接觸WebSocket

最近公司的項目中有一個功能需要服務器主動推數據到APP。
考慮到普通的HTTP 通信方式只能由客戶端主動拉取，服務器不能主動推給客戶端。然后就想出的2種解決方案。

1.和后臺溝通了一下他們那里使用的是WebSocket ，所以就使用WebSocket讓我們app端和服務器建立長連接。這樣就可以事實接受他發過來的消息
2.使用推送，也可以實現接收后臺發過來的一些消息

最后還是選擇了WebSocket，找到了facebook的 SocketRocket 框架。下面是接入過程中的一些記錄

WebSocket

WebSocket 是 HTML5 一種新的協議。它實現了瀏覽器與服務器全雙工通信，能更好的節省服務器資源和帶寬并達到實時通訊，它建立在 TCP 之上，同 HTTP 一樣通過 TCP 來傳輸數據，但是它和 HTTP 最大不同是：

WebSocket 是一種雙向通信協議，在建立連接后，WebSocket 服務器和 Browser/Client Agent 都能主動的向對方發送或接收數據，就像 Socket 一樣；

WebSocket 需要類似 TCP 的客戶端和服務器端通過握手連接，連接成功后才能相互通信。

具體在這兒 WebSocket 是什么原理？為什么可以實現持久連接？

用法

我使用的是pod管理庫所以在podfile中加入
pod 'SocketRocket'

在使用命令行工具cd到當前工程安裝
pod install

如果是copy的工程中的 SocketRocket庫的github地址:SocketRocket

導入庫到工程中以后首先封裝一個SocketRocketUtility單例

SocketRocketUtility.m文件中的寫法如下:

#import "SocketRocketUtility.h"
#import <SocketRocket.h>

NSString * const kNeedPayOrderNote = @"kNeedPayOrderNote";//發送的通知名稱

@interface SocketRocketUtility()<SRWebSocketDelegate>
{
    int _index;
    NSTimer * heartBeat;
    NSTimeInterval reConnectTime;
}

@property (nonatomic,strong) SRWebSocket *socket;

@end

@implementation SocketRocketUtility

+ (SocketRocketUtility *)instance {
    static SocketRocketUtility *Instance = nil;
    static dispatch_once_t predicate;
    dispatch_once(&predicate, ^{
        Instance = [[SocketRocketUtility alloc] init];
    });
    return Instance;
}

//開啟連接
-(void)SRWebSocketOpenWithURLString:(NSString *)urlString {
    if (self.socket) {
        return;
    }

    if (!urlString) {
        return;
    }

    //SRWebSocketUrlString 就是websocket的地址 寫入自己后臺的地址
    self.socket = [[SRWebSocket alloc] initWithURLRequest:
                   [NSURLRequest requestWithURL:[NSURL URLWithString:urlString]]];
    
    self.socket.delegate = self;   //SRWebSocketDelegate 協議
    
    [self.socket open];     //開始連接
}

//關閉連接
- (void)SRWebSocketClose {
    if (self.socket){
        [self.socket close];
        self.socket = nil;
        //斷開連接時銷毀心跳
        [self destoryHeartBeat];
    }
}

#pragma mark - socket delegate
- (void)webSocketDidOpen:(SRWebSocket *)webSocket {
    NSLog(@"連接成功，可以與服務器交流了,同時需要開啟心跳");
    //每次正常連接的時候清零重連時間
    reConnectTime = 0;
    //開啟心跳 心跳是發送pong的消息 我這里根據后臺的要求發送data給后臺
    [self initHeartBeat];
    [[NSNotificationCenter defaultCenter] postNotificationName:kWebSocketDidOpenNote object:nil];
}

- (void)webSocket:(SRWebSocket *)webSocket didFailWithError:(NSError *)error {
    NSLog(@"連接失敗，這里可以實現掉線自動重連，要注意以下幾點");
    NSLog(@"1.判斷當前網絡環境，如果斷網了就不要連了，等待網絡到來，在發起重連");
    NSLog(@"2.判斷調用層是否需要連接，例如用戶都沒在聊天界面，連接上去浪費流量");
    NSLog(@"3.連接次數限制，如果連接失敗了，重試10次左右就可以了，不然就死循環了。)";
    _socket = nil;
    //連接失敗就重連
    [self reConnect];
}

- (void)webSocket:(SRWebSocket *)webSocket didCloseWithCode:(NSInteger)code reason:(NSString *)reason wasClean:(BOOL)wasClean {
    NSLog(@"被關閉連接，code:%ld,reason:%@,wasClean:%d",code,reason,wasClean);
    //斷開連接 同時銷毀心跳
    [self SRWebSocketClose];
}

/*
 該函數是接收服務器發送的pong消息，其中最后一個是接受pong消息的，
 在這里就要提一下心跳包，一般情況下建立長連接都會建立一個心跳包，
 用于每隔一段時間通知一次服務端，客戶端還是在線，這個心跳包其實就是一個ping消息，
 我的理解就是建立一個定時器，每隔十秒或者十五秒向服務端發送一個ping消息，這個消息可是是空的
 */
-(void)webSocket:(SRWebSocket *)webSocket didReceivePong:(NSData *)pongPayload{

    NSString *reply = [[NSString alloc] initWithData:pongPayload encoding:NSUTF8StringEncoding];
    NSLog(@"reply===%@",reply);
}

- (void)webSocket:(SRWebSocket *)webSocket didReceiveMessage:(id)message  {
    //收到服務器發過來的數據 這里的數據可以和后臺約定一個格式 我約定的就是一個字符串 收到以后發送通知到外層 根據類型 實現不同的操作
    NSLog(@"%@",message);
    
    [[NSNotificationCenter defaultCenter] postNotificationName:kNeedPayOrderNote object:message];
}

#pragma mark - methods
//重連機制
- (void)reConnect
{
    [self SRWebSocketClose];
    //超過一分鐘就不再重連 所以只會重連5次 2^5 = 64
    if (reConnectTime > 64) {
        return;
    }
  
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(reConnectTime * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        self.socket = nil;
        [self SRWebSocketOpen];
        NSLog(@"重連");
    });
    
    //重連時間2的指數級增長
    if (reConnectTime == 0) {
        reConnectTime = 2;
    }else{
        reConnectTime *= 2;
    }
}

//初始化心跳
- (void)initHeartBeat
{
    dispatch_main_async_safe(^{
        [self destoryHeartBeat];
        __weak typeof(self) weakSelf = self;
        //心跳設置為3分鐘，NAT超時一般為5分鐘
        heartBeat = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:3*60 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {
            NSLog(@"heart");
            //和服務端約定好發送什么作為心跳標識，盡可能的減小心跳包大小
            [weakSelf sendData:@"heart"];
        }];
        [[NSRunLoop currentRunLoop]addTimer:heartBeat forMode:NSRunLoopCommonModes];
    })
}

//取消心跳
- (void)destoryHeartBeat
{
    dispatch_main_async_safe(^{
        if (heartBeat) {
            [heartBeat invalidate];
            heartBeat = nil;
        }
    })
}

//pingPong機制
- (void)ping{
    [self.socket sendPing:nil];
}

#define WeakSelf(ws) __weak __typeof(&*self)weakSelf = self
- (void)sendData:(id)data {

    WeakSelf(ws);
    dispatch_queue_t queue =  dispatch_queue_create("zy", NULL);
    
    dispatch_async(queue, ^{
        if (weakSelf.socket != nil) {
            // 只有 SR_OPEN 開啟狀態才能調 send 方法，不然要崩
            if (weakSelf.socket.readyState == SR_OPEN) {
                [weakSelf.socket send:data];    // 發送數據
                
            } else if (weakSelf.socket.readyState == SR_CONNECTING) {
                NSLog(@"正在連接中，重連后其他方法會去自動同步數據");
                // 每隔2秒檢測一次 socket.readyState 狀態，檢測 10 次左右
                // 只要有一次狀態是 SR_OPEN 的就調用 [ws.socket send:data] 發送數據
                // 如果 10 次都還是沒連上的，那這個發送請求就丟失了，這種情況是服務器的問題了，小概率的
                [self reConnect];
                
            } else if (weakSelf.socket.readyState == SR_CLOSING || weakSelf.socket.readyState == SR_CLOSED) {
                // websocket 斷開了，調用 reConnect 方法重連
                [self reConnect];
            }
        } else {
            NSLog(@"沒網絡，發送失敗，一旦斷網 socket 會被我設置 nil 的");
        }
    });
}

-(void)dealloc{
    [[NSNotificationCenter defaultCenter] removeObserver:self];
}

然后在需要開啟socket的地方調用
[[SocketRocketUtility instance] SRWebSocketOpenWithURLString:@"寫入自己后臺的地址"];
在需要斷開連接的時候調用
[[SocketRocketUtility instance] SRWebSocketClose];

使用這個框架最后一個很重要的需要注意的一點

這個框架給我們封裝的webscoket在調用它的sendPing senddata方法之前，一定要判斷當前scoket是否連接，如果不是連接狀態，程序則會crash。

結語

這里簡單的實現了連接和收發數據后續看項目需求在加上后續的改進希望能夠幫助第一次寫的iOSer 。希望有更好的方法的童鞋可以有進一步的交流 : )

4月10日更新：

/// Creates and returns a new NSTimer object initialized with the specified block object and schedules it on the current run loop in the default mode.
/// - parameter:  ti    The number of seconds between firings of the timer. If seconds is less than or equal to 0.0, this method chooses the nonnegative value of 0.1 milliseconds instead
/// - parameter:  repeats  If YES, the timer will repeatedly reschedule itself until invalidated. If NO, the timer will be invalidated after it fires.
/// - parameter:  block  The execution body of the timer; the timer itself is passed as the parameter to this block when executed to aid in avoiding cyclical references
+ (NSTimer *)scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)interval repeats:(BOOL)repeats block:(void (^)(NSTimer *timer))block API_AVAILABLE(macosx(10.12), ios(10.0), watchos(3.0), tvos(10.0));

上面發送心跳包的方法是iOS10才可以用的其他版本會崩潰要適配版本要選擇這個方法

+ (NSTimer *)scheduledTimerWithTimeInterval:(NSTimeInterval)ti target:(id)aTarget selector:(SEL)aSelector userInfo:(nullable id)userInfo repeats:(BOOL)yesOrNo;

8月10日更新demo地址

demo地址
可以下載下來看看哦：)

注

demo中的后臺地址未設置所以很多同學直接運行就報錯了設置一個自己后臺的地址就ok了 :)

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iOS websocket接入

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接觸WebSocket

WebSocket

用法

使用這個框架最后一個很重要的需要注意的一點

結語

4月10日更新：

8月10日更新demo地址

注

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