Android7.1 与 PC端套接字 socket Tcp/Ip 通信（多线程）

最近有点闲，打算通过 socket 实现 PC 调用手机摄像头，实现实时视频传输。搞到后来发现搞不了， java 和 c++ 的基本数据类型就有差别，要经过转换才行，自然二者的套接字也是不能直接传数据的。我在手机上运行自己写的客户端，PC 上运行C++开发的服务端，能连接上但是传输不了数据（不能直接传输）。所以不搞了，太麻烦。。。是我太菜哈哈哈哈哈，，，，，

不过还是把最后结果在这里分享一下，因为这个过程那叫个坎坷哦，网上的确能找到很多这方面的博客什么的，但是没有一个能跑的通的代码，不知道是不是Android版本不同导致的（参考的那些帖也没有给出开发环境），反正我手机上就是运行不了（确切说是能运行，但发不了数据，老是崩溃），花了 ≈Android小白的我好几天时间才发现问题所在，没错！是的！！线程的问题！！！

由于参考了不知道多少个博客和帖子，所以这里不一一列出了，说实话我自己都记不清看（抄）了多少代码了。。。那些代码大部分都是开了一共两个线程，即一个主线程用于UI显示，一个子线程用于建立 socket 连接并传送数据。但我在我手机上运行时总是崩溃，具体表现为：UI能正常显示；能通过socket建立连接；不能发送数据，一点击发送按钮，程序就闪退。开始我以为是我哪里设置的不对，后来搞了好几天，把代码改的面目全非，结构都变了，还是不行，而且不知道是客户端的问题还是服务器的问题。

后来呢，柳暗花明，机智（愚蠢）的我终于还是弄清了原因：

（1）. 客户端的问题；

（2）. 一个线程中不能建立连接的同时还发送数据。

那怎么办呢？改客户端代码呗，子线程再建子线程用于发送数据。

下面进入正题，首先给出我开发环境：

IDE： Android Studio 2.3.3

API： android-25（Android 7.1）

JDK： 1.8.0

建立 AS 工程时，我设置的最低SDK支持版本是 24（Android 7.0），我的手机是基于 Android 7.1 的系统，是直接用手机连接电脑调试的，没有用虚拟设备。

原始代码是从网上某个博主哪里找来的，不过客户端已经被我改的面目全非了，除了按钮的名字，差不多看不到原来的样子了。。服务端倒是没怎么改。

多线程我是用线程池实现的，因此不了解线程池的小伙伴自己先去了解一下，相比于普通的多线程，线程池有很多优点（避免重复开辟新线程，节省资源啥的...）。多线程有很多坑，比如某些东西不能放在某些地方，我也是踩了很多，一遍遍试过来的，程序里面我也注释了一点。

1. 程序结构、功能、界面

程序开始运行，设置UI界面，此时运行的是主线程。

然后，主线程新建一个线程，用于建立 socket 连接。连接成功后最上面的地方会显示服务器端发送的消息（类似于“服务器/192.168.0.101加入；此时总连接：1（服务器发送）”），如果显示的是“TCP-IP”（即项目名称），就说明没连上。

然后在新线程中监听按钮，当按钮被按下时，再新开子线程用于发送数据。

界面布局如下：

2. 代码

一共在 AS 下建立了两个工程，用两个 AS 窗口分别显示。

一个工程名为 Tcp-Ip，这个工程为客户端程序，运行在手机端，是一个正常的 Android 工程。工程目录如图：

另一个工程名为 Tcp-Ip-Server，这个工程为服务端程序，运行在PC端，是一个空的 Android 工程，里面添加了名为 TCPServer 的模块（Java Library型的module），运行的时候也是只运行这个模块（详情自己百度，就是在 Android Studio 下开发普通java程序）。工程目录如图：

客户端

AndroidManifest.xml，可以参考一下，主要是添加权限：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    package="com.example.gao.tcp_ip">

    <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET"/>

    <application
        android:allowBackup="true"
        android:icon="@mipmap/ic_launcher"
        android:label="@string/app_name"
        android:roundIcon="@mipmap/ic_launcher_round"
        android:supportsRtl="true"
        android:theme="@style/AppTheme">
        <activity android:name=".SocketActivity">
            <intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.MAIN" />

                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
            </intent-filter>
        </activity>
    </application>

</manifest>

SocketActivity.java，主程序：

package com.example.gao.tcp_ip;

import android.os.Handler;
import android.os.Message;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.view.View.OnClickListener;
import android.widget.Button;
import android.widget.EditText;
import android.widget.TextView;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class SocketActivity extends AppCompatActivity {

    public TextView tv_msg = null;
    public EditText ed_msg = null;
    public Button btn_send = null;
    public Button btn_break = null;
    public String content = "";
    public String temp = "";
    private ExecutorService SocketService = Executors.newSingleThreadExecutor(); //创建单线程池,用于套接字连接

    // 接收线程发送过来信息，并用TextView显示
    public Handler mHandler = new Handler() {
        public void handleMessage(Message msg) {
            super.handleMessage(msg);
            tv_msg.setText(content);
        }
    };

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_socket);

        tv_msg = (TextView) findViewById(R.id.tv_contents);
        ed_msg = (EditText) findViewById(R.id.et_content);
        btn_send = (Button) findViewById(R.id.bt_sender);
        btn_break = (Button) findViewById(R.id.bt_break);

        SocketService.execute(socketService);  // 在线程池中开启新线程socketService
    }

    /// 定义Runnable接口变量socketService完成的功能
    Runnable socketService = new Runnable(){
        // Socket变量不能定义在run中，否则不能在按钮响应函数中调用，BufferedReader、PrintWriter好像可以
        private Socket socket = null;
        private BufferedReader in = null;
        private PrintWriter out = null;
        private static final String HOST = "192.168.0.100";
        private static final int PORT = 6666;
        private String msg;
        private ExecutorService SendService = Executors.newSingleThreadExecutor(); //创建单线程池，用于发送数据

        @Override
        public void run(){
            try {
                //建立套接字连接，获取输入输出流
                socket = new Socket(HOST, PORT);
                in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
                out = new PrintWriter(new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream())), true);

                while (true) {
                    // 通过输入流从服务器获取数据并发送给主线程
                    if (!socket.isClosed() && socket.isConnected() && !socket.isInputShutdown()) {
                        if ((temp = in.readLine()) != null) {
                            content += temp + "
";
                            mHandler.sendMessage(mHandler.obtainMessage());
                        }
                    }

                    //获取编辑框内容并开启新线程发送
                    btn_send.setOnClickListener( new OnClickListener() {
                        @Override
                        public void onClick(View v) {
                            msg = ed_msg.getText().toString();              //获取发送数据
                            ed_msg.getText().clear();
                            if (socket.isConnected() && !socket.isOutputShutdown()) {
                                if(out != null) {
                                    SendService.execute(sendService);       //开启发送数据线程
                                }
                            }
                        }
                    });

                    // 开启新线程发送"exit"信号
                    btn_break.setOnClickListener( new OnClickListener() {
                        @Override
                        public void onClick(View v) {
                            msg = "exit";                                   //定义发送数据
                            if (socket.isConnected() && !socket.isOutputShutdown()) {
                                if(out != null) {
                                    SendService.execute(sendService);       //开启发送数据线程
                                }
                            }
                        }
                    });
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        //定义发送消息接口
        Runnable sendService = new Runnable(){
            @Override
            public void run() {
                out.println(msg);   //通过输出流发送数据
            }
        };
    };

    public void exit(View view){
        finish();
    }
}

activity_socket.xml，布局文件：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<android.support.constraint.ConstraintLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    tools:context="com.example.gao.tcp_ip.SocketActivity">

    <TextView
        android:id="@+id/tv_contents"
        android:layout_width="0dp"
        android:layout_height="0dp"
        android:text="@string/app_name"
        tools:layout_constraintTop_creator="1"
        tools:layout_constraintRight_creator="1"
        tools:layout_constraintBottom_creator="1"
        app:layout_constraintBottom_toTopOf="@+id/et_content"
        android:layout_marginStart="2dp"
        android:layout_marginEnd="2dp"
        app:layout_constraintRight_toRightOf="parent"
        tools:layout_constraintLeft_creator="1"
        app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toTopOf="parent"
        app:layout_constraintVertical_bias="0.0" />

    <EditText
        android:id="@+id/et_content"
        android:layout_width="0dp"
        android:layout_height="54dp"
        android:inputType="text"
        tools:layout_constraintTop_creator="1"
        tools:layout_constraintRight_creator="1"
        android:layout_marginStart="2dp"
        android:layout_marginEnd="2dp"
        app:layout_constraintRight_toRightOf="parent"
        android:layout_marginTop="194dp"
        tools:layout_constraintLeft_creator="1"
        app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toTopOf="parent" />

    <LinearLayout
        android:layout_width="0dp"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:orientation="horizontal"
        tools:layout_constraintTop_creator="1"
        tools:layout_constraintLeft_creator="1"
        app:layout_constraintLeft_toLeftOf="@+id/tv_contents"
        app:layout_constraintTop_toTopOf="parent"
        android:id="@+id/linearLayout">

    </LinearLayout>

    <Button
        android:id="@+id/bt_sender"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="发送"
        android:layout_marginStart="23dp"
        tools:layout_constraintTop_creator="1"
        app:layout_constraintTop_toBottomOf="@+id/et_content"
        tools:layout_constraintLeft_creator="1"
        app:layout_constraintLeft_toLeftOf="@+id/et_content" />

    <Button
        android:id="@+id/bt_break"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="断开连接"
        android:layout_marginStart="35dp"
        tools:layout_constraintTop_creator="1"
        app:layout_constraintTop_toBottomOf="@+id/et_content"
        tools:layout_constraintLeft_creator="1"
        app:layout_constraintLeft_toRightOf="@+id/bt_sender" />

    <Button
        android:id="@+id/button2"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="退出"
        android:onClick="exit"
        android:layout_marginEnd="13dp"
        tools:layout_constraintTop_creator="1"
        tools:layout_constraintRight_creator="1"
        app:layout_constraintRight_toRightOf="@+id/et_content"
        app:layout_constraintTop_toBottomOf="@+id/et_content" />

</android.support.constraint.ConstraintLayout>

服务端

相比于客户端，服务器端的代码我没有怎么改（因为它能直接用），就是差不多直接用的别人的博客里的，具体哪个忘了。。。。

由于运行的是 java 模块（MainActivity和activity_main.xml压根就没用），所以我只贴模块的代码。

TCPServer.java：

package com.example;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class TCPServer {
    private static final int PORT = 6666;
    private List<Socket> mList = new ArrayList<>();
    private ServerSocket server = null;
    private ExecutorService mExecutorService = null; // 创建一个线程池

    public static void main(String[] args) {
        new TCPServer();
    }

    public TCPServer() {
        try {
            server = new ServerSocket(PORT);
            mExecutorService = Executors.newCachedThreadPool(); // 实例化一个线程池
            System.out.println("服务器已启动，等待加入...");
            Socket client = null;
            while (true) {
                client = server.accept();
                // 把客户端放入客户端集合中
                mList.add(client);
                mExecutorService.execute(new Service(client)); // 开启一个新线程
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /// 扩展Runnable接口
    class Service implements Runnable {
        private Socket socket;
        private BufferedReader in = null;
        private String msg = " ";

        public Service(Socket socket) {
            this.socket = socket;
            try {
                in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
                // 客户端只要一连到服务器，便向客户端发送下面的信息。
                msg = "服务器" + this.socket.getInetAddress() + "加入；此时总连接：" + mList.size() + "（服务器发送）";
                this.sendmsg();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        @Override
        public void run() {
            try {
                while (true) {
                    if ((msg = in.readLine()) != null) {
                        // 当客户端发送的信息为：exit时，关闭连接
                        if (msg.trim().equals("exit")) {
                            System.out.println("GAME OVER");
                            mList.remove(socket);
                            in.close();
                            msg = "服务器" + socket.getInetAddress() + "退出；此时总连接：" + mList.size() + "（服务器发送）";
                            socket.close();
                            this.sendmsg();
                            break;
                        } else {
                            // 接收客户端发过来的信息msg，然后发送给客户端。
                            msg = socket.getInetAddress() + "：" + msg + "（服务器发送）";
                            this.sendmsg();
                        }
                    }
                }
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        /**
         * 循环遍历客户端集合，给每个客户端都发送信息。
         */
        public void sendmsg() {
            // 在服务器上打印
            System.out.println(msg);
            // 遍历打印到每个客户端上
            int num = mList.size();
            for (int i = 0; i < num; i++) {
                Socket mSocket = mList.get(i);

                PrintWriter out = null;
                try {
                    out = new PrintWriter(new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(mSocket.getOutputStream())), true);
                    out.println(msg);
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

当客户端连接并发送数据时，运行效果如下：

最后的最后，再来愉快（juewang）地吐槽一下吧，用 Qt 或者 C++ 库很简单就能实现的 socket，为啥 Android 就这么费劲呢？？？这么一个简单的功能，要搞这么多线程，让整个程序看起来很复杂。。。。哎

目前看来，c++ 的 socket 客户端只能跟 c++ 的服务端通信，java 的 socket 客户端只能跟 java 的服务端通信，跨越语言的通信，，，，，我是不行了，。。。