Android网络篇
http://blog.csdn.net/u011014707/article/details/46584347
针对互联网设计的操作系统，网络编程、多媒体编程。基础框架构成了Android平台应用开发的三块柱石。本章围绕网络编程协议、网络编程接口、Web服务、XML解析、SIP、NFC、RIL等方面的知识。
另外，在Android 4.0中，开始支持流量的监控，对企业应用也增强了支持，通过VpnService允许应用构建自己的VPN。
1.无线接入技术概述
无线接入技术通常都隐藏在TCP/IP协议和平台框架层下。由硬件平台厂商开发完成，在一些封闭的移动系统中，甚至不向应用开发者提供可阅读的源代码。
3GPP标准的状态信息浏览地址：http://www.3gpp.org/specs/specs.htm.。
3GPP文档的下载地址：ftp://ftp.3gpp.rog/Spece/archive.
GSM&&GPRS文档的下载地址：ftp://ftp.3gpp.org/Specs/archive.
（1）GSM/EDGE
GPRS是GSM规范中实现的内容，目的是提供115kbps的分组数据业务，在实际环境中，GPRS的速率是14.4~43.2kbps，以分组交换来补充电路交换在数据业务上的不足。
EDGE是GPRS的进一步演进，主要是在GSM系统中采用了一种新的调制方法，即最先进的多时隙操作和8PSK调制技术，提供更为丰富的数据业务。
（2）TD-SCDMA
TD-SCDMA标准主要由中国提出，由于商用方面的严重延迟，更多的是扮演过渡角色，目前，TD-SCDMA在商业上已开始向TD-LTE演进。
（3）WCDMA
WCDMA主要由欧洲和日本提出。
（4）CDMA2000
CDMA2000标准主要由美国提出。
（5）LTE
LTE包括FDD-LTE和TDD-LTE两种类型。
（6）WiFi
作为最主要的局域网技术之一。
（7）WiMAX
作为Intel大力研发的广域网技术。
（8）BT
作为最常用的个域网技术。在Android中，采用的蓝牙协议栈是Bluez，作为一个开源的蓝牙协议栈，Bluez提供了BT所有的常用功能。
启动BT的方法如下：
if(!mAdapter.isEnabled()){
Intent intent =new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_ERQUEST_ENABLE);
startActivity(intent);
}
设置BT可发现状态的方法如下：
Intent intent=new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_DISCOVERABLE);
intent.putExtra(BluetoothAdapter.EXTRA_DISCOVERABLE_DURATION, 500);
startActivity(intent);
2.基础协议封装
Android对网络编程提供了3种接口，即Java接口、Apache接口、Android接口，这些接口都离不开基础的网络协议。Android提供了对HTTP、SSL、Cookie、DHCP等协议的封装，并支持套接字编程，同时对URI也提供了支持，除此之外，针对移动终端的特别需要，Android还提供了链接管理器和WiFi管理器来增强对网络的支持。
（1）HTTP协议
在Android中，HTTP协议的实现主要体现在android.net.http和org.apache.http等包中。在android.net.http中，主要通过AndroidHttpClient来实现HTTP协议，AndroidHttpClient实际上是Apach的DefaultHttpClient的子类。AndroidHttpClient能够处理Cookie，但是在默认情况下无法维护Cookie。设置Cookie的方法如下：
context.setAttribute(ClientContext.COOKIE_STORE, cookiestore);
不能直接创建AndroidHttpClient，但是通过其newInstance()方法可以获得AndroidHttpClient实例。AndroidHttpClient通常和HttpHost、HttpUriRequest、HttpContext、ResponseHandler一起发起HTTP请求及处理服务器响应。
org.apache.http包在网络通信中已经使用的非常广泛。
（2）SSL协议
SSL和TSL均是由曾经的互联网巨头Netscape设计的，都是针对Web的网络安全协议。这两个协议的当前版本分别为SSL 3.0和TSL 1.0。常见的HTTPS连接就采用了SSL技术。SSL协议的实现与数字签名技术密切相关。
在android.net.http包中，提供了SslCertificate和SslError来描述X509数字证书信息。在WebView中，通过getCerificate方法可以查看当前页面是否有用SSL证书，另外通过SslCertificate的saveState方法可以将证书信息保存在Bundle中，这有助于实现跨域的访问。
在javax.net,ssl包中，通过HttpsURLConnection可以管理HTTP连接，通过SSKServer-Socket可以创建SSL套接字。下面是创建SSL套接字的一个示例：
SSLSocketFactory factory=HttpsURLConnetion,getDefaultSSLSocketFactory();
try{
SSLContext context=SSLContext.getInstance("TLS");
TrustManager[] tm=new TrustManager[]{new FullX509TrustManager()};
context.init(null, tm, new SecureRandom());
factory=context.getSocketFactory();
}
Socket mSocket=factory.createSocket();
org.apache.http.conn.ssl包中还提供了SSLSocketFactory等类来执行SSL套接字的创建等。
（3）Cookie实现
Cookie是用于识别用户信息、进行Session跟踪而存储在用户本地终端的数据（通常经过加密）。顺便提一下，Cookie也是由Netscape发明的。
由于Cookie拥有自己的生命周期，可以存储用户信息，因此可能暴露用户隐私，使用Cookie具有一定风险。
在Android中，Cookie的管理主要位于WebView、java.net.、org.apache.http.cookie等包中。获得Cookie的方法如下：
DefaultHttpClient httoclient=new DefaultHttpClient();
HttpGet httpget = new HttpGet(http://www.163.com);
HttpResponse response=httpclient.execute(httpget);
HttpEntity entity=response.getEntity();
List<Cookie> cookie=httpclient.getCookieStore().getCookies();
通过Cookie的getDomain、getPath、getValue、getName、getPorts、getComment、getCommentURL等方法可以获取Cookie的信息，另外，对于基于模拟器的开发，可以通过网络分析工具直接查看HTTP数据包的情况来分析Cookie。
在WebView中，CookieManager可以用来设置、清除和获取Cookie。清空Cookie的方法如下：
CookieSyncManager。createInstance(getApplicationContext());
CookieManager.getInstance().removeAllCookie();
在Android的默认浏览器中，Cookie的信息保存在data\data\com.android.browser\databases\目录下的webview.db中。
（4）连接性管理
在Android中，ConnectivityManager提供对网络如WIFI、BT、WIMAX、GPRS、UMTS的连接性管理。获得ConnectivityManager服务的方法如下：
ConnectivityManager cnManager=（ConnectivityManager)getSystemService(Context.CONNECTIVITY_SERVICE);
通过ConectivityManager.getActivityNetworkInfo()可以获得接入方式，判断网络类型和当前状态等，示例如下：
NetworkInfo info=cnManager.getActiveNetworkInfo();
boolean isMobile=(info!=null && info.getType()==ConnectivityManager.TYPE_MOBILE); //是否是蜂窝网络
boolean isConected=info.isConnented(); //是否已连接
boolean isRoaming=isMobile && TelephonyManager.getDefualt().isNetworkRoaming(); //是否漫游
连接性管理要求应用的权限为android.permission.ACCESS_NETWORK_STATE。当网络发生变化时，系统会广播Action为android.net.conn.CONNECTIVITY_CHANGE的Intent消息。下面是处理连接变化的示例：
mNetworkStateIntentReceiver = new BroadcastReceiver(){
public void onReceive(Context context, Intent intent){
if(intent.getAction().equals(ConnectivityManager.CONNECTIVITY_AVTION)){
NetworkInfo info=intent.getParcelableExtra(ConectivityManager.EXTRA_NETWORK_INFO);
String typeName=info.getTypeName();
String subtypeName=info.getSubtypeName();
sendNetworkType(typeName.toLowerCase(), (subtypeName!=null ?subtypeName.toLowerCase() : ""));
onNetworkToggle(info.isAvailable());
}
}
};
（5）WiFi管理器
作为最常用的无线局域网络，WiFi几乎成为当前移动终端的标配。获取WifiManager服务的方法如下：
WifiManager wifiManager=(WifiManager)getSystemService(WIFI_SERVICE);
通过WifiManager可以获得设备可用网络的列表、获得当前激活网络的信息、执行热点烧苗、测定信号强度等。启动热点扫描的方法startScan()。
WiFI的信息，如BSSID、RSSI、SSID、网络ID、MAC地址等，由WifiInfo描述。通过WifiManager可以获得WifiInfo对象，方法如下：
WifiInfo wifiinfo=wifiManager.gerConnectionInfo();
支持WiFi点对点的通信（不经过网络和热点），获得WifiP2pManager服务的方法如下：
WifiP2pManager wifiP2pManager=(WifiP2pManager)getSystemService(WIFI_P2P_SERVICE);
为了进行点对点通信，需要经过如下几个步骤：通过initialize()初始化P2P连接。 通过discoverPeers()发现附近的设备。 通过connect启动P2P连接。
3.Java网络编程接口
Java网络通信有两种实现方式，一种是基于套接字的方式，另一种是基于HTTP的方式。本节只要介绍基于HTTP的实现，另外对底层NIO技术做简单的介绍。
（1）HTTP网络通道
在基于HTTP的实现中，最重要的一个类为HttpURLConnection，通过HttpURLConnection可以发送和接收数据。另外，通过HttpURLConnection还可以设置请求参数，如内容类型、回话Cookie等。下面是通过HttpURLConnection实现网络通信的简单示例：
HttpURLConnection urlConn=new URL("http://www.android.com").openConnection(); //打开HTTP连接
urlConn.setDoOutput(true); //设置请求参数时必须将其设置为true
urlConn.setRequestMethod("POST");
urlConn.setUseCache(false);
urlConn.setRequestProperty("Content-type". "application/x-www-form-urlencoded");
DataOutputStream dos=new DataOutputStream(urlConn.getOutputStream());
dos.writeBytes("name="+URLEncoder.encode("chenmouren","gb2312");
dos.flush();
dos.close();
BufferReader reader=new BufferedReader(new InputStreamReader(urlConn, getInputStream()));
reader.readLine();
reader.close();
urlConn.disconnect(); //释放所有HTTP连接资源
在将setDoOutput方法设置为true时，必须将HttpURLConnection设置为POST请求，而HttpURLConnection默认采用的时GET请求。所谓GET的请求是指请求参数附在URL后面直接传输，所谓POST请求表示请求参数位于HTTP的头部，POST请求的隐私性显然好些。
对于HTTPS协议，可通过HttpsURLConnection建立HTTPS连接。系统会先尝试TSL和SSL2，当链接建立失败时，再尝试SSL 3。
对HTTP请求返回错误相应时，会在HttpURLConnection的getInputStream方法中抛出IOException，通过getErrorStream可以获得出错相应。另外通过getHeaderFields方法可以读取HTTP头部。
部分网络链接可能会导致重定向。下面是判断是否重定向的方法：
HttpURLConnection urlConnection=(HttpURLConnection)url.openConnection();
try{
InputStream in=new BufferedInputStream(urlConnection.getInputStream());
if(!url.getHost().equals(urlConnection.getURL().getHost())){
//已经重定向了
}finally{
urlConnection.disconnect();
}
}
另外，Cookie的管理是通过CookieManager和CookieHandler进行的。
（2）NIO简介
按照UNIX网络编程划分，I/O模型可以分为阻塞I/O、非阻塞I/O、I/O复用、信号驱动I/O、异步I/O。按照POSIX标准来划分，I/O模型值分为两类：同步I/O、异步I/O。
在Java中，目前有3中I/O方式可供选择，即BIO（Blockding I/O）NIO（New I/O）、AIO（Asynchronous I/O）。其中AIO于J2SE 7中引入，有时也称为NIO 2。NIO和AIO均为非阻塞I/O。
在J2SE1.4中，Sun引入了NIO，在进行Java应用向Android移植时，会出现一些Java NIO的兼容性问题，通常是NIO对IPv6的支持存在问题，会抛出java.net.SocketException:Bad address family异常。目前解决的办法是，通过setProperty(propObj, put, "java,net.preferIPv6Addresses", "false")来禁止IPv6，然后进行Selector.open()等操作。
注意，在Linux中，Java NIO是基于管道实现的。
NIO主要使用了Channel和Selector来实现，其基于事件驱动的单线程处理可以有效地节省系统开销，并降低线程死锁的概率。
NIO作为一种中高负载的I/O模型，相对于传统BIO并发的效率大大提高。在Android中，其涉及的包有java.nio、java.nio.channels、java.nio.channels.spi、java.nio.channels.spi、java.nio.charset、java.nio.charset.spi。
在实际的开发中，NIO通常用于本地数据复制和网络传输中。
4.Apache网络编程接口
在Apache中，主要通过HttpClient执行HTTP通信，通过HttpResponse获得服务器响应。执行GET请求的示例如下：
String httpUrl=http://www.android.com;
HttpGet httpRequest =new HttpGet(httpUrl). //GET请求
try{
HttpClient httpclient=new DefaultHttpClient();
HttpResponse httpResponse = httpclient.execute(httpRequest);
if(httpResponse.getStatusLine().getStatueCode==HttpStatus.SC_OK){
...
}
}
为了在POST请求中传递参数，需要将参数封装到NameValuePair中。POST请求的示例如下：
String url =http://www.google.com;
HttpPost request=new HttpPost(url); //POST请求
List<NameValuePair> params=new ArralList<NameValuePair>();
params.add(new BasicNameValuePair("name", "zhangsan"));
HttpEntity entity=new UrlEncodeForEntity(params, "gb2312");
request.setEntity(entity);
HttpClient client=new DefaultHttpClient();
HttpResponse response=client.execute(request);
if(response.getStatusLine().getStatusCode()==HttpStatus.SC_OK{
...
}
5.Android网络编程接口
Android的网络编程接口是对Apache的再封装和简化。目前Android支持RTP、SIP、HTTP、WiFi、SSL、代理等网络协议。
（1）HTTP通信
Android的HTTP通信和Apche的不同点主要体现在HttpClient的实现上。Android的HTTP通信主要是通过AndroidHttpClient而非DefaultHttpClient和Apache的HttpGet、HttpPost、HttpResponse等来是现代额。通过AndroidHttpClient可以创建一个HttpClient；通过HttpGet可以获取URI等信息，自动处理服务器的重定向；通过HttpResponse可以处理服务器的相应。通过AndroidHttpClient来实现HTTP通信的示例如下：
try{
AndroidHttpClient client=AndroidHttpClient.newInstance(userAgent());
HttpGet httpGet=new HttpGet(http://www.163.com/); //GET请求
HttpResponse response=client.execute(httpGet);
if(response.getStatusLine().getStatusCode()!=HttpStatue.SC_OK){
//正常相应
}
client.Close();
}
Android的POST请求的实现请参考Apache的POST请求实现。
（2）RTP协议
实时传输协议主要用于VOIP、push-to-talk、电话会议等场景中。
android.net.rtp包主要包括AudioCodec、AudioGroup、AudioStream、RtpStream等类，其中AudioCodec用于定义语音编码集；AudioGroup是扬声器、麦克风和AudioStream的集合，它对CPU、宽带的要求较高，当有多个AudioGroup对象运行时，只有具有MODE_ON_HOLD状态的AudioGroup才能运行。AudioGroup要求应用具有android.permission.RECORD_AUDIO权限；RtpStream和AudioStream要求应用具有android.permission.INTERNET权限。发起SIP语音通信的示例如下：
mAudioStream=new AudioStream(InetAddress.getByName(getLocalIp())); //构建语音流
public void startAudio(){
try{
startAudioInternal();
}
}
private synchronized void startAudioInternal() throws UnknownHostException{
if(mpeerSd==null){
throw new IllegalStateException("mPeerSd=null");
}
stopCall(DONT_RELEASE_SOCKET);
mInCall=true;
SimpleSessionDescription offer=new SimpleSeesionDescription(mPeerSd);
AudioStream stream=mAudioStream;
AudioCodec codec=null;
for(Media media : offer.getMedia()){
if((codec==null)&&(media.getPort() > 0) && "audio".equals(media.getType()) && "RTP/AVP".equals(media.getProtocol())){
for(int type : media.getRtpPayloadType()){
codec=AudioCodec.getCodec(type, media.getRtpmap(type), media.getFmtp(type); //获得编码
if(codec!=null){
break;
}
}
if(codec!=null){
String address=media.getAddress();
if(address==null){
address=offer.getAddress();
}
stream.associate(InetAddress.getByName(address), media.getPort()); //绑定远程端点
stream.getDtmfType(-1); // 设置DTMF
stream.setCodec(codec); //设置编码
for(int type : media.getRtpPayloadTypes()){
String rtpmap=media.getRtpmap(type);
if((type!=codec.type)&&(rtpmap!=null) &&(rtpmap.startWith("telephone-event")){
stream.setDtmfType(type);
}
}
if(mHold){
stream.setMode(RtpStream.MODE_NORMAL); //设置模式
}else if(media.getAttribute("recvonly")!=null){
stream,setMode(RtpStream.NODE_SEND)ONLY);
}else if(media.getAttribute("sendonly")!=null){
stream.setMode(RtpStream.MODE_RECEIVE_ONLY);
}else if(offer.getAttribute("recvonly")!=null){
stream.setMode(RtpMode(RtpStream.MODE_SEND_ONLY);
}else if(offer.getAttribute("sendonly")!=null){
stream.setMode(RtpStream.MODE_RECEIVE_ONLY);
}else{
stream.setMode(RtpStream.MODE_NORMAL);
}
break;
}
}
}
if(codec==null){
throw new IllegalStateException("Reject SDP: no suitable codecs");
}
if(isWifiOn()){
grabWifiHighPerfLock();
}
if(!Hold){
((AudioManager)mContext.getSystemService(Context.AUDIO_SERVICE)).setMode(AudioManager.MODE_NORMAL);
}
AudioGroup audioGroup = getAudioGroup();
if(mHold){
}else{
if(audioGroup==null)
audioGroup=new AudioGroup();
stream.join(audioGroup);
}
setAudioGroupMode();
}
private void setAudioGroupMode(){
AuidoGroup audioGroup=getAudioGroup();
if(audioGroup!=null){
if(mHold){
audioGroup.setMode(AudioGroup.MODE_ON_HOLD);
}else if(mMuted){
audioGroup.setMode(AudioGroup.MODE_MUTED);
}else if(isSpeakerOn()){
audioGroup.setMode(AudioGroup.MODE_ECHO_SUPPRESSION);
}else{
audioGroup.setMode(AudioGroup.MODE_NORMAL);
}
}
}
6.Web服务实现
在移动互联网快熟发展的今天，为用户提供有价值的服务成为行业创新的重要特征，开发具有联网能力的客户端成为从业者的一个基本功能。在客户端和服务器端的通信实现方面，目前主要的两种方法，即HTTP协议和分布式计算。HTTP协议无须多言，在分布式计算中，目前最主要的技术是Web服务。
（1）Web服务概述
Web服务时基于XML和HTTPS的一种分布式计算服务，其通信协议主要基于SOAP，服务通过WSDL描述，发现和获得服务元数据则通过UDDI来描述。
调用Web服务的方式包括RPC、SOA、REST等。Web服务的安全可以通过Web-Security、SSL、数字证书等3中方式来实现，通过Web-Reliability可进行可信赖的Web服务间消息传递。
目前Web服务的框架有Ajax2、metro、cxf等。
（2）KSOAP2的实现
KSOAP2是一个针对Android平台的轻量级的SOAP库，适用于资源受限的环境，不支持Web-Security。
KSOAP2比较重要的类包括AndroidHttpTransport、AndroidServiceConnection、SoapEnvelope、SoapObject等。SoapEnvelope目前支持3个版本，即1.0、1.1、1.2。
KSOAP2的下载地址为http://code.google.com/p/ksoap2-android/，最新的版本为2.5.7。
为了实现通过KSOAP2的Web服务调用，通常需要经过如下几个步骤：
（a）准备参数。
（b）配置SoapObject。
（c）SoapEnvelope调用。
下面详细介绍Web服务调用过程。
1）为了实现Web服务，需要配置URL、名字空间、方法名等，示例如下：
public static String NAMESPACE=http://core.mfsp.com;
public static String URL=http://ws.demo.com/axis2/services/mfsp;
public static String METHOD_NAME="usersService";
2）配置SoapObject
传送给服务器的信息要作为属性封装在SoapObject中，SoapObject的本质为一个KvmSerializable序列化对象。创建SoapObject的示例如下：
SoapObject soapObject=new SoapObject(NAMESPACE, METHOD_NAME);
设置SoapObject属性的方法如下：
public SoapObject addProperty(String name, Object value);
3）SoapEnvelope调用
单有SoapObject是不够的，还要把SoapObject封装到SoapEnvelope才能发送给服务器，示例如下：
String xmlStr =null;
HttpTransportSE ht=new HttpTransportSE(URL);
SoapSerializationEnvelope envolope=new SoapSerializationEnvelope(SoapEnvelope.VER11); //设置版本
envelope.dotNet =false;
envelope.setOutputSoapObject(soapObject);
ht.call(null, envelope); //发送给服务器
xmlStr = envelope.getResponse().toString(); //获得返回值
7.XML解析
在Android中，系统提供了3中XML解析器，即Pull解析器、DOM解析器、SAX解析器，开发者可以根据使用的场景进行选择。Pull解析器用于处理简单的XML数据，DOM解析器和SAX解析器均可解析复杂的数据，其中DOM解析器是完全加载后才能解析，而SAX解析器可以随时加载随时解析。
在具体的解析器选择上，DOM解析器适合处理文件不大（比如10KB以内的文件），嵌套的分支比较多，需要反复查询的场景；相比DOM解析器将XML文件整个加入到RAM中，SAX更适合用于网络中数据无法一次完成获取的场景，其好处是占用的内存少；Pull解析器适用于进行一些简单的XML加载，如Android选项菜单的配置文件等。假设XML字符串xmlStr的内容如下：
<response>
<result>...</result>
<body>...</body>
</response>
（1）Pull解析器
Pull解析器是最简单的XML解析器，其主要通过依次分析XML标签来进行解析，解析过程主要通过XmlPullParserFactory构建的XmlPullParser进行的，下面是Pull解析器的一个示例：
try{
XmlPullParserFactory factory=XmlPullParseFactory.newInstance();
XmlPullParser parser=factory.newPullParser(); //创建Pull解析器
parser.setInput(new ByteArrayInputStream(xmlStr.getBytes()), "UTF-8"); //设置输入流
int type =parser.getEventType();
if(type==XmlPullParser.START_COCUMENT){
do{
type=parser.next();
if(type==XmlPullParser.START_TAG){
String name=parser.getName();
if(name.equals("result")){
...
}else if(name.equals("body")){
...
}
while(type!=XmlPullParser.END_DOCUMENT);
}
}
}
（2）DOM解析器
DOM解析的实现非常简单，首先通过DocumentBuilderFactory构建DocumentBuilder对象，然后利用DocumentBuilder对象即可开始解析工作，对结点的处理主要通过结点遍历来实现。DOM解析XML字符串的示例如下：
DocumentBuilderFactory dbfactory=DocumentBuilderFactory.newInstance();
try{
DocumentBuilder db=dbfactory.newDocumentBuilder(); //创建DocumentBuilder
InputStream in=ByteArrayInputStream(xmlStr.getBytes());
InputSource is=new InputSource(in);
Document dom=db.parse(is);
org.w3c.dom.Element docEle=dom.getDocumentElement();
NodeList ni=docEle.getElementsByTagName("response"); //根结点
for(int i=0; i < n1.getLength(); i++){
Node item=n1.item(i);
NodeList properties=item.getChildNodes();
for(int j=0; j < properties.getLength(); j++){ //遍历子结点
Node property=properties.item(j);
String name=property.getNodeName();
if(name.equals("result")){ //第一个子节点
result=property.getFirstChild().getNodeValue();
}else if(name.equals("body")){ //第二个子节点
if(property.getFirstChild()!=null){
}
}
}
}
in.close();
}
在Honeycomb中，getElementsByTagName()方法无法获得NodeList，即DOM解析器在Honeycomb中会因严重的Bug而无法使用。
（3）SAX解析器
SAX的解析更加简单，通过SAXParserFactory构建SAXParser解析器，然后通过XMLReader即实现XML的解析，示例如下：
RootElement root =new RootElement("response");
Element result=root.getChild("result");
result.setEndTextElementListener(new EndTextElementListener(){
public void end(String body){
...
}
});
Element body =root.getChild("body");
body.setEndTextElementListener(new EndTextElementListener(){
public void end(String body){
...
}
});
SAXParserFactory factory=SAXParserFactory.newInstance();
try{
SAXParser parser=factory.newSAXParser();
XMLReader xmlreader=parser.getXMLReader();
xmlreader.setContextHandler(root.getContentHandler()); //设置内容句柄
InputSource is=new InputSource(new StringReader(xmlStr());
try{
xmlreader.parse(is); //解析输入流
}
}
8.套接字编程
通过套接字可以实现基于TCP/UDP协议的通信，关于套接字的原理，下面介绍Android的套接字用法。
（1）基于TCP协议的套接字
客户端发起通信前，必须知道服务器端的IP地址或域名，Java通过InetAddress来表示IP地址，Java同时支持IPv4和IPv6两种协议。
1）服务器端
服务器端的套接字通过ServerSocket实现，通过ServerSocket可以直接绑定端口，监听该端口传来的消息。
通过ServerSocket的accept方法可为传入的连接请求创建Socket实例，并将已成功连接的Socket实例返回给服务器套接字。如果没有连接请求，accept方法将阻塞等待。
通过Socket的getInputStream方法可获得输入流，查看传入的消息；通过Socket的getOutputStream方法可以相应客户端，实例如下：
ServerSocket aServerSocket=null;
Socket aSessionSocket=null;
DataInputStream aDataInput=null;
DataOutputStream aDataOutput=null;
try{
aServerSocket=new ServerSocket(8000); //监听8888端口
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}
while(true){
try{
aSessionSocket=aServerSocket.accept(); //有请求接入
aDataInput=new DataInputStream(aSessionSocket.getInputStream());
String msg=aDataInput.readUTF(); //读取消息
aDataOutput=new DataOutputStream(aSessionSocket.getOutputStream()); //相应请求
aDataOutput.write("ok"); //返回OK
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}
aDataInput.close();
aDataOutput.close();
aSessionSocket.close();
}
2）客户端
在客户端，可以设置代理、服务器域名、服务器IP地址、端口等信息。下面是客户端套接字实现示例：
Socket s=null;
DataOutputStream dout=null;
DataInputStream din=null;
try{
s=new Socket(“your server ip", 8888); //服务器的IP地址、端口
dout=new DataOutputStream(s.getOutputStream());
din=new DataInputStream(s.getInputStream());
dout.writeUTF("reg"); //发送请求
String msg=din.readUTF(); //读取相应消息
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}
dout.close();
din.close();
s.close();
（2）基于UDP协议的套接字
基于UDP协议的套接字主要是通过DatagramSocket进行的，DatagramSocket在通信的两端均适用。通过DatagramSocket可以绑定IP地址和端口等。
DatagramSocket对象通过send方法发送消息，通过receive方法接收消息，通过connect方法建立和服务器的连接。
1）服务器端
服务器端主要用来接收数据，方法如下：
try{
DatagramSocket ds=new DatagramSocket(6000);
byte[] buf=new byte[100];
DatagramPacket dp=new DatagramPacket(buf, 100);
ds.receive(dp);
ds.close();
}catch(Exception ex){
ex.ptintStackTrace();
}
（2）客户端
客户端主要用来发送数据，示例如下：
try{
DatagramSocket ds=new DatagramSocket();
String str="this is lisi";
DatagramPacket dp=new DatagramPacket(str.getBytes(), str.length(), InetAddress.getByName("localhost"), 6000);
ds.dend(dp);
ds.close();
}catch(Exception ex){
ex.printStackTrace();
}
9.Web应用实现
在Android中，除了浏览器外，Google还提供了WebView控件来支持基于网页和本地应用的混合实现，这混合实现和基于Web服务的本地应用有着本质的不同，其在开发上更侧重于网页脚本语言和Java语言的混合。WebView的实现：
WebView和Android浏览器一样均是基于Webkit渲染引擎的，在默认情况下，Webkit渲染引擎的部分功能被关闭，宽泛地讲，WebView是Android浏览器的子集。WebView要求应用具有android.permission.INTERNET权限。
另外还提供了WebDriver用于更方便地测试基于WebView的应用
（1）加载本地数据
WebView支持本地HTML数据的加载，但在加载时需要指明数据的MIME类型和采用的编码方式，方法如下：
final String mimetype="text/html";
final String encoding="utf-8";
wv=(WebView)findViewById(R.id.wv1);
String data="<a href='x'>Hello Word! - 1</a>";
wv.loadData(data, mimeType, encoding);
（2）自定义界面呈现
通过设置WebChromeClient客户端，WebView可以影响网页的加载过程，如加载进度、JS对话框、上传文件、文字选中等，示例如下：
wv.setWebChromeClient(new WebChromeClient(){
...
});
要监听页面加载的进度，可以在onProgressChanged(WebView view, int newProgress)方法中进行，另外，在WebView中无法弹出JS对话框，需要开发者自行在本地应用中进行处理，下面是监听进度变化的方法：
wv.setWebChromeClient(new WevChromeClient(){
public void onProgressChanges(WebView view, int progress){
setProgress(progress*1000); //调用Activity的setProgress方法
}
});
（3）自定义渲染过程
通过设置WebViewClient客户端，WebView可以影响网页内容的渲染过程，示例如下：
wv.setWebViewClient(new WebViewClient(){
...
});
要在页面加载前进行自定义的处理，可以在onLoadResource(WebView view, String url)方法中进行；要在页面开始加载时进行自定义的处理，可以在onPageStarted(WebView view, String url, Bitmap favicon)方法中进行；要在页面加载结束时进行自定义处理，可以在onPageFinished(WebView view,String url)方法中进行，要覆盖默认的按键处理过程，可以在shouldOverrideKeyEvent(WebView view, KeyEvent event)方法中进行，下面是一个示例：
wv.setWebViewClient(new WebViewClient(){
public void onPageStarted(WebView view, Sting url, Bitmap favicon){
if(url.equals(....)){
showDialog(DIALOG_WAIT);
}
}
public void onPageFinished(WebView view, String url){
if(url.equals(...)){
dismissDialog(DIALOG_WAIT);
}
}
public boolean shouldOverrideUrlLoading(WebView view, String url){
view.loadUrl(url);
return true;
}
});
另外，WebViewClient还支持对网页错误、鉴权等方面的处理。
（4）WebView设置
WebView的设置是通过WebSettings来实现的，方法如下：
public WebSettings getSettings()
通过WebSettings可以设置或获取WebView的多种设置，如cache、数据库、字体及字体大小、编码、界面缩放、JS、插件、渲染速度等。下面仅介绍常用的几种WebView引擎设置：
wv.getSettings().sePluginState(PluginState.ON_DEMAND) //插件
wv.getSettings().setJavaScriptEnable(true) //JSP
wv.getSettings().setSavePassword(true) //密码
wv.getSettings().setCacheMode(WebSettings.LOAD_NORMAL); //cache模式
WebView的cache模式包括LOAD_DEFAULT、LOAD_NORMAL、LOAD_CACHE_ELSE_NETWORK、LOAD_NO_CACHE、LOAD_CACHE_ONLY。
通过WebSettings还可以设置与UI相关的配置，常见的几种配置如下：
wv.getSettings().setBuiltInZoomControls(true) //缩放
wv.getSettings().setLightTouchEnable(true) //触控事件
wv.getSettings().setDefaultZoon(WebSettings.ZoomDensity.NEDIUM) //缩放密度
其中和本地应用一样，WebView支持多种密度，其中ZoomDensity值包括FAR、DEDIUM、CLOSE，当然也可以自定义密度值。
（5）与JSP交互
考虑到越来越多的网页以JSP实现，Android还对Java和JSP之间的交互提供支持。为了支持JSP加载，必须进行如下设置：
wv.getSettings().setJavaScriptEnable(true);
通过WebView可以将本地对象和JSP对象绑定，方法如下：
public void addJavascriptInterface(Object obj, String interfaceName)
上述代码中obj为java对象，interfaceName为JSP中的对象。需要注意，绑定Java实现需另外调动线程来运行。
（6）Cookie的管理
WebView同样支持Cookie的管理，但是要注意，在进行下载等业务时，有时需要WebView与AndroidHttpClient配合使用。
Cookie主要指为辨别用户身份，进行Session跟踪而储存在用户终端上的数据。
Cookie以<key,value>键值对的形式存在，Cookie在生成时会被指定一个期限值，即Cookie的生命周期，当Cookie的生命周期结束时，Cookie即被自动清除。通过抓包工具可以分析报文中Cookie的信息。
在Android中，Cookie的管理是通过CookieSyncManager来实现的，通常为了获得优异的性能，在RAM中保存Cookie，但是由于某种需要，通过CookieSyncManager可以将Cookie保存到永久存储空间中。
CookieSyncManager在运行期间以单子模式出现，一单创建了CookieSyncManager，系统将单独启动一个线程来执行Cookie在RAM和永久存储空间之间的同步，系统会通过一个定时器没5min执行一次同步操作。
创建CookieSyncManager实例的方法如下：
CookieSyncManager.createInstance(this);
执行Cookie在RAM和永久存储之间的同步的方法如下：
CookieSyncManager.getInstance().startSync();
CookieSyncManager.getInstance().stopSync();
上述代码中，startSync方法和stopSync方法均用于单次同步，通常在驻留应用的Activity的onResume方法中执行startSync方法，在Activity的onPause方法中执行stopSync方法。希望利用实时进行Cookie同步而非等待定时器时，可用如下方法实现：
CookieSyncManager.getInstance().sync();
需要注意，sync方法是异步执行的，并不受UI线程的影响，通常在WebViewClient中调用，调用方法如下：
public void onPageFinished(WebView view, String url);
对于上层应用而言，通过CookieSyncManager并不能直接管理Cookie，通常Cookie的管理是通过CookieManager来实现的。CookieManager在系统中也是以单子模式的方法运行的。创建CookieManager实例的方法如下：
CookieManager cookieManager=CookieManager.gerInstance();
CookieManager对Cookie的管理本质上是对CookieSyncManager的封装，因此在管理Cookie时，必须创建CookieSyncManager示例。获取或设置Cookie的方法如下：
cookieManager.setCookie(url, value) //设置Cookie
cookieManager.getCookie(url) //获取Cookie
判断是否有Cookie存在的方法如下：
public synchronized booleam hasCookies()
是否激活Cookie的方法如下：
public synchronized void setAcceptCookie(boolean accept)
根据场景的不同，有时需要移除Cookie，相应的CookieManager的方法如下：
public void removeSeddionCookie() //移除Session的Cookie
public void removeAllCookie() //移除所有的Cookie
public void removeExpiredCookie() //移除到期的Cookie
（7）目标环境的适配
考虑到Android设备的屏幕复杂多变，Google在WebView中同样支持密度的变化。WebView开始支持DOM、CSS和元标签等属性，以帮助开发者适配密度的变化。应用这些属性的方法如下：
对于DOM，相关的属性为window.devicePixelRatio，其值为1.0（MDPI）、1.5（HDPI）、0.75（LDPI）等。
对于CSS，相关的属性为-webkit-device-pixel-ratio，其值同DOM，下面是一个相关的示例：
<link rel=”stylesheet" media="screen and (-webkit-device-pixel-ratio:1.5)" href="hdpi.css" />
对于viewport的元标签，其相关的属性为target-densitydpi，其值为device-dpi（使用设备的原生DPI作为目标DPI）、high-dpi、medium-dpi、low-dpi等，下面是一个相关的示例：
<meta name="viewport" content="target-densitydpi=device-dpi" />
10.SIP服务
SIP(Session Initiation Protocol)服务在Android 2.3中正式引用，能够支持VOIP。由于SIP和传统的通话不同，其通过的是PS域业务，因此本节将SIP服务归为多媒体部分进行介绍。
不同于传统的H232，SIP的传输协议是基于IP协议的，在应用层基于XML，能够独立于底层传输协议TCP、UDP和SCIP(Stream Control Transmission Protocol)，用于建立、修改和终止IP网上的双方和多方多媒体回话。SIP协议借鉴了HTTP、SMTP等协议，支持代理、重定向及登记定位用户等功能，支持用户移动。通过与RTP/RTCP、SDP、RTSP等协议及DNS配合，SIP支持语音、视频、数据、E-mail、状态、IM、聊天、游戏等。SIP协议支持TCP和UDP两种传输协议，由于SIP本身具有握手机制，因此首选UDP。
SIP系统实际上有两部分：客户端和服务器。
关于SIP协议栈的内容，可以参考RFC2543、RFC3261、RFC3262、RFC3263、RFC3264、RFC3265。
使用SIP，要求应用具有android.permission.INTERNET和android.permission.USE_SIP权限。考虑到即时软件平台采用了Android2.3，在硬件配置上也可能会不完全支持SIP，所以在AndroidManifest.xml中还应声明android.hardware.sip.voip、android.hardware.wifi、android.hardware.microphone等。
在Android中，SIP客户端的实现位于android.net.sip包中，主要的类包括SipManager、SipAudioCall、SipProfile、SipSession等。
（1）SipManager
SipManager用于初始化SIP连接和接入SIP服务等。通过SipManager能够创建SIP会话，比较常用的方法如下：
createSipSession() //创建SIP回话
getCallID() //获得呼叫ID
makeAudioCall() //发起语音呼叫
newInstance() //创建一个SipManager示例
register() //注册账号
takeAudioCall() //接听电话
open() //打开SIP回话
另外，支持SIP并不意味着一定支持VOIP，是否支持SIP协议栈和VOIP功能与硬件设备有关。在基于SIP发起语音呼叫前，还要判断是否支持SIP和语音呼叫，方法分别为isVoipSupported()和isApiSupported()。
（2）SipAudioCall
SipAudioCall用于处理基于SIP的网络语音呼叫，通过SipManager的makeAudioCall()方法和takeAudioCall方法客户获得SipAudioCall的实例。
需要注意的是，SipAudioCall要求应用具有android.permission.INTERNET和android.permission.USE_SIP权限。
另外SipAudioCall的startAudio方法要求应用具有android.permission.ACCESS_WIFI_STATE、android.permission.WAKE_LOCK、android.permission.RECORD_AUDIO权限。SipAudioCall的setSpeakerMode方法要求应具有android.permission.MODIFY_PHONE_STATE权限。
SipAudioCall的常用方法如下：
startAudio() //在一个已建立的SIP链接中发起通话
setSpeakerMode() //设置通话模式
toggleMute() //进行静音模式
getPeerProfile() //获取对方的信息
endCall() //结束一个语音呼叫SIP链接
answerCall() //应答一个语音呼叫SIP链接
makeCall() //发起一个语音呼叫SIP链接
sendDtmf() //发送DTMF
另外，通过设置SipAudioCall.Listener监听器可以监听到SIP链接建立和结束的消息。在SIP语音呼叫链接建立后，就可以传输RTP流了。在RFC3551中对SDP采用的RTP流进行明确的定义，其语音流为AMR格式。
（3）SipProfile
SipProfile包含了一个SIP账户的账户名、密码、端口、SIP域和SIP服务器地址等信息。
通过SipProfile.Builder可以构建一个SipProfile实例，也可以从SipSession中获取本地和对方的SipProfile实例SipProfile的常用方法如下：
getPassword() //获得密码
getUriString() //获得URI
getSipDomain() //获得SIP域
getDisplayName() //获得显示名
getUserName() //获得账户名
（4）SipSession
SipSession表示一个SIP会话，通过SipManager的createSipSession方法可以获得发起呼叫时的SIP会话，通过SipManager的getSessionFor方法可以获得收到呼叫时的SIP会话。
通过SipSession.Listener监听器可以监听到会话的信息，如呼叫忙、呼叫结束、呼叫建立、注册请求、铃声等。
通过SipSession.State监听器可以监听到会话的状态，SIP会话的状态目前有DEREGISTERING、INCOMING_CALL、INCOMING_CALL_ANSWERING、IN_CALL、NOT_DEFINED、OUTGOING_CALL、OUTGOING_CALL_ANCELING、OUTGOING_CALL_RING_BACK、PINGING、READ_TO_CALL、REGISTERING等。
SipSession的常用方法如下：
getPeerProfile() //获取对方的信息
setListener() //设置SipSession.Listener监听器
register() //注册到SIP服务器
在框架层，SIP协议栈的具体实现位于frameworks\base\voip中，和其他服务一样，在框架上采用的同样是C/S架构，其架构服务为SipService。
11.NFC通信
作为一种超短距无线接入技术，其实际通信距离小于4cm，工作频率为13.56MHz,传输速率为106~848bps，通常用于移动支持等场景中。
NFC的实现位于包android.nfc中。NFC支持的数据格式为Ndef。
在Android 4.0中，Google为NFC增加了Android Beam功能，支持从一个设备向另一个设备传送Ndef消息，Ndef消息封装在NdefMessage中。
要开发NFC相关的应用，需拥有权限android.permission.NFC，当然最重要的NFC的应用时移动终端支持NFC功能。设计在安装应用时判断硬件设备是否有NFC功能的方法如下：
<uses-feature android:name="android.hardware.nfc" android:required="true"/>
为了传送Ndef消息，Android提供了两种模式：一种是NfcAdapter的SetNdefPushMessage方法，根据用户的需要随时传送：一种是在Android Bean初始化时通过设置NfcAdapter.CreateNdefMessageCallback、传送。要了解Ndef消息是否传送完成，可以通过设置NfcAdapter.OnNdefPushCompleteCallback来监听，如果希望应用能够处理Ndef消息，那么需实现的Intent过滤器如下：
<intent-filter>
<action android:name="android.nfc.action.NDEF_DISCOVERED"/>
<data android:mimeType="mime/type“/>
</intent-filter>
<intent-filter>
<action android:name="android.nfc.action.TECH_DISCOVERED"/>
<meta-date android:name="android.nfc.action.TECH_DISCOVERED" android:resource="@xml/nfc_tech_filter.xml"/>
</intent-filter>
<intent-filter>
<action android:name="android.nfc.action.TAG_DISCOVERED"/>
</intent-filter>
注意，在Android2.3中，仅支持基于android.nfc.action.TAG_DISCOVERED的过滤器。
12.RIL层处理
RIL层是对底层蜂窝接入技术的封装，是Android和协议栈通信的接口。它提供了语音、数据、短信、SIM、卡管理以及STK应用等功能，其实现的接口遵循无线协议规范。
在Android中，RIL层的代码主要位于hardware\ril中，包含6个子目录：include、libril、mock-ril、reference-cdma-sms、reference-ril、rild。
（1）RIL框架
从通信的角度讲，RIL框架上大致可以分为应用层。框架层、Linux用户控件层、Linux内核层、硬件层等，RIL层的内容主要分布在框架层和Linux用户空间层。从某种意义上讲，RIL层是通话服务（Telephony Service）和基带硬件中间的抽象层。RIL层在通信框架中的位置如下图所示：
1）框架层
框架层主要与RIL守护进程进行通信，其上层是与应用层通信的电话服务，其和RIL守护进程间的通信通过LocalSocket进行。
在RIL.java中，RIL类会维护一个RILRequest队列mRequestsList。通过RILSender发送RILRequest请求时，RIL会将请求加入mRequestList队列中，将待决请求计数加1；当RILReceiver中收到处理后的响应，会将待决请求计数减1。整个处理过程是以基于异步的方式进行的。RIL本质上是一个AT命令的实现。
向RIL守护进程发送RILRequest的过程如下：
private void send(RTLRequest rr){
Message msg;
if(mSocket==null){
rr.onError(RADIO_NOT_AVAILABLE, null);
rr.release();
return;
}
msg=mSender.obtainMessage(EVENT_SEND, rr);
acquireWakeLock();
msg.sendToTarget();
}
接收到RIL守护进程返回的结果后进行如下处理：
private void processReponse(Paecel p){
int type;
type=p.readInt(); //数据传输方式为Parcel
if(type==RESPONSE_UNSOLICITED){
processUnsolicited(p);
}else if(type==RESPONSE_SOLICITED){
processSolicited(p);
}
releaseWakeLockIfDone();
}
从以上代码可以看出，相应类型分为RESPONSE_UNSOLICITED和RESPONSE_SOLICITED两种。其中RESPONSE_UNSOLICITED将会有BaseCommands中的助手对象直接处理，处理的内容主要是蜂窝模块主动上报的信号强度、基站信息等，共31种相应，这些相应在ril_unsol_commands.h中定义；RESPONSE_SOLICITED则通过RILReciver的异步通知机制传递命令的发送者并进行相应处理，如拨号等主动请求的动作。
RILRequest的请求共113种，这些请求在ril_commands.h中定义。另外，在SIMRecords.java中记录着系统支持的运营商信息，其MCC和MNC信息记录在MCCMNC_CODES_HAVING_3DIGITS_MNC数组中。
2）RIL守护进程
RIL守护进程和框架层进行的通信是通过套接字实现的。套接字通信主要是通过RIL_register中调用套接字助手函数android_get_control_socket来实现的，具体的实现如下：
s_fdListen=android_get_control_socket(SOCKET_NAME_RIL);
if(s_fdListen<0){
exit(-1);
}
ret=listen(s_fdListen, 4);
if(ret<0){
exit(-1);
}
RIL守护进程对套接字的事件处理如下：
ril_event_set(&s_listen_event, s_fsListen, false, listenCallback, null);
rilEventAddWakeup(&s_listen_event);
在Init.goldfish.sh等配置脚本中，厂商可以根据实际情况对RIL进行配置，这主要是通过设置ro.radio.noril环境变量来实现的。如果ro.radio.noril环境变量设置为yes，表示设备不支持蜂窝通信，自然RIL守护进程不会启动。
RIL守护进程在启动时会先查找相应的rild.lib路径和rild.libargs系统属性来确定要用的VENDOR RIL及要提供给VENDOR RIL的初始化参数；然后加载相应的VENDOR RIL，即librefrence_ril.so并启动线程打开时间循环和监听事件，接着初始化VENDOR RIL，这是直接与Modem通信的部分；最后调用RIL_register在协议栈上注册并打开接收上层命令的套接字通道。
在Android中，通过RIL_startEventLoop打开时间队列，其中事件队列的实现采用了I/O多路转换技术，即先构造一个有关I/O描述符的列表，然后调用select函数，当I/O描述符列表中的一个描述符准备好进行读或写时，该函数返回，并告知可以读或写哪个描述符。通过这种方法既避免了阻塞I/O的阻塞问题又避免了非阻塞I/O对CPU时钟的浪费问题。
RIL_Init()是移植过程中必须实现的函数。VENDOR RIL通过AT命令通道和包数据通道来与基带进行通信，这也是直接和硬件打交道的地方。
（2）TIL移植
在Android源代码中，给出了一个VENDOR RIL的参考实现，即reference-ril.c，并最终将其编译成librefrence.so共享库。reference-ril.c负责与硬件的通信，将来自上层的命令转换为AT指令，然后传递给硬件。根据硬件厂商的不同，OEM厂商需要修改reference-ril.c。下面是AT命令的一个实现：
static void onRadioPowerOn()
{
#ifdef USE_TI_COMMANDS
at_send_command("AT%CPHS=1", NULL);
at_send_command("AT%CTZV=1",NULL);
#endif
pollSIMState(NULL);
}
AT命令后的字母和数字表示具体的功能，其具体含义在3GPP协议栈中有定义。
VENDOR RIL总体上包括reference-ril.c、archannel.c、misc.c、at_tok.c等。
需要注意的是，如果定义了RIL_SHLIB，那么VENDOR RIL会被编译为共享库，或直接被编入RIL守护进程。
13.报文分析
在进行网络编程时，经常会需要判断发送的报文是否正确，发送的时间是否恰当。这些可通过报文分析实现。业界已有开源的抓包工具可用，Wireshark就是一个网络抓包分析工具。
Wiresshark可以用来分析ARP、TCP、UDP、IP、HTTP等数据包的信息。通过Capture菜单的Options选项可以设置捕获过滤器，如过滤协议、网卡等。在基于网络的应用开发时，要确认数据是否正确，即可使用Wireshark。
