриншоте. Форма приложения включает поле ввода текстового сообщения и кнопки установления соединения сервером, передачи сообщения и закрытия соединения.

Клиентское приложение создадим из двух классов : класс взаимодействия с серверным сокетом Connection и класс стандартной активности MainActivity.

Класс Connection

Класс взаимодействия с сервером Connection получает при создании (через конструктор) параметры подключения : host и port. Методы Connection вызываются из активности и выполняют следующие функции :

Метод	Описание
openConnection	Метод открытия сокета/соединения. Если сокет открыт, то он сначала закрывается.
closeConnection	Метод закрытия сокета
sendData	Метод отправки сообщения из активности.
finalize	Метод освобождения ресурсов

Листинг Connection

Класс активности MainActivity

В активности MainActivity определены параметры сервера : host, port. Помните, что IP-адрес сервера для Вашего android-примера не может быть localhost (127.0.0.1), иначе Вы будете пытаться связаться с сервером внутри Andriod-системы. Кнопки интерфейса связаны с методами обращения к классу Connection. Кнопки отправки сообщения mBtnSend и закрытия соединения mBtnClose с сервером блокируются при старте приложения. После установления соединения с сервером доступ к кнопкам открывается.

Листинг активности

Методы управления сокетным соединением

Ниже представлены методы обработки событий, связанных с нажатием кнопок интерфейса. Обратите внимание, что подключение к серверу выполняется в отдельном потоке, а открытие доступа к кнопкам в основном потоке, для чего вызывается метод runOnUiThread. Для отправки сообщения серверу также создается отдельный поток.

Серверное приложение

Серверное приложение включает 2 класса : Server и ConnectionWorker. Серверный класс Server будет выполнять обработку взаимодействия с клиентом с использованием ConnectionWorker в отдельном потоке. Конструктор ConnectionWorker в качестве параметра получает объект типа Socket для чтения сообщений клиента из потока сокета.

Листинг ConnectionWorker

ConnectionWorker получает входной поток inputStream из клиентского сокета и читает сообщение. Если сообщение отсутствует, т.е. количество прочитанных байт равно -1, то это значит, что соединение разорвано, то клиентский сокет закрывается. При закрытии клиентского соединения входной поток сокета также закрывается.

Серверный класс

Серверный класс Server создадим с использованием многопоточного пакета util.concurrent. На странице описания сетевого пакета java.net и серверного ServerSocket был приведен пример серверного модуля с использованием обычного потока Thread, при работе с которым необходимо решать задачу его остановки : cтарый метод Thread.stop объявлен Deprecated и предан строжайшей анафеме, а безопасная инструкция Thread.interrupt безопасна, к сожалению, потому, что ровным счетом ничего не делает (отправляет сообщение потоку : «Пожалуйста, остановись»). Услышит ли данный призыв поток остается под вопросом – все зависит от разаработчика.

Чтобы иметь возможность остановить сервер «снаружи» в серверный класс Server включим 2 внутренних реализующих интерфейс Callable класса : CallableDelay и CallableServer. Класс CallableDelay будет функционировать определенное время, по истечении которого завершит свою работу и остановит 2-ой серверный поток взаимодействия с клиентами. В данном примере CallableDelay используется только для демонстрации остановки потока, организуемого пакетом util.concurrent.

Листинг CallableDelay

CallableDelay организует цикл с задержками. После завершения последнего цикла cycle поток завершает цикл, останавливает вторую задачу futureTask[1] и закрывает сокет. В консоль выводится соответствующее сообщение.

Листинг CallableServer

Конструктор CallableServer в качестве параметров получает значение открываемого порта для подключения клиентов. При старте (метод call) создается серверный сокет ServerSocket и поток переходит в режим ожидания соединения с клиентом. Остановить поток можно вызовом метода stopTask, либо завершением «задачи» типа FutureTask с данным потоком.

При подключении клиента метод serverSoket.accept возвращает сокет, который используется для создания объекта ConnectionWorker и его запуска в отдельном потоке. А сервер (поток) переходит к ожиданию следующего подключения.

В случае закрытия сокета (завершение внешней задачи FutureTask с данным потоком) будет вызвано исключение Exception, где выполняется проверка закрытия сокета; при положительном ответе основной цикл прерывается и поток завершает свою работу.

Листинг серверного класса Server

Cерверный класс Server создает два потоковых объекта (callable1, callable2), формирует из них две задачи futureTask и запускает задачи на выполнение методом execute исполнителя executor. После этого контролируется завершение выполнение обоих задач методом isTasksDone. При завершении выполнения обеих задач завершается также и цикл работы executor’а.

Два внутренних описанных выше класса (CallableDelay, CallableServer) не включены в листинг.

Источник

Разработка сервера мобильных клиентов

Обратная сторона мобильных клиентов — сервер.

Введение

Не открою секрета, что разработка мобильных приложений в тренде – этому способствует стремительное техническое развитие: мобильные устройства с каждым годом улучшаются по всем характеристикам и становятся доступнее для широкого круга людей. Почти каждый, кто имеет на руках мобильный гаджет (будь то смартфон, коммуникатор или планшет) пользуется приложениями: браузером, клиентом электронной почты и мгновенных сообщений, играми, бизнес или финансовыми программами. И зачастую от пользователей скрыто то, что многие из приложений взаимодействуют с удаленным сервером: обмениваются с ним данными через Интернет.
По роду деятельности (Java разработчик серверных приложений) мне в команде приходится разрабатывать сервера для мобильных клиентов (за последние 2 года участвовал в реализации 3-х таких проектов для зарубежных компаний). Определился набор Java-технологий для решения задач такого рода, который варьируется в зависимости от требований и целесообразности (другими словами — желания), благо свобода при выборе технологий позволяет экспериментировать. Сформировавшейся точкой зрения и опытом хотел бы поделиться с сообществом.

Требования

Особенностью является то, что формируются требования и для серверного, и для клиентского приложения, которые в ряде случаев взаимосвязаны. Для начала опишу базовые требования в контексте механизма обмена данными:
• кроссплатформенность клиента: зачастую важно обеспечить поддержку разных платформ — Android, iOS, Windows Phone и пр. Редко заказчик довольствуется одним видом устройств.
• быстродействие: должна обеспечиваться достаточная для workflow скорость работы, комфортный отклик на графическом интерфейсе пользователя;
• простота: чем проще API протокола, тем меньше времени уходит на реализацию и поддержку кода, тем меньше может быть квалификация разработчика;
• эффективность: чем сложнее реализация протокола, тем больше потребляется ресурсов мобильного устройства, которые ограничены.

Дополнительные требования зависят от специфики приложения:
• масштабируемость сервера – для SaaS, социальных приложений, где в идеале ожидается большой поток посетителей, это условие обязательно. Для бизнес приложений, где есть ограничения по числу пользователей или численность прогнозируется, данное свойство не требуется;
• интерактивность: ряд приложений нужно обеспечить механизмом нотификаций – сообщить приложению (пользователю) о наступлении определенных событий, передать сообщение пользователю. Данным свойством должна обладать, например, биржевая система или автоматический диспетчер такси.
• открытое API: предполагается, что сторонние разработчики могут воспользоваться функционалом системы посредством документированного протокола. Ведь клиентом может быть как мобильное, так и внешнее серверное приложение.
• другие требования…

Команда

Состав проектной команды для разработки системы в идеале может быть следующим:
• менеджер проекта: управляет, контролирует проект, напрямую взаимодействует с заказчиком;
• разработчик серверного приложения: разрабатывает сервер бизнес логики, базу данных, сетевой протокол;
• разработчик приложения администратора: разрабатывает Web приложение, пользовательский интерфейс для настройки и управления серверным приложением;
• разработчик клиентского приложения для Android;
• разработчик клиентского приложения для iOS;
• разработчик клиентского приложения для …
• тестировщик: тестирует приложение администратора и клиентские приложения.

Внимательный читатель заметит, что в случае написания серверного приложения с графическим интерфейсом, например, на HTML5, можно сэкономить. В этом случае не требуется разработка клиентских приложений – интерфейс пользователя предоставляет браузер. Данная статья не рассматривает такой случай, идет речь о разработке ”родных” (native) приложений для мобильных устройств.

Мне доводилось работать в команде с полным составом, но будет реалистами – не всегда человеческие ресурсы и бюджет позволяет собрать такую команду. И иногда роли приходится совмещать: менеджер проекта + разработчик серверного приложения, разработчик клиентского приложения + тестировщик.

Технологии, инструменты, библиотеки

Для разработки сервера мобильных клиентов обычно использую следующий стек “свободных” технологий:
• Apache Tomcat – контейнер сервлетов;
• MySQL – СУБД;
• Subversion – система версионного контроля;
• Maven – фреймворк для автоматизации сборки проектов;
• JUnit – обеспечит эффективность автоматического тестирования приложений;
• Apache Log4j – библиотека логгирования;
• Jenkins – система непрерывной интеграции;
• Hibernate – ORM (настройки, конфигурация в properties, xml файлах и в аннотациях);
• hibernate-generic-dao – реализация DAO от Google, реализует основные методы для работы с данными базы данных, упрощает реализацию фильтрации и сортировки в методах;
• Spring – реализация аутентификации и авторизации (security), контейнер сервисов и бинов (конфигурация в xml файлах и в аннотациях), используем также при создании тестов.

В зависимости от специфики системы и требований к ней использую один из 2-ух вариантов реализации протокола обмена данными.
Когда требуются кроссплатформенность, быстродействие, простота, эффективность, масштабируемость, открытое API, то беру Jersey – реализацию Web-сервисов REST (RESTful Web services). Эта библиотека позволяет использовать сериализацию данных в формате JSON или(и) XML. Конфигурация REST ведется посредством аннотаций. Для обмена с мобильными устройствами взят формат JSON по причине того, что имеет более простую реализацию на стороне клиента (по этой причине не используем “классические” Web-сервисы), генерируется меньший объем трафика. Jersey позволяет настроиться на наиболее подходящий “вид” JSON.
В ином случае, если необходимы кроссплатформенность, высокое быстродействие, простота, эффективность, интерактивность, то беру
• Apache MINA – framework для создания сетевых приложений,
• Google protobuf – библиотека кодирования и декодирования структурированных данных. Структура данных определяется заголовочными файлами *.proto, компилятор генерирует из них Java классы (также есть возможность генерации для других языков программирования: C++, Objective-C и т. д., что обеспечивает свойство кроссплатформенности);
• java.util.concurrent – используем стандартный пакет.
Данный вариант может масшабироваться, но на это требуется закладываться на этапе проектирования на уровне архитектуры, учитывая бизнес логику.

Рассмотрим гипотетическую задачу на примере выбора технологий для реального SaaS сервиса – “Аукцион услуг “Аукнем”, который позволяет людям сформировать заказ на выполнение требуемых услуг или работ, а организациям в свою очередь оставить для них свои предложения. Берем все базовые требования по умолчанию. Ввиду того, что регистрация в этой системе свободная и бесплатная, то однозначно к ним требуется добавить масштабируемость. А что на счет интерактивности? Было бы здорово сообщать подрядчикам (исполнителям) о создании новых заказов, а заказчиков информировать о поступивших предложениях в тот же миг в приложении, а не только по электронной почте. На основания этого возьмем для реализации Apache MINA, Google protobuf. Смотрим следующее свойство — открытое API. Сервис общедоступный, потому предположим, что внешние разработчики могут проявить интерес к интеграции с ним. Постойте! Не все так просто. Протокол на базе Apache MINA достаточно сильно зависит от реализации и интеграция без знания нюансов отнюдь не прозрачна. В такой ситуации придется взвесить, какой фактор важнее и сделать выбор.

Источник