深入理解Android网络编程：技术详解与最佳实践

　　

　　系统讲解Android网络编程的各项核心技术和功能模块，多个案例解读Android网络编程的方法和技巧
　　从源码角度深入解析Android核心网络处理方法和关键应用的实现原理，包含大量**实践
　

海报
　　

　　

　　《深入理解Android网络编程：技术详解与**实践》是一本Android网络编程方面的专著，旨在帮助开发者们高效地编写出高质量的Android网络应用。不仅系统讲解了Android网络编程的各项核心技术和功能模块，通过多个案例解读了Android网络编程的方法和技巧，而且从源码角度深入解析了Android核心网络处理方法和关键应用的实现原理，包含大量**实践。
　　《深入理解Android网络编程：技术详解与**实践》共11章，分为三个部分：概述篇（第1章）在介绍了Android开发平台后，重点讲解了Android网络程序的功能及开发环境的配置，引领读者走进Android网络编程的大门；实战篇（第2~8章），详细讲解了TCP、UDP、HTTP等基本网络协议在Android上的应用，展示了使用Android处理JSON、SOAP、HTML、XML等数据的方法，讲解了Android中的RSS编程、Email编程、OAuth认证等，解析了Android中Locations、Maps、USB、Wi-Fi、Bluetooth、NFC等网络模块的编程，讨论了Android中线程、数据存取、消息缓存、界面更新等的处理方法，探讨了SIP、XMPP等协议在Android上的应用；源码分析篇（第9~11章）分析了Android中与HTML处理、网络处理以及部分网络应用相关的源代码，帮助读者从底层原理上加深对相关知识点的理解。

　　陈文，资深Android开发工程师，深入分析过Android系统的源代码，对Android系统的底层原理有非常深入的认识，尤其是与网络编程相关的功能模块。精通XMPP协议和企业级云端系统的构建，现从事移动互联网系统的框架设计和研发工作。此外，他对Java、HMTL 5、Web数据挖掘、个性化搜索引擎等技术也有一定的研究。

　　Android包含的功能模块非常多，每一个模块都值得开发者们深入研究和学习，网络模块就是其中之一，而且它还相当复杂。华章公司的Android系列图书规划得既专又精，继之前的探讨Telephony的专著，又推出了这本关于网络编程的专著。本书本着解决实际问题和解释原理两大目标，首先通过若干案例讲解了Android网络编程的核心技术和功能模块，然后对其中的核心网络处理方法和关键应用的源代码进行了分析，让读者能在知其然的同时也知其所以然。
　　—— 51CTO移动开发频道

　　如果按功能模块划分，Android系统包含通信、多媒体和网络等若干个模块，其中网络模块尤为重要且复杂，因为所有App都必须具备联网的功能。对于所有Android开发工程师而言，如果想开发出高质量的App，就必须掌握Android网络编程的技术和原理。本书对Android系统的网络功能进行了系统梳理，并结合案例，从编程的角度讲解了各项功能的技术原理和开发方法，不仅能很好地解决开发者们遇到的实际问题，还能帮助他们透彻掌握核心技术点的实现原理。
　　—— 安卓巴士 做很好的Android开发社区

　　Android是为网络而生的， 自身也推动了网络的发展，并在移动互联网领域中占有主导地位；Android中的绝大部分应用都包含网络编程。对Android开发工程师来说，Android网络编程是其必修课，只有在掌握了网络编程之后，才能开发出适合Android系统的互联网应用，大程度地挖掘Android系统的潜力。本书的主要特色在于，较全面地讲解了Android网络编程中实现常用网络协议的原理；通过大量实例展示了Android中网络模块的使用方法；系统分析了Android中常用网络协议的源代码。旨在通过原理、实例和源代码，多个角度帮助读者理解Android网络编程的核心技术。
　　—— eoe移动开发者社区

序
前言

第一篇　概述篇

第1章　Android网络编程概要
1.1　Android简介
1.1.1　Android的发展
1.1.2　Android功能特性
1.1.3　Android系统构架
1.2　Android网络程序的功能
1.2.1　通信功能
1.2.2　及时分享
1.2.3　个人管理
1.2.4　娱乐游戏
1.2.5　企业应用
1.3　设置Android开发环境
1.3.1　相关下载
1.3.2　安装ADT
1.3.3　Hello World！
1.4　网络应用实战案例
1.4.1　加载一个页面
1.4.2　下载一个页面
1.5　小结

第二篇　实战篇

第2章　Android基本网络技术和编程实践
2.1　计算机网络及其协议
2.1.1　计算机网络概述
2.1.2　网络协议概述
2.1.3　IP、TCP和UDP协议
2.2　在Android中使用TCP、UDP协议
2.2.1　Socket基础
2.2.2　使用TCP通信
2.2.3　使用UDP通信
2.3　Socket实战案例
2.3.1　Socket聊天举例
2.3.2　FTP客户端
2.3.3　Telnet客户端
2.4　小结

第3章　Android基本Web技术和编程实践
3.1　HTTP协议
3.1.1　HTTP简介
3.1.2　实战案例：基于HTTP协议的文件上传
3.2　Android中的HTTP编程
3.2.1　HttpClient和URLConnection
3.2.2　Post和Get在HttpClient的使用
3.2.3　实战案例：使用HttpClient和URLConnection访问维基百科
3.3　Android处理JSON
3.3.1　JSON简介
3.3.2　JSON数据解析
3.3.3　JSON打包
3.3.4　实战案例：JSON解析wikipedia内容
3.4　Android处理SOAP
3.4.1　SOAP简介
3.4.2　SOAP消息
3.4.3　实战案例：SOAP解析天气服务
3.5　Android对HTML的处理
3.5.1　解析HTML
3.5.2　HTML适配屏幕
3.5.3　JavaScript混合编程
3.5.4　实战案例：Android自定义打开HTML页面
3.6小结

第4章　Android常见网络接口编程
4.1　Android解析和创建XML
4.1.1　XML简介
4.1.2　DOM解析XML
4.1.3　SAX解析XML
4.1.4　PULL解析XML
4.1.5　实战案例：Android中创建XML
4.2　Android订阅RSS
4.2.1　RSS简介
4.2.2　实战案例：简单RSS阅读器
4.3　Android Email编程
4.3.1　Android发送Email
4.3.2　实战案例：Android下Email的Base64加密
4.4　Android网络安全
4.4.1　Android网络安全简介
4.4.2　Android加密和解密
4.4.3　实战案例：Android应用添加签名
4.5　OAuth认证
4.5.1　OAuth简介
4.5.2　实战案例：使用OAuth接口
4.6　小结

第5章　Android网络模块编程
5.1　Android地图和定位
5.1.1　获取map-api密钥
5.1.2　获取位置
5.1.3　实战案例：利用MapView显示地图
5.2　USB编程
5.2.1　USB主从设备
5.2.2　USB Accessory Mode
5.2.3　USB Host Mode
5.2.4　实战案例：Android和Arduino交互
5.3　Wi-Fi编程
5.3.1　Android Wi-Fi相关类
5.3.2　Android Wi-Fi基本操作
5.3.3　实战案例：使用Wi-Fi直连方式传输文件
5.4　蓝牙编程
5.4.1　蓝牙简介
5.4.2　Android蓝牙API分析
5.4.3　Android蓝牙基本操作
5.4.4　实战案例：蓝牙连接
5.5　NFC编程简介
5.5.1　NFC技术简介
5.5.2　NFC API简介
5.5.3　NFC处理流程分析
5.6　小结

第6章　Android线程、数据存取、缓存和UI同步
6.1　Android线程
6.1.1　Android线程模型
6.1.2　异步任务类
6.1.3　实战案例：利用AsyncTask实现多线程下载
6.2　数据存取
6.2.1　Shared Preferences数据存储
6.2.2　Internal Storage数据存储
6.2.3　External Storage数据存储
6.2.4　SQLite Databases数据存储
6.2.5　实战案例：SQLite数据库操作
6.3　网络判定
6.3.1　判断用户是否连接
6.3.2　判断网络连接的类型
6.3.3　监控网络连接改变
6.3.4　实战案例：根据广播消息判断网络连接情况
6.4　消息缓存
6.4.1　Android中的缓存机制
6.4.2　实战案例：下载、缓存和显示图片
6.5　界面更新
6.5.1　刷新数据时的界面更新
6.5.2　完成任务时的界面更新
6.5.3　实战案例：自定义列表显示更新
6.6　小结

第7章　基于SIP协议的VoIP应用
7.1　SIP协议简介
7.2　SIP服务器搭建
7.2.1　下载安装Brekeke SIP Server
7.2.2　访问服务器
7.2.3　启动服务器
7.3　SIP程序设置
7.3.1　Android SIP API中的类和接口
7.3.2　Android极限列表
7.3.3　完整的Manifest文件
7.4　SIP初始化通话
7.4.1　SipManager对象
7.4.2　SipProfile对象
7.5　监听SIP通话
7.5.1　创建监听器
7.5.2　拨打电话
7.5.3　接收呼叫
7.6　实战案例：SIP通话
7.7　小结

第8章　基于XMPP协议的即时通信应用
8.1　XMPP协议简介
8.2　使用Openfire搭建XMPP服务器
8.3　登录XMPP服务器
8.3.1　Asmack相关类
8.3.2　登录XMPP服务器
8.4　联系人相关操作
8.4.1　获取联系人列表
8.4.2　获取联系人状态
8.4.3　添加和删除联系人
8.4.4　监听联系人添加信息
8.5　消息处理
8.5.1　接收消息
8.5.2　发送消息
8.6　实战案例：XMPP多人聊天
8.6.1　创建新多人聊天室
8.6.2　加入聊天室
8.6.3　发送和接收消息
8.7　小结

第三篇　源码分析篇

第9章　Android对HTML的处理
9.1　Android HTML处理关键类
9.2　HTMLViewer分析
9.3　浏览器源代码解析
9.3.1　WebView加载入口分析
9.3.2　调用JavaScript接口
9.4　WebKit简单分析
9.4.1　HTTP Cache管理
9.4.2　Cookie管理
9.4.3　处理HTTP认证以及证书
9.4.4　处理JavaScript的请求
9.4.5　处理MIME类型
9.4.6　访问WebView的历史
9.4.7　保存网站图标
9.4.8　WebStorage
9.4.9　处理UI
9.4.10　Web设置分析
9.4.11　HTML5音视频处理
9.4.12　缩放和下载
9.4.13　插件管理
9.5　小结

第10章　Android网络处理分析
10.1　Android网络处理关键类及其说明
10.2　Android网络处理流程
10.2.1　监控网络连接状态
10.2.2　认证类
10.2.3　DHCP状态机
10.2.4　LocalServerSocket
10.2.5　响应邮件请求
10.2.6　提供网络信息
10.2.7　Proxy类
10.2.8　VPN服务
10.3　Android封装的HTTP处理类
10.3.1　AndroidHttpClient类和DefaultHttpClient类
10.3.2　SSL认证信息处理类
10.3.3　SSL错误信息处理
10.3.4　AndroidHttpClient
10.4　Android RTP协议
10.4.1　传输音频码
10.4.2　AudioGroup
10.4.3　语音流RtpStream和AudioStream
10.5　Android SIP协议
10.5.1　SIP通话简介
10.5.2　SIP初始化
10.5.3　SipProfile
10.5.4　SipSession
10.5.5　SIP包错误处理
10.6　小结

第11章　Android网络应用分析
11.1　Android中使用SAX解析XML
11.1.1　几种XML解析方式讨论
11.1.2　SAX解析XML的原理
11.1.3　SAX发现XML的根元素
11.1.4　SAX发现XML的子元素
11.2　基于位置的服务
11.2.1　位置服务的基本概念
11.2.2　位置服务的基本类
11.2.3　调用Google地图
11.2.4　根据位置刷新地图显示
11.3　媒体传输协议
11.3.1　MTP和PTP简介
11.3.2　定义MTP和PTP的类型
11.3.3　封装MTP设备信息
11.3.4　封装MTP对象的信息
11.3.5　封装MTP设备上存储单元的信息
11.4　小结

　　为什么要写这本书
　　随着Android平台市场占有率的稳步上升，Android应用的数量和种类越来越多，涉及的范围也越来越大。从单机应用发展到联网应用，再到云端体系，其发挥的作用越来越重要。
　　Android移动开发领域正处在一个转折点：移动用户的需求日益增长，他们希望在移动终端上拥有一个永远在线的个人管理中心；开发者希望手机成为互联网移动终端，以扩展互联网应用的广度和深度；企业希望在手机平台上实现更多的管理和应用，随时随地保持沟通，进而使企业低成本、高效率地运营。这些需求更多地表现在Android的互联网应用方面，其技术核心正是Android网络编程的相关知识。
　　不断扩展网络相关应用是Android平台的主要方向，Android网络编程不但能够实现信息的实时交互、在线存储和计算等基础应用，甚至可以实现移动办公、电子商务等复杂逻辑，进而实现无处不在的移动应用。Android开发者们了解Android网络编程相关的知识，将能更加快速高效地编写Android网络应用。通过本书能和大家一起来分享和探讨这些内容，笔者自觉是一件非常有意义的事情。
　　读者对象
　　本书适合于以下读者阅读：
　　Android移动互联网开发者；
　　希望了解Android网络编程，利用Android平台实现网络应用的个人；
　　开设相关课程的大专院校师生及科研工作者。
　　如何阅读本书
　　全书共分为三个部分。
　　第一部分为概述篇，即第1章，这部分在简介了Android开发平台后，重点讲解了Android网络程序的功能及开发环境的配置，引导读者走进Android网络编程的大门。
　　第二部分为实战篇，包括第2章到第8章，这部分介绍了基本的网络协议TCP、UDP、HTTP等在Android上的应用；讲解了使用Android处理JSON、SOAP、HTML、XML等数据的方法，同时讲解了Android中的RSS编程、Email编程、OAuth认证等；解析了Android中Locations、Maps、USB、Wi-Fi、Bluetooth、NFC等网络模块的编程；讨论了Android中线程、数据存取、消息缓存、界面更新等的处理方法；探讨了SIP、XMPP等协议在Android上的应用。
　　第三部分为源码分析篇，包括第9章到第11章，这部分分析了Android中与HTML处理、网络处理以及部分网络应用相关的源码。读者通过阅读这部分内容，可以进一步加深对相关知识点的理解。
　　以下是各章内容的分述：
　　第1章：认识Android和Android网络程序的工作原理，简单介绍Android的发展、功能特性、系统构架，重点讲解Android网络编程和设置Android开发环境，探讨用Android编写网络程序的一般步骤并给出简单的Android网络编程的实践案例。
　　第2章：介绍支撑Internet的TCP/IP网络模型，重点讨论其中的TCP、UDP协议，讲解基于TCP及UDP协议的Socket编程，并通过聊天程序、FTP客户端及Telnet客户端等案例讲解Socket编程的实践方法。
　　第3章：介绍HTTP协议，讨论如何使用Android处理JSON、SOAP、HTML。案例部分给出了基于HTTP协议的文件上传、使用HttpClient和URLConnection访问维基百科、JSON解析wikipedia内容、SOAP解析天气服务及Android自定义打开HTML页面等内容。
　　第4章：介绍Android解析XML文件的三种方式，即DOM、SAX、PULL，讨论Android中RSS编程、Email编程等，同时还介绍与Android安全相关的知识，重点讲解Android加密解密及OAuth认证。
　　第5章：介绍Android中常用的网络编程组件，包括解析Locations、Maps、USB、Wi-Fi、Bluetooth等重要通信接口在Android上的使用方法，并结合具体案例介绍这些接口的一般使用方法。
　　第6章：介绍Android线程机制以及数据存取、消息缓存、UI同步的方法。在线程部分重点讲解利用AsyncTask实现Android多线程应用开发；在数据存取部分介绍Shared Preferences、Internal Storage、External Storage、SQLite Database及Network Connection等5种存储永久性应用程序数据的方法；在消息缓存部分介绍Android本地存储的缓存机制；在UI同步部分讲解了在加载数据前、刷新数据时、完成任务时更新界面的方法。
　　第7章：介绍如何使用SIP协议构建VoIP应用。详细阐述了使用Brekeke SIP Server搭建SIP服务器的方法，从设置应用程序的权限到初始化和监听SIP通话，逐步介绍Android中实现SIP通话的一般步骤。
　　第8章：介绍如何使用XMPP协议在Android上建立即时通信应用。包括如何使用Openfire搭建XMPP服务器，客户端如何使用Asmack登录服务器。
　　第9章：分析Android中与HTML处理相关的源码。重点讲解WebView对HTML文档的处理，涉及WebView加载入口的分析及在WebView中如何调用JavaScript等。同时解析WebKit内核，分析WebKit下一些比较重要的类。
　　第10章：分析Android中与网络处理相关的源码。重点分析Android网络处理的流程，包括网络状态监控、网络认证、DHCP处理、网络代理等相关内容。此外，介绍AndroidHttpClient及SSL认证，分析与RTP协议和SIP协议相关的源码。
　　第11章：分析Android中部分与网络应用相关的源码。重点分析Android中使用SAX方式解析XML时如何发现XML根元素与子元素，讲解Android中如何实现基于位置的服务，同时简介媒体传输协议（MTP）的概念，对MTP设备、MTP设备上的对象与存储单元等进行具体分析。
　　本书内容涉及面广、知识点多，案例部分包括现实中网络开发经常遇到的问题。我们不期望读者通过这一本书就能全面掌握Android的网络编程，但是如果读者能够耐心地从头到尾多读几遍，相信您一定有所收获。如果我们的书能对您有所启迪，我们再辛苦地写作也是值得的。
　　勘误和支持
　　除了陈文和郭依正之外，翟旭军、郭里城、潘道远、周巧扣、章莉、陈海光等也参与了资料的整理和示例的收集等工作。书中源代码大多都是一些代码片段，笔者认为提供电子版下载意义不大，故未专门设置下载链接，若有读者需要可发邮件，笔者会逐一回复，提供所需相应电子版源代码。由于作者的水平有限，加之编写时间仓促，书中难免会出现不足和错误之处，恳请广大读者批评指正。如果您有什么宝贵意见，欢迎您发送邮件至我的邮箱或者到我的博客上和我一起探讨，期待能够得到你们的真挚反馈。
　　致谢
　　首先要感谢Android，没有开源的Android系统就没有现在如此丰富的移动网络生活，当然也就没有这本书。
　　感谢和我一起编写本书的南京师范大学泰州学院的郭依正老师，全书内容是我们共同的劳动结晶，他丰富的教学经验和严谨的写作风格使我受益匪浅。
　　感谢在我编程成长中每一位给我力量的朋友：陈亚必、张怀锋、程晓节、李国财、曾旭、孙明坤、孙正然、朱鹏飞、张家荣、曹文、何伟伟、高志立、罗衎、于勇、刘伟、耿飙、梁成全、王超、王军、顾同跃、贺强、周亮、尤慧丽等，以及名单之外的更多热爱Android的朋友们，感谢你们对我的启发和帮助。感谢苗忠良老师的引荐，在您的努力下才促成了这本书的合作与出版。
　　我要特别感谢机械工业出版社华章公司的编辑杨福川老师和孙亮海老师，在这一年多的时间中是你们始终支持着我们的写作，你们的鼓励和帮助引导我们顺利完成了全部书稿。
　　感谢我亲爱的兄弟姐妹：郑琴、郑邮生、万骞谦、陈莉、戴亚，感谢你们陪伴我一同成长，为我平淡的生活增添了无尽的色彩。
　　最后感谢我的父亲陈新明、母亲郑秀兰，感谢你们赋予我生命，将我培养成人，并给我最好的帮助。
　　谨以此书献给我最亲爱的家人，以及众多热爱Android的朋友们！
　　陈　文