移動(dòng)端心跳包

`TCP`的心跳機(jī)制

TCP協(xié)議,本身擁有一個(gè)KeepAlive機(jī)制蔓倍，既然有了心跳機(jī)制,為什么還要在應(yīng)用層面設(shè)計(jì)一個(gè)心跳包呢?

TCP的KeepAlive機(jī)制的局限, 應(yīng)用層面的可用不等同于網(wǎng)絡(luò)層面連接的存活狀態(tài)

TCP層面的keepalive存在更多意義上是為了檢測兩端連接是否正常贯被，注重點(diǎn)是在于連接的本身,默認(rèn)TCP的超時(shí)時(shí)間2小時(shí)太長,還會(huì)存在一些讓keep-alive失效的場景
- keepAlive只能檢測連接存活,而不能檢測連接可用,比如服務(wù)器因?yàn)樨?fù)載過高導(dǎo)致無法響應(yīng)請(qǐng)求但是連接仍然存在暗膜，此時(shí)keepalive無法判斷連接是否可用
- 如果TCP連接的另一端突然掉線映挂，這個(gè)時(shí)候我們并不知道網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)關(guān)閉。而此時(shí)藏鹊，如果有發(fā)送數(shù)據(jù)失敗皮假，TCP會(huì)自動(dòng)進(jìn)行重傳。重傳包的優(yōu)先級(jí)高于keepalive的包衩椒，那就意味著蚌父，我們的keepalive總是不能發(fā)送出去哮兰。而此時(shí)，我們也并不知道該連接已經(jīng)出錯(cuò)而中斷苟弛。在較長時(shí)間的重傳失敗之后喝滞，我們才會(huì)知道。
HTTP的KeepAlive機(jī)制:復(fù)用tcp連接
- HTTP/1.0之前,默認(rèn)使用短連接,每進(jìn)行一次HTTP操作,就簡歷一次連接,但任務(wù)結(jié)束就中斷連接,
- HTTP/1.1起,默認(rèn)使用長連接,用以保持連接特性,復(fù)用同一個(gè)TCP連接,串行的來完成傳遞請(qǐng)求-響應(yīng)數(shù)據(jù),長連接的優(yōu)勢是節(jié)省了創(chuàng)建連接的耗時(shí)膏秫。

應(yīng)用層面的`HeartBeat`設(shè)計(jì)

客戶端開啟一個(gè)定時(shí)任務(wù),定時(shí)向已經(jīng)建立連接的服務(wù)端發(fā)送請(qǐng)求(心跳包),服務(wù)端接收到后,就需要處理該特殊請(qǐng)求,返回響應(yīng),如果沒有收到心跳響應(yīng)多次,就認(rèn)為連接不可用,進(jìn)行重連

心跳包的設(shè)計(jì)
- 定時(shí)任務(wù),頻率設(shè)計(jì)(固定,)
- 連接閑置才庇以猓活,避免流量浪費(fèi)
- 重試策略
- 特定場景的觸發(fā),點(diǎn)亮屏幕,切換前臺(tái)保證信息及時(shí)收到
- 心跳間隔要小于NAT超時(shí)時(shí)間

`MQTT` `Android`心跳包 `AlarmPingSender`

定義了一個(gè)心跳包發(fā)送接口

  public void init();
  //開發(fā)發(fā)送心跳包
  public void start();
  //停止發(fā)送心跳包,可能是出錯(cuò),獲取連接關(guān)閉
  public void stop();
  //下一次心跳包的發(fā)送
  public void schedule(long delayInMilliseconds);

Android端心跳包實(shí)現(xiàn)類

private MqttService service = mqttService;
    ?
    public void start() {
     String action = "mqtt_heart_beat"
     //注冊(cè)上對(duì)應(yīng)廣播接收器
     service.registerReceiver(alarmReceiver, new IntentFilter(action));
     //準(zhǔn)備好 PendingIntent,每次都是定時(shí)發(fā)送一個(gè)廣播
     pendingIntent = PendingIntent.getBroadcast(service, 0, 
     new Intent(action), PendingIntent.FLAG_UPDATE_CURRENT);
     //設(shè)置好下一次心跳包的發(fā)送
     schedule(interval_time);
    }
    //準(zhǔn)備好下一次心跳
    public void schedule(long delayInMilliseconds) {
     //下一次心跳時(shí)間
     long nextAlarmInMilliseconds = System.currentTimeMillis()
     + delayInMilliseconds;
     //獲取alarmManager
     AlarmManager alarmManager = (AlarmManager) service
     .getSystemService(Service.ALARM_SERVICE);

     //AlaramManager的兼容處理 定時(shí)任務(wù)
     if(Build.VERSION.SDK_INT >= 23){
     alarmManager.setExactAndAllowWhileIdle(
     AlarmManager.RTC_WAKEUP,nextAlarmInMilliseconds,pendingIntent);
     } else if (Build.VERSION.SDK_INT >= 19) {
     alarmManager.setExact(
     AlarmManager.RTC_WAKEUP,nextAlarmInMilliseconds,pendingIntent);
     } else {
     alarmManager.set(                            AlarmManager.RTC_WAKEUP,nextAlarmInMilliseconds,pendingIntent);
     }
     }
    ?

    //停止定時(shí)任務(wù)
    public void stop() {
     AlarmManager alarmManager = (AlarmManager)service.getSystemService(Service.ALARM_SERVICE);
     alarmManager.cancel(pendingIntent);
    }
    ?
    class AlarmReceiver extends BroadcastReceiver {
     private WakeLock wakelock;

     public void onReceive(Context context, Intent intent) {
     //AlaramManager持有的cpu wake_lock只能保證onReciver方法執(zhí)行完成,但是我們需要在此處發(fā)送心跳包等,所以需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)新的wake_lock
     PowerManager pm = (PowerManager) service
     .getSystemService(Service.POWER_SERVICE);
     wakelock = pm.newWakeLock(PowerManager.PARTIAL_WAKE_LOCK, wakeLockTag);
     wakelock.acquire();
    ?
     //心跳包處理相關(guān)
     IMqttToken token = comms.checkForActivity();
     wakelock.release();

     }
     }
    // ClientComms#checkForActivity -> ClientStat#checkForActivity
    public MqttToken checkForActivity() {
     //將pingComond加入到發(fā)送數(shù)據(jù)流中
     pendingFlows.insertElementAt(pingCommand, 0);
     //獲取下次心跳包時(shí)間
     nextPingTime = getKeepAlive();
     //準(zhǔn)備下一次心跳包的發(fā)送
     pingSender.schedule(nextPingTime);
    }

附錄:

NAT超時(shí)
- 因?yàn)?IP v4的 IP量有限，運(yùn)營商分配給手機(jī)終端的 IP是運(yùn)營商內(nèi)網(wǎng)的IP缤削，手機(jī)要連接Internet窘哈，就需要通過運(yùn)營商的網(wǎng)關(guān)做一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(Network Address Translation，NAT)亭敢。簡單的說運(yùn)營商的網(wǎng)關(guān)需要維護(hù)一個(gè)外網(wǎng)IP滚婉、端口到內(nèi)網(wǎng) IP、端口的對(duì)應(yīng)關(guān)系吨拗，以確保內(nèi)網(wǎng)的手機(jī)可以跟Internet的服務(wù)器通訊满哪。
- 大部分移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商都在鏈路一段時(shí)間沒有數(shù)據(jù)通訊時(shí)婿斥，會(huì)淘汰 NAT表中的對(duì)應(yīng)項(xiàng)劝篷，造成鏈路中斷。
- 長連接心跳間隔必須要小于NAT超時(shí)時(shí)間(aging-time)民宿，如果超過aging-time不做心跳娇妓，TCP長連接鏈路就會(huì)中斷，Server就無法發(fā)送Push給手機(jī)活鹰，只能等到客戶端下次心跳失敗后哈恰，重建連接才能取到消息。

思考

心跳機(jī)制保證了連接的可用性,保證推送信息的及時(shí)收取,但是為了及時(shí)收到信息,敝救海活進(jìn)程也是一個(gè)逃不開的手段,后續(xù)分析一下,進(jìn)程的弊疟粒活的手段

參考鏈接

eclipse paho Mqtt心跳機(jī)制
為什么說基于TCP的移動(dòng)端IM仍然需要心跳保活锌云？
移動(dòng)端IM實(shí)踐：實(shí)現(xiàn)Android版微信的智能心跳機(jī)制1

移動(dòng)端心跳包

移動(dòng)端心跳包

TCP的心跳機(jī)制

應(yīng)用層面的HeartBeat設(shè)計(jì)

MQTT Android心跳包 AlarmPingSender

附錄:

思考

參考鏈接

`TCP`的心跳機(jī)制

應(yīng)用層面的`HeartBeat`設(shè)計(jì)

`MQTT` `Android`心跳包 `AlarmPingSender`