Android消息推送机制研究

1.基于HTTP协议的推送机制

基于HTTP协议的推送机制是一种请求-响应模式,由于HTTP协议是应用层的单工通信模式,因此它很难实现真正意义上的即时推送。用HTTP协议实现推送有以下两种方式.

(1)定期轮询:

这种方式是使客户端每隔固定时间向服务器端以post方式发出HTTP请求。在一次请求的开始,客户端询问服务器是否存在需要推送的消息,服务器端收到请求并处理,随后向客户端响应处理结果,这样一次请求就结束了。一段固定时间后,客户端将再次向服务器端发出询问请求并等待服务器端的返回结果。

(2)长轮询:

这种方式是服务器端在接收到客户端向其发出的请求时将请求挂起,直到该连接请求出现异常、超时、或者需要推送消息时再处理该请求,并向客户端返回响应,客户端接收到响应后会立即再向服务器端请求连接。这样就使得服务器与客户端之间的连接始终未中断,比客户端定期轮询的方式具有更好的实时性。

基于HTTP协议的推送机制实际上并不是真正的推送,而是依赖客户端请求-服务器端响应的模式。虽然该机制的实现简单快速且可控性强,但推送具有延迟性,实时性差。另外,虽然其中长轮询形式的推送具有一定的实时性,但是服务器端需要管理大量挂起的请求,会造成服务器端资源消耗,同时由于HTTP协议是无状态的,服务器端不能监控客户端的在线离线状态,因此就不能判断推送的消息能否达到客户端。

2.基于C2DM的推送机制

C2DM (Cloud to Device Messaging)服务是Google公司提供的移动终端消息推送服务。开发者可以将该服务引入自己开发的应用程序中,服务器端推送给客户端的消息是经过C2DM服务器推送的,客户端也可以直接与服务器通信获取信息。其中C2DM服务器类似与推送消息的中间转发者,负责处理用户权限、消息队列等事务并向指定客户端转发由服务器推送的消息。具体使用机制如下图所示。

 基于C2DM的推送机制

(1)客户端首先将应用名和账号发送给C2DM服务器进行注册,注册成功后客户端会收到并存储C2DM返回的注册标识。

(2)客户端向自己的服务器发送该标识和注册成功的账号,使得服务器能使用标识和账号向C2DM请求消息推送。

(3)当服务器需要向客户端发送数据时,获取该客户端注册使用C2DM功能的用户账号的登陆权限。

(4)服务器把要发送的消息、客户端注册标识、账号登陆权限一并发送给C2DM服务器。

(5) C2DM服务器会把收到的消息推送给相应的客户端。

由于其为Google公司提供的原生服务,因此无需实现和部署服务端。然而,正因为其原生性,使其需要用户绑定Google帐号,同时由于该推送机制依赖于Google官方提供的C2DM服务器(服务器在国外),使得该服务在国内不够稳定,常常无法提供服务。另外,国内部分手机厂商,例如中兴、华为等可能会去掉Google的这种原生服务,样推送功能将不能使用。

3.基于MQTT协议的推送机制

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport)是由 IBM 在 2001 年发布的轻量级的消息传输协议,支持可发布/可订阅的消息推送模式。协议的轻量级使它十分适合在用在资源受限的环境该协议最初是为物联网设计的,现在也可用来实现消息推送。推送机制的实现主要依靠一个实现了MQTT协议的代理服务器,客户端首先连接代理服务器,然后进行消息订阅,同时,客户端也可向服务器发布消息,其他客户端订阅后也可接收这些消息,因此消息也可在客户端之间传输。该推送机制中代理服务器一般是采用IBM的MQTT服务器RSMB(Really Small Message Broker),客户端一般是采用 IBM 的提供的 wmqtt.jar 包。

MQTT协议是基于代理的“发布/订阅”模式的消息传输协议。由于该协议简洁、小巧、可扩展性强的优点,使得基于该协议的推送机制较省流量和省电,目前已有C++语言编写的服务端组件RSMB。然而由于基于MQTT协议的推送机制实现较复杂,目前这种机制还不够成熟。另外,由于服务器端组件RSMB不开源,也使得在之上的二次开发很困难。

4.基于第三方的推送机制

第三方推送平台有百度云推送、极光推送、_蝶推送、个推等。这些平台是面向个人幵发者或者企业幵发者的,它们一般是按需收费的,能提供多样化的推送。以百度云推送为例,它支持推送文字和富媒体,支持向单用户和群组用广的推送等。开发者开发过程中需要在将第三方平台的SDK集成到客户端,这样,服务器端推送消息吋调用第三方服务器的接口,就可以实现推送消息至客户端。

第三方推送最大的优点是支持多种格式数据的推送和超高并发连接数,然而他们也存在缺陷,例如极光推送使用的自定义的二进制协议,不支持推送信息的加密和身份认证,百度云的加密推送需要额外付费等。另外,采用第三方企业的SDK有程序嵌入的顾虑,存在风险。

5.基于XMPP协议的推送机制

基于XMPP协议的消息推送机制继承了 XMPP协议的优点,具备很强的灵活性和可扩展性,并且将复杂性从客户端转移到服务器端。H前基于该协议己有比较成熟的推送框架,最著名的服务器端推送框架是Openfire,其采用Java开发,安装、配置和使用都十分容易,并利用Web平台进行管理,基于Openfire能够轻松进行二次开发并实现个性化的推送功能。而客户端框架是Smack包,它完整的实现了 XMPP协议的幵源API库,同时,为适应Android运行环境,该包还存在Android平台上的构建版本aSmack。另外,H前基于XMPP协议还存在另一个推送机制 Androidpn。它是一个整合方案,其客户端基于aSmack,服务器端的实现是基于Openfire,并精简了 Openfire过于繁复庞大的功能,仅仅分离出了消息推送服务。

以Openfire和Smack包构建的基于XMPP协议的推送机制为例,如下图所示,客户端首先和服务器端进行连接,连接后消息可以在服务器端和客户端、客户端和客户端间双向传输。

基于XMPP协议的推送机制

基于XMPP协议的推送机制能够实现真正意义上的即时推送,不用像C2DM服务需要担心由于服务器在国外带来的推送服务的不稳定性,也不存在使用第三方的SDK带来的安全风险。同时该机制继承了 XML的优点,具备很强的可扩展性,可以实现复杂的通信。虽然目前基于XMPP协议的推送只支持文字格式的推送,但己满足大部分系统的推送需求,因为一般情况下,推送消息只是告诉客户端服务器端有变化,而变化的具体内容则由客户端主动到服务器获取。目前已有Java语言编写的服务器端与客户端开源程序,使开发者很容易进行二次开发,根据具体需求搭建自己的系统。

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