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Android 进程间大数据通信: LocalSocket

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2023-10-13 18:02:40 6阅读

说起 Android 进行间通信，大家第一时间会想到 AIDL，但是由于 Binder 机制的限制，AIDL 无法传输超大数据。

那么我们如何在进程间传输大数据呢？

Android 中给我们提供了另外一个机制: LocalSocket。它会在本地创建一个 socket 通道来进行数据传输。

那么它怎么使用？

首先我们需要两个应用: 客户端和服务端。

服务端初始化

override fun run() {    
     server = LocalServerSocket("xxxx") 
     remoteSocket = server?.accept()
    ...
}

先创建一个 LocalServerSocket 服务，参数是服务名，注意这个服务名需要唯一，这是两端连接的依据。

然后调用 accept 函数进行等待客户端连接，这个函数是 block 线程的，所以例子中另起线程。

当客户端发起连接后，accept 就会返回 LocalSocket 对象，然后就可以进行传输数据了。

客户端初始化

var localSocket = LocalSocket()
localSocket.connect(LocalSocketAddress("xxxx"))

首先创建一个 LocalSocket 对象。

然后创建一个 LocalSocketAddress 对象，参数是服务名。

然后调用 connect 函数连接到该服务即可。就可以使用这个 socket 传输数据了。

数据传输

两端的 socket 对象是一个类，所以两端的发送和接受代码逻辑一致。

通过 localSocket.inputStream 和 localSocket.outputStream 可以获取到输入输出流，通过对流的读写进行数据传输。

注意，读写流的时候一定要新开线程处理。

因为 socket 是双向的，所以两端都可以进行收发，即读写。

发送数据

var pool = Executors.newSingleThreadExecutor()
var runnable = Runnable {
     try {
         var out = xxxxSocket.outputStream 
         out.write(data) out.flush() 
     } catch (e: Throwable) {
         Log.e("xxx", "xxx", e)
    }
}
pool.execute(runnable)

发送数据是主动动作，每次发送都需要另开线程，所以如果是多次，我们需要使用一个线程池来进行管理。

如果需要多次发送数据，可以将其进行封装成一个函数。

接收数据

接收数据实际上是进行 while 循环，循环进行读取数据，这个最好在连接成功后就开始，比如客户端:

localSocket.connect(LocalSocketAddress("xxx"))
var runnable = Runnable { 
   while (localSocket.isConnected) {
         var input = localSocket.inputStreaminput.read(data)        
         ...
    }
}
Thread(runnable).start()

接收数据实际上是一个 while 循环不停的进行读取，未读到数据就继续循环，读到数据就进行处理再循环，所以这里只另开一个线程即可，不需要线程池。

传输复杂数据

上面只是简单事例，无法传输复杂数据，如果要传输复杂数据，就需要使用 DataInputStream 和 DataOutputStream。

首先需要定义一套协议。

比如定义一个简单的协议: 传输的数据分两部分，第一部分是一个 int 值，表示后面 byte 数据的长度；第二部分就是 byte 数据。这样就知道如何进行读写。

写数据

var pool = Executors.newSingleThreadExecutor()
var out = DataOutputStream(xxxSocket.outputStream)
var runnable = Runnable {
        try {
               out.writeInt(data.size) out.write(data) out.flush()
        } catch (e: Throwable) {
               Log.e("xxx", "xxx", e) 
        }
}
pool.execute(runnable)

读数据

var runnable = Runnable { 
         var input = DataInputStream(xxxSocket.inputStream) 
         var outArray = ByteArrayOutputStream()
         while (true) {   
                 outArray.reset()
                 var length = input.readInt()
                 if(length > 0) {
                    var buffer = ByteArray(length)
                    input.read(buffer) 
                    ... 
                 }
        }
}
Thread(runnable).start()

这样就可以传输复杂数据，不会导致数据错乱。

传输超大数据

上面虽然可以传输复杂数据，但是当我们的数据过大的时候，也会出现问题。

比如传输图片或视频，假设 byte 数据长度达到 1228800，这时我们通过:

var buffer = ByteArray(1228800)
input.read(buffer)

无法读取到所有数据，只能读到一部分。而且会造成后面数据的混乱，因为读取位置错位了。

读取的长度大约是 65535 个字节，这是因为 TCP 被 IP 包包着，也会有包大小限制 65535。

但是注意！写数据的时候如果数据过大就会自动进行分包，但是读数据的时候如果一次读取貌似无法跨包，这样就导致了上面的结果，只能读一个包，后面的就错乱了。

那么这种超大数据该如何传输呢，我们用循环将其一点点写入，也一点点读出，并根据结果不断的修正偏移。代码:

写入

var pool = Executors.newSingleThreadExecutor()
var out = DataOutputStream(xxxSocket.outputStream)
var runnable = Runnable {
          try {
              out.writeInt(data.size) 
              var offset = 0 
              while ((offset + 1024) <= data.size) {
                  out.write(data, offset, 1024) 
                  offset += 1024 
              }
              out.write(data, offset, data.size - offset)
              out.flush()
           } catch (e: Throwable) {
              Log.e("xxxx", "xxxx", e)
           }
}
pool.execute(runnable)

读取

var input = DataInputStream(xxxSocket.inputStream)
var runnable = Runnable {
          var outArray = ByteArrayOutputStream()
          while (true) {
                outArray.reset()
                var length = input.readInt()
                if(length > 0) {
                    var buffer = ByteArray(1024)
                    var total = 0 
                    while (total + 1024 <= length) {
                        var count = input.read(buffer)
                        outArray.write(buffer, 0, count)
                        total += count
                    }
                    var buffer2 = ByteArray(length - total)
                    input.read(buffer2)
                    outArray.write(buffer2)
                    var result = outArray.toByteArray()
                    ... 
                }
         }
}
Thread(runnable).start()

这样可以避免因为分包而导致读取的长度不匹配的问题。

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说起 Android 进行间通信，大家第一时间会想到 AIDL，但是由于 Binder 机制的限制，AIDL 无法传输超大数据。

那么我们如何在进程间传输大数据呢？

Android 中给我们提供了另外一个机制: LocalSocket。它会在本地创建一个 socket 通道来进行数据传输。

那么它怎么使用？

首先我们需要两个应用: 客户端和服务端。

服务端初始化

override fun run() {    
     server = LocalServerSocket("xxxx") 
     remoteSocket = server?.accept()
    ...
}

先创建一个 LocalServerSocket 服务，参数是服务名，注意这个服务名需要唯一，这是两端连接的依据。

然后调用 accept 函数进行等待客户端连接，这个函数是 block 线程的，所以例子中另起线程。

当客户端发起连接后，accept 就会返回 LocalSocket 对象，然后就可以进行传输数据了。

客户端初始化

var localSocket = LocalSocket()
localSocket.connect(LocalSocketAddress("xxxx"))

首先创建一个 LocalSocket 对象。

然后创建一个 LocalSocketAddress 对象，参数是服务名。

然后调用 connect 函数连接到该服务即可。就可以使用这个 socket 传输数据了。

数据传输

两端的 socket 对象是一个类，所以两端的发送和接受代码逻辑一致。

通过 localSocket.inputStream 和 localSocket.outputStream 可以获取到输入输出流，通过对流的读写进行数据传输。

注意，读写流的时候一定要新开线程处理。

因为 socket 是双向的，所以两端都可以进行收发，即读写。

发送数据

var pool = Executors.newSingleThreadExecutor()
var runnable = Runnable {
     try {
         var out = xxxxSocket.outputStream 
         out.write(data) out.flush() 
     } catch (e: Throwable) {
         Log.e("xxx", "xxx", e)
    }
}
pool.execute(runnable)

发送数据是主动动作，每次发送都需要另开线程，所以如果是多次，我们需要使用一个线程池来进行管理。

如果需要多次发送数据，可以将其进行封装成一个函数。

接收数据

接收数据实际上是进行 while 循环，循环进行读取数据，这个最好在连接成功后就开始，比如客户端:

localSocket.connect(LocalSocketAddress("xxx"))
var runnable = Runnable { 
   while (localSocket.isConnected) {
         var input = localSocket.inputStreaminput.read(data)        
         ...
    }
}
Thread(runnable).start()

传输复杂数据

上面只是简单事例，无法传输复杂数据，如果要传输复杂数据，就需要使用 DataInputStream 和 DataOutputStream。

首先需要定义一套协议。

写数据

var pool = Executors.newSingleThreadExecutor()
var out = DataOutputStream(xxxSocket.outputStream)
var runnable = Runnable {
        try {
               out.writeInt(data.size) out.write(data) out.flush()
        } catch (e: Throwable) {
               Log.e("xxx", "xxx", e) 
        }
}
pool.execute(runnable)

读数据

var runnable = Runnable { 
         var input = DataInputStream(xxxSocket.inputStream) 
         var outArray = ByteArrayOutputStream()
         while (true) {   
                 outArray.reset()
                 var length = input.readInt()
                 if(length > 0) {
                    var buffer = ByteArray(length)
                    input.read(buffer) 
                    ... 
                 }
        }
}
Thread(runnable).start()

这样就可以传输复杂数据，不会导致数据错乱。

传输超大数据

上面虽然可以传输复杂数据，但是当我们的数据过大的时候，也会出现问题。

比如传输图片或视频，假设 byte 数据长度达到 1228800，这时我们通过:

var buffer = ByteArray(1228800)
input.read(buffer)

无法读取到所有数据，只能读到一部分。而且会造成后面数据的混乱，因为读取位置错位了。

读取的长度大约是 65535 个字节，这是因为 TCP 被 IP 包包着，也会有包大小限制 65535。

那么这种超大数据该如何传输呢，我们用循环将其一点点写入，也一点点读出，并根据结果不断的修正偏移。代码:

写入

var pool = Executors.newSingleThreadExecutor()
var out = DataOutputStream(xxxSocket.outputStream)
var runnable = Runnable {
          try {
              out.writeInt(data.size) 
              var offset = 0 
              while ((offset + 1024) <= data.size) {
                  out.write(data, offset, 1024) 
                  offset += 1024 
              }
              out.write(data, offset, data.size - offset)
              out.flush()
           } catch (e: Throwable) {
              Log.e("xxxx", "xxxx", e)
           }
}
pool.execute(runnable)

读取

var input = DataInputStream(xxxSocket.inputStream)
var runnable = Runnable {
          var outArray = ByteArrayOutputStream()
          while (true) {
                outArray.reset()
                var length = input.readInt()
                if(length > 0) {
                    var buffer = ByteArray(1024)
                    var total = 0 
                    while (total + 1024 <= length) {
                        var count = input.read(buffer)
                        outArray.write(buffer, 0, count)
                        total += count
                    }
                    var buffer2 = ByteArray(length - total)
                    input.read(buffer2)
                    outArray.write(buffer2)
                    var result = outArray.toByteArray()
                    ... 
                }
         }
}
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