Jack Jiang

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【原创】NIO框架入门(三)：iOS与MINA2、Netty4的跨平台UDP双向通信实战

Posted on 2016-06-28 22:11 Jack Jiang 阅读(1413) 评论(0)  编辑  收藏

前言

本文将演示一个iOS客户端程序，通过UDP协议与两个典型的NIO框架服务端，实现跨平台双向通信的完整Demo。服务端将分别用MINA2和Netty4进行实现，而通信时服务端你只需选其一就行了。同时用MINA2和Netty4分别实现服务端的目的，是因为很多人都在纠结到底是用MINA还是Netty来实现高并发的Java网络通信服务端，在此干脆两个都实现了，就看你怎么选择了，够吊吧。

NIO框架的流行，使得开发大并发、高性能的互联网服务端成为可能。这其中最流行的无非就是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已经被取消开发了：详见此文），本次将使用MINA2和Netty4来实现服务端的代码。

实际上，MINA2和Netty4的官方代码里已经有UDP通信的Demo代码，但客户端并不是基于现今流行的移动端（主要是Android和iOS端）来实现，本文将演示用iOS客户端来实现这种跨平台的双向网络通信。演示Demo中，已经解决跨平台通信时的乱码、数据字节异常等问题，请继续往下阅读。

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《NIO框架入门》系列文章

有关MINA和Netty的入门文章很多，但多数都是复制、粘贴的未经证实的来路不明内容，对于初次接触的人来说，一个可以运行且编码规范的Demo，显然要比各种“详解”、“深入分析”之类的要来的直接和有意义。本系列入门文章正是基于此种考虑而写，虽无精深内容，但至少希望对初次接触MINA、Netty的人有所启发，起到抛砖引玉的作用。

本文是《NIO框架入门》系列文章中的第3篇，目录如下：

本文亮点 

  • 客户端基于iOS移动端平台实现：
    通常这类跨平台的网络通信例子很难找，本文已解决跨平台通信的适配问题，是个难得的实践入门示例；
  • 完整可执行源码、方便学习：
    完整的Demo源码，适合新手直接运行，便于学习和研究。
  • Demo中的代码源自作者的开源工程，有实用价值：
    源码均修改自作者的即时通讯开源工程 MobileIMSDK，只是为了方便学习理解而作了简化，有一定的实用价值；

本文Demo的场景逻辑

本文要演示的Demo包含两部分，iOS UDP客户端和NIO框架实现的服务端（包括MINA2和Netty4实现两个方案），客户端每隔5秒向服务端发送消息，而服务端在收到消息后马上回复一条消息给客户端。

如上所述，服务端和客户端都要实现消息的发送和接收，即实现跨平台的双向通信。如果有心的话，稍加改造，也就很容易实现一个简陋的聊天程序了。下节将将给出真正的实现代码。

iOS客户端准备工作

[Step 1] 去Github上下载最新的CocoaAsyncSocket：

CocoaAsyncSocket源码地址：https://github.com/52im/CocoaAsyncSocket，如下图：

补充说明：iOS里的网络编程有多种途径实现（具体请参看此文），本文选择的是iOS里非常热门的 CocoaAsyncSocket 工程，它对iOS原生网络API做了进一步封装，使得开发者更易使用。

[Step 2] 建好XCode工程，准备开撸：

建好工程后把CocoaAsyncSocket的源码引用进来就行了，如下图：

补充说明：如何新建一个XCode工程请自行百度之，按照系统默认的简单建立一个就好了，本例不需要作额外配置和额外的系统库引用。

iOS客户端代码实现

[1] 客户端主类 ViewController.m：

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//  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：执行延迟的单位是秒哦
    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客户端，我的时间戳 %li",[UDPUtils getTimeStampWithMillisecond_l]];
    [[LocalUDPDataSender sharedInstance] send:[CharsetHelper getBytesWithString:toServer]];
}
  
@end

补充说明：本类本是界面主类，但为了省事，没有去写UI代码，只是作为本次Demo的主入口类而已，需要查看数据输出的，请在XCode控制台看查看log输出哦。

[2] 客户端Socket管理类 LocalUDPSocketProvider.m：

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//  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
  
// 本类的单例对象
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
    // 本地绑定端口合法性检查
    int port = [ConfigEntity getLocalUdpSendAndListeningPort];
    if (port < 0 || port > 65535)
        port = 0;
    NSError *error = nil;
    // 绑定到指定端口（以便收发数据）
    if (![self.localUDPSocket bindToPort:port error:&error])
    {
        NSLog(@"【IMCORE】localUDPSocket创建时出错，原因是 bindToPort: %@", error);
        return nil;
    }
    // 开启收数据处理
    if (![self.localUDPSocket beginReceiving:&error])
    {
        NSLog(@"【IMCORE】localUDPSocket创建时出错，原因是 beginReceiving: %@", error);
        return nil;
    }
    NSLog(@"【IMCORE】localUDPSocket创建已成功完成.");
    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】>>>>>> 收到服务端的消息： %@", 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反馈, isCOnnected?%d", [sock isConnected]);
    // 连接结果回调
    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反馈，但连接没有成功, isCOnnected?%d", [sock isConnected]);
    // 连接结果回调
    if(self.connectionCompletionOnce_ != nil)
        self.connectionCompletionOnce_(NO);
}
  
@end

补充说明：因代码较多，文中没有列出该类的所有代码，请前往文末下载完整XCode工程自行查看哦。

[3] 数据发送实现类 LocalUDPDataSender.m：

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#import "LocalUDPDataSender.h"
#import "CharsetHelper.h"
#import "GCDAsyncUdpSocket.h"
#import "LocalUDPSocketProvider.h"
#import "ConfigEntity.h"
#import "UDPUtils.h"
#import "CompletionDefine.h"
  
@implementation LocalUDPDataSender
  
// 本类的单例对象
static LocalUDPDataSender *instance = nil;
  
- (BOOL) send:(NSData *)dataWithBytes
{
    // 获得UDPSocket实例
    GCDAsyncUdpSocket *ds = [[LocalUDPSocketProvider sharedInstance] getLocalUDPSocket];
    // 确保发送数据开始前，已经进行connect的操作：如果Socket没有“连接”上服务端，尝试“连接”一次
    if(ds != nil && ![ds isConnected])
    {
        // 此次数据只在“连接”成功后发出，“连接”成功则会调用此回调block代码
        ConnectionCompletion observerBlock = ^(BOOL connectResult) {
            // 成功建立了UDP连接后就把包发出去
            if(connectResult)
                [UDPUtils sendImpl:ds withData:dataWithBytes];
        };
        // 调置连接回调
        [[LocalUDPSocketProvider sharedInstance] setConnectionObserver:observerBlock];
          
        NSError *connectError = nil;
        BOOL connectResult = [[LocalUDPSocketProvider sharedInstance] tryConnectToHost:&connectError withSocket:ds completion:observerBlock];
        // 如果连接意图没有成功发出则返回错误码
        return connectResult;
    }
    else
        return [UDPUtils sendImpl:ds withData:dataWithBytes];
}
  
// 获取本类的单例。使用单例访问本类的所有资源是唯一的合法途径。
+ (LocalUDPDataSender *)sharedInstance
{
    if (instance == nil)
        instance = [[super allocWithZone:NULL] init];
    return instance;
}
  
@end

服务端准备工作

本文将分别基于MINA2和Netty4实现两套服务端（你只需要使用其中之一即可），服务端准备工作已在本系列文章的前两篇详细记录了，具体如下：

- Netty4实现服务端的准备工作请见：《NIO框架入门(一)：服务端基于Netty4的UDP双向通信Demo演示》
- MINA2实现服务端的准备工作请见：《NIO框架入门(二)：服务端基于MINA2的UDP双向通信Demo演示》

服务端代码实现

因两套方案的服务端代码都不复杂，且已经本系列文章的前两篇中详细介绍，本文就不在重复粘贴了。

- Netty4实现的服务端请见：《NIO框架入门(一)：服务端基于Netty4的UDP双向通信Demo演示》
- MINA2实现的服务端请见：《NIO框架入门(二)：服务端基于MINA2的UDP双向通信Demo演示》

Demo 运行行截图

[1] 客户端运行结果：


[2] 服务端运行结果（MINA2方案）：


[3] 服务端运行结果（Netty4方案）：

本文小结

本文中的客户端代码是从开源即时通讯框架MobileIMSDK 的iOS端中复制出来的（只是为了方便理解而做了大幅简化），有兴趣的可以看看 MobileIMSDK Android端、Server端，简化一下可以用作你自已的各种用途。

如果你阅读过本系列的《NIO框架入门(一)：服务端基于Netty4的UDP双向通信Demo演示》和《NIO框架入门(二)：服务端基于MINA2的UDP双向通信Demo演示》，应该能明显地感觉的出来MINA2的UDP服务端API接口使用要是Netty4的繁琐，而且MINA2还存在独立客户端（非依赖于MINA2客户端）实现时的多余字节和乱码问题。但个人认为MINA2的代码风格更符合一般程序员的编码习惯，更好懂一些，而Netty4因历经多个大版本的进化，虽起来非常简洁，但实现并不是那么直观。当然，至于MINA还是Netty，请客观一评估和使用，因为二者并无本质区别。

更多学习资源

[1] MINA和Netty的源码在线学习和查阅：
MINA-2.x地址是：http://docs.52im.net/extend/docs/src/mina2/
MINA-1.x地址是：http://docs.52im.net/extend/docs/src/mina1/
Netty-4.x地址是：http://docs.52im.net/extend/docs/src/netty4/
Netty-3.x地址是：http://docs.52im.net/extend/docs/src/netty3/

[2] MINA和Netty的API文档在线查阅：
MINA-2.x API文档(在线版)：http://docs.52im.net/extend/docs/api/mina2/
MINA-1.x API文档(在线版)：http://docs.52im.net/extend/docs/api/mina1/
Netty-4.x API文档(在线版)：http://docs.52im.net/extend/docs/api/netty4/
Netty-3.x API文档(在线版)：http://docs.52im.net/extend/docs/api/netty3/

[3] 更多有关NIO编程的资料：
请进入精华资料专辑：http://www.52im.net/forum.php?mod=collection&action=view&ctid=9

[4] 有关IM聊天应用、消息推送技术的资料：
请进入精华资料专辑：http://www.52im.net/forum.php?mod=collection&op=all

[5] 技术交流和学习：
可直接进入 即时通讯开发者社区 讨论和学习网络编程、IM聊天应用、消息推送应用的开发。

完整源码工程下载

如需完整Eclipse源码工程请联系作者，或者进入链接 http://www.52im.net/thread-378-1-1.html 自行下载。

完整源码工程截图如下：

    

截图说明：左右截图是iOS客户端的Demo源码、右边截图是服务端（MINA2和Netty4两个方案）。

(本文同步发布于：http://www.52im.net/thread-378-1-1.html)

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