如何优化Android客户端与服务器之间的通信效率？

Android客户端与服务器交互详解

一、基本概念与通信方式

1. Android客户端与服务器端通信方式

1.1 HTTP通信

HTTP通信是客户端向服务器发送一条请求，服务器收到后解析请求并返回数据，HTTP连接采取“请求—响应”的方式，即在请求时建立连接通道，客户端发送请求后，服务器再回复数据，这种方式适用于不需要时刻保持连接的场景，如获取资源、文件上传等。

1.2 Socket通信

Socket又称套接字，提供了与外界通信的端口，通过建立socket连接，双方可以进行数据传输，Socket的主要特点包括数据丢失率低、使用简单且易于移植，Socket通信类似于peer to peer的连接，一方可随时向另一方发送数据。

数据交互方式

2.1 数据流

从web服务器响应到手机终端的数据一般打包在一个字节数组中，这个字节数据包含了不同的数据类型，客户端采用Java数据流和过滤流的方式从字节数组中取出各种类型的数据。

2.2 XML

XML是WebService的标准数据格式。

2.3 Protocol Buffers

Protocol Buffers是一种轻便高效的结构化数据存储格式，适合做数据存储或RPC数据交换格式，其最大的优点是传输时数据体积可以压缩很小，传输效率比较高。

2.4 JSON

JSON是一种轻量级的数据交换格式，易于人阅读和编写，同时也易于机器解析和生成，JSON是目前最常用的数据交换格式之一。

二、服务器开发规范与RESTful API

RESTful API简介

RESTful是目前最流行的API设计规范，用于web数据接口的设计，它的核心原则是定义用少量方法就能操作的命名资源，RESTful API具有以下优点：

面向资源（URI）：具有解释性。

行为与资源分离：更加轻量化。

数据描述简单：使用JSON、XML、Protocol Buffers即可全覆盖，主要使用JSON。

HTTP请求方式

GET：读取（Read）。

POST：新建（Create）。

PUT：更新（Update），通常是全部更新。

PATCH：更新（Update），通常是部分更新。

DELETE：删除（Delete）。

项目初期，客户端和服务器一般使用Get和Post的方式进行交互，随着业务的演进和技术的规范迭代，后期都会按规范来设计服务器接口，移动端的请求方式也得与之对应。

三、Json交互数据类型与实际运用

JSON数据类型

JSON的值只有六种数据类型：

Number：整数或浮点数。

String：字符串。

Boolean：true 或 false。

Array：数组包含在方括号[]中。

Object：对象包含在大括号{}中。

Null：空类型。

传输的数据类型不能超过这六种数据类型，不能用Date数据类型，不同的解析库解析方式不同，可能会导致异常，如果遇到日期的数据，最好的方式就是使用毫秒数表示日期。

String的数据类型

String的数据类型通常用于返回状态和提示信息，例如用户退出登录时：

{
    "code": 1000,
    "message": "成功"
}

数据解析工具类：

abstract class BaseStringCallback: BaseCallback() {
    override fun onSuccess(data: String) {
        val responseData = JSONObject(data)
        val code = responseData.getInt("code")
        val message = responseData.getString("message")
        if (code == 1000) {
            success(message)
        } else {
            //其他状态处理
        }
    }
    abstract fun success(msg: String)
}

调用时（伪代码）：

LogoutApi.execute(object : BaseStringCallback() {
                    override fun success(msg: String) {
                        //处理数据
                    }

Object数据类型

识别标示为：{}，例如获取当前用户信息，返回owner实体类：

{
    "code": 1000,
    "message": "成功",
    "resp": {
        "owner": {
            "id": 58180,
            "name": "张三",
            "idCert": "",
            "certType": 1,
            "modifier": "jun5753"
        }
    }
}

数据解析工具类：

abstract class BaseOwnerCallback: BaseCallback() {
    override fun onSuccess(data: String) {
        val responseData = JSONObject(data)
        val code = responseData.getInt("code")
        val message = responseData.getString("message")
        if (code == 1000) {
            val owner = Gson().fromJson<Owner>(responseData.getJSONObject("resp").getJSONObject("owner").toString(), Owner::class.java)
            success(owner)
        } else {
            //其他状态处理
        }
    }
    abstract fun success(owner: Owner)
}

调用时（伪代码）：

GetUserInfoApi.execute(object : BaseOwnerCallback() {
                    override fun success(owner: Owner) {
                        //处理数据
                    }

四、Android客户端与服务器端交互示例

1. 传统方式：HttpURLConnection类

以GET方式向服务端发送请求，并将服务端的响应结果以字符串方式返回，如果没有响应内容则返回空字符串。

public static String getDataByGet(String url, Map<String, String> params, String charset) {
    if (url == null) {
        return null;
    }
    url = url.trim();
    URL targetUrl = null;
    if (params == null) {
        targetUrl = new URL(url);
    } else {
        StringBuilder sb = new StringBuilder(url + "?");
        for (Map.Entry<String, String> me : params.entrySet()) {
            sb.append(me.getKey()).append("=").append(URLEncoder.encode(me.getValue(), charset)).append("&");
        }
        sb.deleteCharAt(sb.length() 1);
        targetUrl = new URL(sb.toString());
    }
    Log.i(TAG, "get:url----->" + targetUrl.toString()); //打印log
    HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) targetUrl.openConnection();
    conn.setConnectTimeout(3000);
    conn.setRequestMethod("GET");
    conn.setDoInput(true);
    int responseCode = conn.getResponseCode();
    if (responseCode == HttpURLConnection.HTTP_OK) {
        return stream2String(conn.getInputStream(), charset);
    }
    return null;
}

2. Apache httpClient框架

以POST方式向服务端发送请求，并将服务端的响应结果以字符串方式返回，如果没有响应内容则返回空字符串。

public static String getDataByPost(String url, Map<String, String> params, String charset) {
    if (url == null) {
        return null;
    }
    url = url.trim();
    URL targetUrl = null;
    OutputStream out = null;
    try {
        targetUrl = new URL(url);
        HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) targetUrl.openConnection();
        conn.setConnectTimeout(3000);
        conn.setRequestMethod("POST");
        conn.setDoInput(true);
        conn.setDoOutput(true);
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        if (params != null && !params.isEmpty()) {
            for (Map.Entry<String, String> me : params.entrySet()) {
                sb.append(me.getKey()).append("=").append(URLEncoder.encode(me.getValue(), charset)).append("&");
            }
            sb.deleteCharAt(sb.length() 1);
        }
        byte[] outBytes = sb.toString().getBytes(charset);
        out = conn.getOutputStream();
        out.write(outBytes);
        out.flush();
        int responseCode = conn.getResponseCode();
        if (responseCode == HttpURLConnection.HTTP_OK) {
            return stream2String(conn.getInputStream(), charset);
        }
    } catch (UnsupportedEncodingException e1) {
        e1.printStackTrace();
    } catch (ClientProtocolException e2) {
        e2.printStackTrace();
    } catch (IOException e3) {
        e3.printStackTrace();
    } finally {
        try {
            if (out != null) {
                out.close();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    return null;
}

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