Android优化篇之网络优化

网络类型

网络连接类型

  1. 单 工通信:数据只能一方发送到另一方。(例:UDP协议,Android广播)
  2. 半双工通信:数据可以从A发送到B,也可以从B发到A,但同一时刻,只能有一个方向的数据传输。(例:Http协议,向服务器发起请求,服务器返回响应)
  3. 全双工通信:任意时刻,都会存在A到B和B到A的双向传输。(例:Socket协议,长连接通道,IM聊天,视频通话)
  • Http1.0协议默认关闭长连接属于半双工通信

可增加http请求头字段"Connection:Keep-Alive",Http1.1默认开启

可增加HTTP请求头字段"Connection:close"

Https协议

  • 保证http数据传输的可靠性。s指SSL/TLS协议

  • App(Http) : TCP IP

  • App(Https):SSL/TLS TCP IP

  • Https协议相比于Http协议在TCP协议前会先走SSL/TLS协议

对称加密与非对称加密

  • https能保证传输可靠性,是因为对数据进行了加密,http为明文传输,数据易被窃取和冒充
  • http优化过程中,对数据进行了加密传输,https因此诞生

对称加密

对称加密和解密采用一把钥匙,需双方约定,发送方通过密钥加密数据,接收方使用同一密钥解密获取传递数据。

  • 流程

发送方 A 发送用密钥加密后的数据 ---> 接收方 B 接收加密数据并用密钥解密

  • 优缺点

流程简单,解析数据快。

安全性差,密钥管理有风险(因需约定同一key,key存在传输劫持风险,统一存储存在被攻击风险)。

非对称加密

两把密钥:私钥 + 公钥,公钥任何人可知,发送方使用公钥加密,接收方可以用只有自己知道的私钥解密并获取数据。

  • 流程

接收方B发送公钥至发送方A ---> A发送数据,公钥加密 ---> B接收数据,私钥解密

  • 优缺点

私钥只有自己知道。

流程繁琐,解密速度慢。

公钥的安全保障

CA证书

  • 生成规则

接收方公钥+接受方身份信息+其他信息--->Hash算法--->消息摘要--->CA机构私钥加密--->数字签名

  • 最终发送给接收方是数字证书

数字证书:数字签名+公钥+接收方的个人信息等

  • 合法性验证

比较数字证书的消息摘要(Hash算法和CA公钥解密)是否一致

https的传输流程

  • 一个https请求,包含2次http传输:以请求www.google.com流程为例
  1. 客户端向服务端发起请求,要访问google,先于google服务器建立连接
  2. 服务端有公钥和私钥,公钥可以发给客户端,然后给客户端发送一个SSL证书,证书包含:CA签名、公钥、google的信息
  3. 客户端接收到SSL证书后,对CA签名解密,判断证书合法性,不合法就断开连接,合法则生成一个随机数,作为数据对称加密的密钥,通过公钥加密发送至服务端
  4. 服务端接收到客户端加密数据后,通过私钥解密,拿到对称加密的密钥,然后将google相关数据通过对称加密密钥加密,发送到客户端
  5. 客户端通过解密拿到服务端的数据,请求结束
  • https非完全非对称加密

对称加密密钥传递有风险,前期通过非对称加密传递对称加密密钥,后续数据传递都是通过对称加密,以提高数据解析效率。

DNS 解析

  • 添加trace日志除了可以看到net timeout错误,还可以看到UnknowHostException:DNS解析失败,未解析获取到服务器ip地址

添加DNS解析策略

Object HttpTool {
    private const val TAG = "HttpTool"
    private const val URL = "https://www.xxx.com"

    fun initHttp() {
        val client = OkHttpClient.Builder().build()
        Request.Builder().url(URL).build().also {
            kotlin.runCatching {
                client.newCall(it).execute()
            }.onFailure {
                Log.e(TAG, "initHttp: error: $it")
            }
        }
    }
}

很明显xxx.com域名不存在,就会报如下错误:

java.net.UnknownHostException: Unable to resolve host "www.xxx.com": No address associated with hostname

  • 一旦遇到如上问题:域名被劫持修改,整个服务会处于宕机状态,体验很差。
  • 优化方案:通过OkHttp提供的自定义DNS解析器优化处理
package okhttp3;

import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

// 路由寻址
public interface Dns {
    /**
     * 使用{@link InetAddress#getAllByName}请求底层操作系统查找IP地址。
     * 大多数自定义{@link Dns}实现都应委派到此实例。
     */
    Dns SYSTEM = (hostname) -> {
        if (hostname == null) {
            throw new UnknownHostException("hostname == null");
        } else {
            try {
                return Arrays.asList(InetAddress.getAllByName(hostname));
            } catch (NullPointerException var3) {
                UnknownHostException unknownHostException = new UnknownHostException("Broken system behaviour for dns lookup of " + hostname);
                unknownHostException.initCause(var3);
                throw unknownHostException;
            }
        }
    };

    /**
     * 返回{@code hostname}的IP地址,按OkHttp尝试的顺序排列。
     * 如果连接到某个地址失败,OkHttp将重试与下一个地址的连接,直到要么建立了连接,要么耗尽了IP地址集,要么超出了限制。
     */
    List<InetAddress> lookup(String var1) throws UnknownHostException;
}

// 自定义寻址策略
class MyDns: Dns {
    private const val TAG = "MyDns"

    override fun lookup(hostname: String): MutableList<InetAddress> {
        val result = mutableListOf<InetAddress>()
        var systemAddressList: MutableList<InetAddress>? = null

        // 通过系统DNS解析
        kotlin.runCatching {
            systemAddressList = Dns.SYSTEM.lookup(hostname)
        }.onFailure {
            Log.e(TAG, "lookup: it")
        }

        if (systemAddressList != null && systemAddressList!!.isNotEmpty()) {
            result.addAll(systemAddressList!!)
        } else {
            // 系统DNS解析失败,走自定义路由
            result.add(InetAddress.getByName(www.google.com))

            // 一台服务器支持多域名
            // result.addAll(InetAddress.getAllByName(ip).toList())
        }
    }
}

使用:
val client = OkHttpClient.Builder().dns(MyDns()).build()

接口数据适配策略

  • 数据格式异常:服务器定义int类型返回字符串"" 或 空数组返回null...
List适配:空解析为空数组
import com.google.gson.Gson
import com.google.gson.JsonDeserializationContext
import com.google.gson.JsonDeserializer
import com.google.gson.JsonElement
import java.lang.reflect.Type
import java.util.Collections

class ListTypeAdapter: JsonDeserializer<List<*>> {
    override fun deserialize(json: JsonElement?, typeOfT: Type?, context: JsonDeserializationContext?): List<*> {
        return try {
            if (json?.isJsonArray == true) {
                Gson().fromJson(json, typeOfT)
            } else {
                Collections.EMPTY_LIST
            }
        } catch (e: Exception) {
            Collections.EMPTY_LIST
        }
    }
}

// String适配:是否为基础类型(String,Number,Boolean),基础类型正常转
import com.google.gson.Gson
import com.google.gson.JsonDeserializationContext
import com.google.gson.JsonDeserializer
import com.google.gson.JsonElement
import java.lang.reflect.Type

class StringTypeAdapter: JsonDeserializer<String> {
    override fun deserialize(json: JsonElement?, typeOfT: Type?, context: JsonDeserializationContext?): String {
        return try {
            if (json?.isJsonPrimitive == true) {
                Gson().fromJson(json, typeOfT)
            } else {
                ""
            }
        } catch (e: Exception) {
            ""
        }
    }
}

使用:
GsonBuilder()
    .registerTypeAdapter(String::class.java, StringTypeAdapter())
    .registerTypeAdapter(List::class.java, ListTypeAdapter())
    .create().also {
        GsonConverterFactory.create(it)
    }

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