推送技术原理
为什么使用推送:
现在的大多数移动端应用都有实时得到消息的能力,简单来说,有发送消息的主动权和接受消息的被动权。例如:微信,QQ,天气预报等等,对于用户体验和好处不用多言。
移动应用互联网特点:
因为手机平台本身、电量、网络流量的限制,移动互联网应用在设计上跟传统 PC 上的应用很大不一样,需要根据手机本身的特点,尽量的节省电量和流量,同时又要尽可能的保证数据能及时到达客户端。
为了解决数据同步的问题,在手机平台上,常用的方法有2种。一种是定时去服务器上查询数据,也叫Polling,还有一种手机跟服务器之间维护一个 TCP 长连接,当服务器有数据时,实时推送到客户端,也就是我们说的 Push。
从耗费的电量、流量和数据送达的及时性来说,Push 都会有明显的优势,但 Push 的实现和维护成本相对较高。在移动无线网络下维护长连接,相对也有一些技术上的难度。本文试图给大家介绍一下我在 Android 平台上是如何维护长连接。
移动无线网络的特点:
因为 IP v4 的 IP 量有限,运营商分配给手机终端的 IP 是运营商内网的 IP,手机要连接 Internet,就需要通过运营商的网关做一个网络地址转换(Network Address Translation,NAT)。简单的说运营商的网关需要维护一个外网 IP、端口到内网 IP、端口的对应关系,以确保内网的手机可以跟 Internet 的服务器通讯。
NAT 功能由图中的 GGSN 模块实现。
大部分移动无线网络运营商都在链路一段时间没有数据通讯时,会淘汰 NAT 表中的对应项,造成链路中断。
Push在Android平台上的实现
既然我们知道我们移动端要和Internet进行通信,必须通过运营商的网关,所以,为了不让NAT映射表失效,我们需要定时向Internet发送数据,来保持NAT映射表的活性。
这时候就需要用到定时器,在Android上定时器通常有以下两种:
- java.util.Timer
- android.App.AlarmManager
分析:
Timer:可以按照计划或者时间周期来执行相关的任务。但是Timer需要用WakeLock来让CPU保持唤醒状态,才能保证任务的执行,这样子会消耗大量电量;当CPU处于休眠的时候,就不能唤醒执行任务,所以应用于移动端明显是不合适
AlarmManager:AlarmManager类是属于android系统封装好来管理RTC模块的管理类。这里就涉及到RTC模块,要更好地了解两者的区别,就要明白两者真正的区别。
RTC(Real- Time Clock)实时闹钟在一个嵌入式系统中,通常采用RTC 来提供可靠的系统时间,包括时分秒和年月日等;而且要求在系统处于关机状态下它也能够正常工作(通常采用后备电池供电),它的外围也不需要太多的辅助电路,典型的就是只需要一个高精度的32.768KHz 晶体和电阻电容等。(如果对这方面感兴趣,可以自己查阅相关资料,这里就说个大概)
好了,回来正题。所以,AlarmManager又称全局定时闹钟。这意味着,当我用使用AlarmManager来定时执行任务,CPU可以正常地休眠,只有在执行任务时,才唤醒CPU,这个过程是很短时间的。
在推送中我们使用AlarmManager来实现心跳的功能,使其真正的实现长连接,且以最低的消耗。