Android 架构之网络优化

常规的网络框架设计和常用的网络优化方案

1. 网络框架 OkHttp

• 简洁易用的接口

• 拦截器机制，网络重试与跳转

• 连接池复用

1. 网络加速

• HttpDNS 与 IP 直连

• 连接加速：短连接复用、Http2 多路复用、长连接

1. 数据压缩与序列化

• Json vs ProtoBuf

• 压缩算法

• 序列化

1. 长连接技术与 Mars 架构

• 智能心跳机制

• 自动重连

• Android 跨进程实现

• 智能唤醒

1. 如何应对复杂网络

• 弱网

• 网络超时、振荡

• 404 与 DNS 劫持

1. 如何保证网络数据安全

• TLS 协议，握手与证书

• 数据签名及校验

常见网络错误

ECONNABORTED

该错误被描述为“software caused connection abort”，即“软件引起的连接中止”。原因在于当服务和客户进程在完成用于 TCP 连接的“三次握手”后，客户 TCP 却发送了一个 RST （复位）分节，在服务进程看来，就在该连接已由 TCP 排队，等着服务进程调用 accept 的时候 RST 却到达了。POSIX 规定此时的 errno 值必须 ECONNABORTED。源自 Berkeley 的实现完全在内核中处理中止的连接，服务进程将永远不知道该中止的发生。服务器进程一般可以忽略该错误，直接再次调用 accept。 SocketException: Software caused connection abort: recv failed

导致这个异常出现的根本原因可能有多个， 在服务端/客户端单方面关闭连接的情况下,另一方依然以为 tcp 连接仍然建立,试图读取对方的响应数据,导致出现 Software caused connection abort: recv failed 的异常. 可能是是防火墙的原因。

ECONNRESET

该错误被描述为“connection reset by peer”，即“对方复位连接”，这种情况一般发生在服务进程较客户进程提前终止。当服务进程终止时会向客户 TCP 发送 FIN 分节，客户 TCP 回应 ACK，服务 TCP 将转入 FIN_WAIT2 状态。此时如果客户进程没有处理该 FIN （如阻塞在其它调用上而没有关闭 Socket 时），则客户 TCP 将处于 CLOSE_WAIT 状态。当客户进程再次向 FIN_WAIT2 状态的服务 TCP 发送数据时，则服务 TCP 将立刻响应 RST。一般来说，这种情况还可以会引发另外的应用程序异常，客户进程在发送完数据后，往往会等待从网络 IO 接收数据，很典型的如 read 或 readline 调用，此时由于执行时序的原因，如果该调用发生在 RST 分节收到前执行的话，那么结果是客户进程会得到一个非预期的 EOF 错误。此时一般会输出“server terminated prematurely”－“服务器过早终止”错误。

EPIPE

错误被描述为“broken pipe”，即“管道破裂”，这种情况一般发生在客户进程不理会（或未及时处理）Socket 错误，继续向服务 TCP 写入更多数据时，内核将向客户进程发送 SIGPIPE 信号，该信号默认会使进程终止（此时该前台进程未进行 core dump）。结合上边的 ECONNRESET 错误可知，向一个 FIN_WAIT2 状态的服务 TCP（已 ACK 响应 FIN 分节）写入数据不成问题，但是写一个已接收了 RST 的 Socket 则是一个错误。

ETIMEDOUT

错误被描述为“connect time out”，即“连接超时”，这种情况一般发生在服务器主机崩溃。此时客户 TCP 将在一定时间内（依具体实现）持续重发数据分节，试图从服务 TCP 获得一个 ACK 分节。当最终放弃尝试后（此时服务器未重新启动），内核将会向客户进程返回 ETIMEDOUT 错误。如果某个中间路由器判定该服务器主机已经不可达，则一般会响应“destination unreachable”－“目的地不可达”的 ICMP 消息，相应的客户进程返回的错误是 EHOSTUNREACH 或 ENETUNREACH。当服务器重新启动后，由于 TCP 状态丢失，之前所有的连接信息也不存在了，此时对于客户端发来请求将回应 RST。如果客户进程对检测服务器主机是否崩溃很有必要，要求即使客户进程不主动发送数据也能检测出来，那么需要使用其它技术，如配置 SO_KEEPALIVE Socket 选项，或实现某些心跳函数。

ENOPROTOOPT

该错误不是一个 Socket 连接相关的错误。errno 给出该值可能由于，通过 getsockopt 系统调用来获得一个套接字的当前选项状态时，如果发现了系统不支持的选项参数就会引发该错误。 getsockopt/setsockopt(2) man page 写道

getsockopt, setsockopt -- get and set options on sockets.
#include <sys/socket.h>
int getsockopt(int socket, int level, int option_name,void *restrict option_value, socklen_t *restrict option_len);
int setsockopt(int socket, int level, int option_name,const void *option_value, socklen_t option_len);
Getsockopt() and setsockopt() manipulate the options associated with a socket. Options may exist at multiple protocol levels; they are always present at the uppermost "socket" level.

此外，getsockopt 和 setsockopt 还可能引发以下错误：

getsockopt/setsockopt(2) man page 写道

ERRORS
The getsockopt() and setsockopt() system calls will succeed unless:
[EBADF] The argument socket is not a valid file descriptor.[EFAULT] The address pointed to by option_value is not in a valid part of the process dress space. For getsockopt(), this error may also be returned if option_len is not in a valid part of the process address space.[EINVAL] The option is invalid at the level indicated.[ENOBUFS]Insufficient memory buffers are available.[ENOPROTOOPT] The option is unknown at the level indicated.[ENOTSOCK] The argument socket is not a socket (e.g., a plain file).
The setsockopt() system call will succeed unless:
[EDOM] The argument option_value is out of bounds.[EISCONN]socket is already connected and a specified option cannot be set while this is the case.