Android中Socket大文件断点上传

原文：http://blog.csdn.net/shimiso/article/details/8529633

什么是Socket?

所谓Socket通常也称作“套接字”，用于描述IP地址和端口，是一个通信连的句柄，应用程序通常通过“套接字”向网络发送请求或者应答网络请求，它就是网络通信过程中端点的抽象表示。它主要包括以下两个协议：

TCP (Transmission Control Protocol 传输控制协议)：传输控制协议,提供的是面向连接、可靠的字节流服务。当客户和服务器彼此交换数据前，必须先在双方之间建立一个TCP连接，之后才能传输数据。TCP提供超时重发，丢弃重复数据，检验数据，流量控制等功能，保证数据能从一端传到另一端。
      UDP (User Datagram Protocl 用户数据报协议)：用户数据报协议，是一个简单的面向数据报的运输层协议。UDP不提供可靠性，它只是把应用程序传给IP层的数据报发送出去，但是并不能保证它们能到达目的地。由于UDP在传输数据报前不用在客户和服务器之间建立一个连接，且没有超时重发等机制，故而传输速度很快。

详细解说如下:

TCP传输和UDP不一样，TCP传输是流式的，必须先建立连接，然后数据流沿已连接的线路(虚电路)传输。因此TCP的数据流不会像UDP数据报一样，每个数据报都要包含目标地址和端口，因为每个数据报要单独路由。TCP传输则只需要在建立连接时指定目标地址和端口就可以了。

　　形象的讲，TCP就像打电话，UDP就像发电报。宏观上来看UDP是不分客户端和服务端的。通信双方是平等的。微观上来讲只相对一个报文，发送端是客户端，监听端是服务端。发送端把数据报发给路由器就像把电报发给了邮局，后面的事情就是发送者无法控制，也无从知晓的了。所以说是不可靠的，可能会出现报文丢失而无从知晓。就像每张电报都要有收件人一样，每个数据报都要有目的地址和端口。

　　而TCP每次连接都是分客户端和服务端的。连接的发起者(相当与拨号打电话的人)是客户端，监听者(相当于在电话边等着接电话的人)是服务端。发起者指定要连接的服务器地址和端口(相当于拨号)，监听者通过和发起者三次握手建立连接(相当于听到电话响去接电话)。建立连接后双方可以互相发送和接受数据(打电话)。

Java如何操作Socket?

值得一提的是，Java分别为TCP和UDP提供了相应的类,TCP是java.net中提供了两个类Socket和ServerSocket，分别用来表示双向连接的客户端和服务端。这是两个封装得非常好的类，使用起来很方便！UDP是java.net.DatagramSocket.

127.0.0.1是回路地址,用于测试,相当于localhost本机地址,没有网卡,不设DNS都可以访问,端口地址在0~65535之间,其中0~1023之间的端口是用于一些知名的网络服务和应用,用户的普通网络应用程序应该使用1024以上的端口.

Socket通信模型如下：

如果大家对Java Socket编程还有模糊的地方抓紧温习(http://blog.csdn.net/shimiso/article/details/8529941),本文不在此赘述,下面我们以最常用的TCP协议举例:

服务器，使用ServerSocket监听指定的端口，端口可以随意指定（由于1024以下的端口通常属于保留端口，在一些操作系统中不可以随意使用，所以建议使用大于1024的端口），等待客户连接请求，客户连接后，会话产生；在完成会话后，关闭连接。
客户端，使用Java socket通信对网络上某一个服务器的某一个端口发出连接请求，一旦连接成功，打开会话；会话完成后，关闭Socket。客户端不需要指定打开的端口，通常临时的、动态的分配一个1024以上的端口。

TCP网络连接模型：

Android客户端程序代分析:

1. UploadActivity.java
2. package com.android.upload;
3. import java.io.File;
4. import java.io.OutputStream;
5. import java.io.PushbackInputStream;
6. import java.io.RandomAccessFile;
7. import java.net.Socket;
8. import android.app.Activity;
9. import android.os.Bundle;
10. import android.os.Environment;
11. import android.os.Handler;
12. import android.os.Message;
13. import android.view.View;
14. import android.view.View.OnClickListener;
15. import android.widget.Button;
16. import android.widget.EditText;
17. import android.widget.ProgressBar;
18. import android.widget.TextView;
19. import android.widget.Toast;
20. import com.android.service.UploadLogService;
21. import com.android.socket.utils.StreamTool;
22. public class UploadActivity extends Activity {
23. private EditText filenameText;
24. private TextView resulView;
25. private ProgressBar uploadbar;
26. private UploadLogService logService;
27. private boolean start=true;
28. private Handler handler = new Handler(){
29. @Override
30. public void handleMessage(Message msg) {
31. int length = msg.getData().getInt("size");
32. uploadbar.setProgress(length);
33. float num = (float)uploadbar.getProgress()/(float)uploadbar.getMax();
34. int result = (int)(num * 100);
35. resulView.setText(result+ "%");
36. if(uploadbar.getProgress()==uploadbar.getMax()){
37. Toast.makeText(UploadActivity.this, R.string.success, 1).show();
38. }
39. }
40. };
41. @Override
42. public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
43. super.onCreate(savedInstanceState);
44. setContentView(R.layout.main);
45. logService = new UploadLogService(this);
46. filenameText = (EditText)this.findViewById(R.id.filename);
47. uploadbar = (ProgressBar) this.findViewById(R.id.uploadbar);
48. resulView = (TextView)this.findViewById(R.id.result);
49. Button button =(Button)this.findViewById(R.id.button);
50. Button button1 =(Button)this.findViewById(R.id.stop);
51. button1 .setOnClickListener(new OnClickListener() {
52. @Override
53. public void onClick(View v) {
54. start=false;
55. }
56. });
57. button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
58. @Override
59. public void onClick(View v) {
60. start=true;
61. String filename = filenameText.getText().toString();
62. if(Environment.getExternalStorageState().equals(Environment.MEDIA_MOUNTED)){
63. File uploadFile = new File(Environment.getExternalStorageDirectory(), filename);
64. if(uploadFile.exists()){
65. uploadFile(uploadFile);
66. }else{
67. Toast.makeText(UploadActivity.this, R.string.filenotexsit, 1).show();
68. }
69. }else{
70. Toast.makeText(UploadActivity.this, R.string.sdcarderror, 1).show();
71. }
72. }
73. });
74. }
75. /**
76. * 上传文件
77. * @param uploadFile
78. */
79. private void uploadFile(final File uploadFile) {
80. new Thread(new Runnable() {
81. @Override
82. public void run() {
83. try {
84. uploadbar.setMax((int)uploadFile.length());
85. String souceid = logService.getBindId(uploadFile);
86. String head = "Content-Length="+ uploadFile.length() + ";filename="+ uploadFile.getName() + ";sourceid="+
87. (souceid==null? "" : souceid)+"\r\n";
88. Socket socket = new Socket("192.168.1.78",7878);
89. OutputStream outStream = socket.getOutputStream();
90. outStream.write(head.getBytes());
91. PushbackInputStream inStream = new PushbackInputStream(socket.getInputStream());
92. String response = StreamTool.readLine(inStream);
93. String[] items = response.split(";");
94. String responseid = items[0].substring(items[0].indexOf("=")+1);
95. String position = items[1].substring(items[1].indexOf("=")+1);
96. if(souceid==null){//代表原来没有上传过此文件，往数据库添加一条绑定记录
97. logService.save(responseid, uploadFile);
98. }
99. RandomAccessFile fileOutStream = new RandomAccessFile(uploadFile, "r");
100. fileOutStream.seek(Integer.valueOf(position));
101. byte[] buffer = new byte[1024];
102. int len = -1;
103. int length = Integer.valueOf(position);
104. while(start&&(len = fileOutStream.read(buffer)) != -1){
105. outStream.write(buffer, 0, len);
106. length += len;
107. Message msg = new Message();
108. msg.getData().putInt("size", length);
109. handler.sendMessage(msg);
110. }
111. fileOutStream.close();
112. outStream.close();
113. inStream.close();
114. socket.close();
115. if(length==uploadFile.length()) logService.delete(uploadFile);
116. } catch (Exception e) {
117. e.printStackTrace();
118. }
119. }
120. }).start();
121. }
122. }
123. StreamTool.java
124. package com.android.socket.utils;
125. import java.io.ByteArrayOutputStream;
126. import java.io.File;
127. import java.io.FileOutputStream;
128. import java.io.IOException;
129. import java.io.InputStream;
130. import java.io.PushbackInputStream;
131. public class StreamTool {
132. public static void save(File file, byte[] data) throws Exception {
133. FileOutputStream outStream = new FileOutputStream(file);
134. outStream.write(data);
135. outStream.close();
136. }
137. public static String readLine(PushbackInputStream in) throws IOException {
138. char buf[] = new char[128];
139. int room = buf.length;
140. int offset = 0;
141. int c;
142. loop:       while (true) {
143. switch (c = in.read()) {
144. case -1:
145. case '\n':
146. break loop;
147. case '\r':
148. int c2 = in.read();
149. if ((c2 != '\n') && (c2 != -1)) in.unread(c2);
150. break loop;
151. default:
152. if (--room < 0) {
153. char[] lineBuffer = buf;
154. buf = new char[offset + 128];
155. room = buf.length - offset - 1;
156. System.arraycopy(lineBuffer, 0, buf, 0, offset);
157. }
158. buf[offset++] = (char) c;
159. break;
160. }
161. }
162. if ((c == -1) && (offset == 0)) return null;
163. return String.copyValueOf(buf, 0, offset);
164. }
165. /**
166. * 读取流
167. * @param inStream
168. * @return 字节数组
169. * @throws Exception
170. */
171. public static byte[] readStream(InputStream inStream) throws Exception{
172. ByteArrayOutputStream outSteam = new ByteArrayOutputStream();
173. byte[] buffer = new byte[1024];
174. int len = -1;
175. while( (len=inStream.read(buffer)) != -1){
176. outSteam.write(buffer, 0, len);
177. }
178. outSteam.close();
179. inStream.close();
180. return outSteam.toByteArray();
181. }
182. }
183. UploadLogService.java
184. package com.android.service;
185. import java.io.File;
186. import android.content.Context;
187. import android.database.Cursor;
188. import android.database.sqlite.SQLiteDatabase;
189. public class UploadLogService {
190. private DBOpenHelper dbOpenHelper;
191. public UploadLogService(Context context){
192. this.dbOpenHelper = new DBOpenHelper(context);
193. }
194. public void save(String sourceid, File uploadFile){
195. SQLiteDatabase db = dbOpenHelper.getWritableDatabase();
196. db.execSQL("insert into uploadlog(uploadfilepath, sourceid) values(?,?)",
197. new Object[]{uploadFile.getAbsolutePath(),sourceid});
198. }
199. public void delete(File uploadFile){
200. SQLiteDatabase db = dbOpenHelper.getWritableDatabase();
201. db.execSQL("delete from uploadlog where uploadfilepath=?", new Object[]{uploadFile.getAbsolutePath()});
202. }
203. public String getBindId(File uploadFile){
204. SQLiteDatabase db = dbOpenHelper.getReadableDatabase();
205. Cursor cursor = db.rawQuery("select sourceid from uploadlog where uploadfilepath=?",
206. new String[]{uploadFile.getAbsolutePath()});
207. if(cursor.moveToFirst()){
208. return cursor.getString(0);
209. }
210. return null;
211. }
212. }
213. DBOpenHelper.java
214. package com.android.service;
215. import android.content.Context;
216. import android.database.sqlite.SQLiteDatabase;
217. import android.database.sqlite.SQLiteOpenHelper;
218. public class DBOpenHelper extends SQLiteOpenHelper {
219. public DBOpenHelper(Context context) {
220. super(context, "upload.db", null, 1);
221. }
222. @Override
223. public void onCreate(SQLiteDatabase db) {
224. db.execSQL("CREATE TABLE uploadlog (_id integer primary key autoincrement, uploadfilepath varchar(100), sourceid varchar(10))");
225. }
226. @Override
227. public void onUpgrade(SQLiteDatabase db, int oldVersion, int newVersion) {
228. db.execSQL("DROP TABLE IF EXISTS uploadlog");
229. onCreate(db);
230. }
231. }
232. main.xml
233. <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
234. <LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
235. android:orientation="vertical"
236. android:layout_width="fill_parent"
237. android:layout_height="fill_parent"
238. >
239. <TextView
240. android:layout_width="fill_parent"
241. android:layout_height="wrap_content"
242. android:text="@string/filename"
243. />
244. <EditText
245. android:layout_width="fill_parent"
246. android:layout_height="wrap_content"
247. android:text="022.jpg"
248. android:id="@+id/filename"
249. />
250. <Button
251. android:layout_width="wrap_content"
252. android:layout_height="wrap_content"
253. android:text="@string/button"
254. android:id="@+id/button"
255. />
256. <Button
257. android:layout_width="wrap_content"
258. android:layout_height="wrap_content"
259. android:text="暂停"
260. android:id="@+id/stop"
261. />
262. <ProgressBar
263. android:layout_width="fill_parent"
264. android:layout_height="20px"
265. style="?android:attr/progressBarStyleHorizontal"
266. android:id="@+id/uploadbar"
267. />
268. <TextView
269. android:layout_width="fill_parent"
270. android:layout_height="wrap_content"
271. android:gravity="center"
272. android:id="@+id/result"
273. />
274. </LinearLayout>
275. AndroidManifest.xml
276. <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
277. <manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
278. package="com.android.upload"
279. android:versionCode="1"
280. android:versionName="1.0" >
281. <uses-sdk android:minSdkVersion="8" />
282. <application
283. android:icon="@drawable/ic_launcher"
284. android:label="@string/app_name" >
285. <activity
286. android:name=".UploadActivity"
287. android:label="@string/app_name" >
288. <intent-filter>
289. <action android:name="android.intent.action.MAIN" />
290. <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
291. </intent-filter>
292. </activity>
293. </application>
294. <!-- 访问网络的权限 -->
295. <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET"/>
296. <!-- 在SDCard中创建与删除文件权限 -->
297. <uses-permission android:name="android.permission.MOUNT_UNMOUNT_FILESYSTEMS"/>
298. <!-- 往SDCard写入数据权限 -->
299. <uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE"/>
300. </manifest>

Java服务端:

1. SocketServer.javapackage com.android.socket.server;
2. import java.io.File;
3. import java.io.FileInputStream;
4. import java.io.FileOutputStream;
5. import java.io.IOException;
6. import java.io.OutputStream;
7. import java.io.PushbackInputStream;
8. import java.io.RandomAccessFile;
9. import java.net.ServerSocket;
10. import java.net.Socket;
11. import java.text.SimpleDateFormat;
12. import java.util.Date;
13. import java.util.HashMap;
14. import java.util.Map;
15. import java.util.Properties;
16. import java.util.concurrent.ExecutorService;
17. import java.util.concurrent.Executors;
18. import com.android.socket.utils.StreamTool;
19. public class SocketServer {
20. private String uploadPath="D:/uploadFile/";
21. private ExecutorService executorService;// 线程池
22. private ServerSocket ss = null;
23. private int port;// 监听端口
24. private boolean quit;// 是否退出
25. private Map<Long, FileLog> datas = new HashMap<Long, FileLog>();// 存放断点数据，最好改为数据库存放
26. public SocketServer(int port) {
27. this.port = port;
28. // 初始化线程池
29. executorService = Executors.newFixedThreadPool(Runtime.getRuntime()
30. .availableProcessors() * 50);
31. }
32. // 启动服务
33. public void start() throws Exception {
34. ss = new ServerSocket(port);
35. while (!quit) {
36. Socket socket = ss.accept();// 接受客户端的请求
37. // 为支持多用户并发访问，采用线程池管理每一个用户的连接请求
38. executorService.execute(new SocketTask(socket));// 启动一个线程来处理请求
39. }
40. }
41. // 退出
42. public void quit() {
43. this.quit = true;
44. try {
45. ss.close();
46. } catch (IOException e) {
47. e.printStackTrace();
48. }
49. }
50. public static void main(String[] args) throws Exception {
51. SocketServer server = new SocketServer(7878);
52. server.start();
53. }
54. private class SocketTask implements Runnable {
55. private Socket socket;
56. public SocketTask(Socket socket) {
57. this.socket = socket;
58. }
59. @Override
60. public void run() {
61. try {
62. System.out.println("accepted connenction from "
63. + socket.getInetAddress() + " @ " + socket.getPort());
64. PushbackInputStream inStream = new PushbackInputStream(
65. socket.getInputStream());
66. // 得到客户端发来的第一行协议数据：Content-Length=143253434;filename=xxx.3gp;sourceid=
67. // 如果用户初次上传文件，sourceid的值为空。
68. String head = StreamTool.readLine(inStream);
69. System.out.println(head);
70. if (head != null) {
71. // 下面从协议数据中读取各种参数值
72. String[] items = head.split(";");
73. String filelength = items[0].substring(items[0].indexOf("=") + 1);
74. String filename = items[1].substring(items[1].indexOf("=") + 1);
75. String sourceid = items[2].substring(items[2].indexOf("=") + 1);
76. Long id = System.currentTimeMillis();
77. FileLog log = null;
78. if (null != sourceid && !"".equals(sourceid)) {
79. id = Long.valueOf(sourceid);
80. log = find(id);//查找上传的文件是否存在上传记录
81. }
82. File file = null;
83. int position = 0;
84. if(log==null){//如果上传的文件不存在上传记录,为文件添加跟踪记录
85. String path = new SimpleDateFormat("yyyy/MM/dd/HH/mm").format(new Date());
86. File dir = new File(uploadPath+ path);
87. if(!dir.exists()) dir.mkdirs();
88. file = new File(dir, filename);
89. if(file.exists()){//如果上传的文件发生重名，然后进行改名
90. filename = filename.substring(0, filename.indexOf(".")-1)+ dir.listFiles().length+ filename.substring(filename.indexOf("."));
91. file = new File(dir, filename);
92. }
93. save(id, file);
94. }else{// 如果上传的文件存在上传记录,读取上次的断点位置
95. file = new File(log.getPath());//从上传记录中得到文件的路径
96. if(file.exists()){
97. File logFile = new File(file.getParentFile(), file.getName()+".log");
98. if(logFile.exists()){
99. Properties properties = new Properties();
100. properties.load(new FileInputStream(logFile));
101. position = Integer.valueOf(properties.getProperty("length"));//读取断点位置
102. }
103. }
104. }
105. OutputStream outStream = socket.getOutputStream();
106. String response = "sourceid="+ id+ ";position="+ position+ "\r\n";
107. //服务器收到客户端的请求信息后，给客户端返回响应信息：sourceid=1274773833264;position=0
108. //sourceid由服务生成，唯一标识上传的文件，position指示客户端从文件的什么位置开始上传
109. outStream.write(response.getBytes());
110. RandomAccessFile fileOutStream = new RandomAccessFile(file, "rwd");
111. if(position==0) fileOutStream.setLength(Integer.valueOf(filelength));//设置文件长度
112. fileOutStream.seek(position);//移动文件指定的位置开始写入数据
113. byte[] buffer = new byte[1024];
114. int len = -1;
115. int length = position;
116. while( (len=inStream.read(buffer)) != -1){//从输入流中读取数据写入到文件中
117. fileOutStream.write(buffer, 0, len);
118. length += len;
119. Properties properties = new Properties();
120. properties.put("length", String.valueOf(length));
121. FileOutputStream logFile = new FileOutputStream(new File(file.getParentFile(), file.getName()+".log"));
122. properties.store(logFile, null);//实时记录文件的最后保存位置
123. logFile.close();
124. }
125. if(length==fileOutStream.length()) delete(id);
126. fileOutStream.close();
127. inStream.close();
128. outStream.close();
129. file = null;
130. }
131. } catch (Exception e) {
132. e.printStackTrace();
133. } finally {
134. try {
135. if(socket != null && !socket.isClosed()) socket.close();
136. } catch (IOException e) {}
137. }
138. }
139. }
140. public FileLog find(Long sourceid) {
141. return datas.get(sourceid);
142. }
143. // 保存上传记录
144. public void save(Long id, File saveFile) {
145. // 日后可以改成通过数据库存放
146. datas.put(id, new FileLog(id, saveFile.getAbsolutePath()));
147. }
148. // 当文件上传完毕，删除记录
149. public void delete(long sourceid) {
150. if (datas.containsKey(sourceid))
151. datas.remove(sourceid);
152. }
153. private class FileLog {
154. private Long id;
155. private String path;
156. public FileLog(Long id, String path) {
157. super();
158. this.id = id;
159. this.path = path;
160. }
161. public Long getId() {
162. return id;
163. }
164. public void setId(Long id) {
165. this.id = id;
166. }
167. public String getPath() {
168. return path;
169. }
170. public void setPath(String path) {
171. this.path = path;
172. }
173. }
174. }
175. ServerWindow.javapackage com.android.socket.server;
176. import java.awt.BorderLayout;
177. import java.awt.Frame;
178. import java.awt.Label;
179. import java.awt.event.WindowEvent;
180. import java.awt.event.WindowListener;
181. public class ServerWindow extends Frame{
182. private SocketServer server;
183. private Label label;
184. public ServerWindow(String title){
185. super(title);
186. server = new SocketServer(7878);
187. label = new Label();
188. add(label, BorderLayout.PAGE_START);
189. label.setText("服务器已经启动");
190. this.addWindowListener(new WindowListener() {
191. @Override
192. public void windowOpened(WindowEvent e) {
193. new Thread(new Runnable() {
194. @Override
195. public void run() {
196. try {
197. server.start();
198. } catch (Exception e) {
199. e.printStackTrace();
200. }
201. }
202. }).start();
203. }
204. @Override
205. public void windowIconified(WindowEvent e) {
206. }
207. @Override
208. public void windowDeiconified(WindowEvent e) {
209. }
210. @Override
211. public void windowDeactivated(WindowEvent e) {
212. }
213. @Override
214. public void windowClosing(WindowEvent e) {
215. server.quit();
216. System.exit(0);
217. }
218. @Override
219. public void windowClosed(WindowEvent e) {
220. }
221. @Override
222. public void windowActivated(WindowEvent e) {
223. }
224. });
225. }
226. /**
227. * @param args
228. */
229. public static void main(String[] args) {
230. ServerWindow window = new ServerWindow("文件上传服务端");
231. window.setSize(300, 300);
232. window.setVisible(true);
233. }
234. }
235. StreamTool.javapackage com.android.socket.utils;
236. import java.io.ByteArrayOutputStream;
237. import java.io.File;
238. import java.io.FileOutputStream;
239. import java.io.IOException;
240. import java.io.InputStream;
241. import java.io.PushbackInputStream;
242. public class StreamTool {
243. public static void save(File file, byte[] data) throws Exception {
244. FileOutputStream outStream = new FileOutputStream(file);
245. outStream.write(data);
246. outStream.close();
247. }
248. public static String readLine(PushbackInputStream in) throws IOException {
249. char buf[] = new char[128];
250. int room = buf.length;
251. int offset = 0;
252. int c;
253. loop:       while (true) {
254. switch (c = in.read()) {
255. case -1:
256. case '\n':
257. break loop;
258. case '\r':
259. int c2 = in.read();
260. if ((c2 != '\n') && (c2 != -1)) in.unread(c2);
261. break loop;
262. default:
263. if (--room < 0) {
264. char[] lineBuffer = buf;
265. buf = new char[offset + 128];
266. room = buf.length - offset - 1;
267. System.arraycopy(lineBuffer, 0, buf, 0, offset);
268. }
269. buf[offset++] = (char) c;
270. break;
271. }
272. }
273. if ((c == -1) && (offset == 0)) return null;
274. return String.copyValueOf(buf, 0, offset);
275. }
276. /**
277. * 读取流
278. * @param inStream
279. * @return 字节数组
280. * @throws Exception
281. */
282. public static byte[] readStream(InputStream inStream) throws Exception{
283. ByteArrayOutputStream outSteam = new ByteArrayOutputStream();
284. byte[] buffer = new byte[1024];
285. int len = -1;
286. while( (len=inStream.read(buffer)) != -1){
287. outSteam.write(buffer, 0, len);
288. }
289. outSteam.close();
290. inStream.close();
291. return outSteam.toByteArray();
292. }
293. }

运行效果如下:
Android前端控制:

后台监控日志:

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