Android Push

本文章介绍了Android中第三方目前是免费的推送软件：极光推送、个推，我认为这两个服务平台功能实质在应用开发者看来基本相似，只是我们在开发是步骤稍微略有不同之处。

1、极光推送

点击SDK下载，下载完后解压，按照文档一步步来即可。

原理：

移动互联网应用现状 因为手机平台本身、电量、网络流量的限制移动互联网应用在设计上跟传统 PC 上的应用很大不一样需要根据手机本身的特点尽量的节省电量和流量同时又要尽可能的保证数据能及时到达客户端。 为了解决数据同步的问题在手机平台上常用的方法有2种。一种是定时去服务器上查询数据也叫Polling还有一种手机跟服务器之间维护一个 TCP 长连接当服务器有数据时实时推送到客户端也就是我们说的 Push。 从耗费的电量、流量和数据送达的及时性来说Push 都会有明显的优势但 Push 的实现和维护成本相对较高。在移动无线网络下维护长连接相对也有一些技术上的难度。本文试图给大家介绍一下我们极光推送在 Android 平台上是如何维护长连接。 移动无线网络的特点 因为 IP v4 的 IP 量有限运营商分配给手机终端的 IP 是运营商内网的 IP手机要连接 Internet就需要通过运营商的网关做一个网络地址转换Network Address TranslationNAT。简单的说运营商的网关需要维护一个外网 IP、端口到内网 IP、端口的对应关系以确保内网的手机可以跟 Internet 的服务器通讯。  图片源自 cisco.com.  NAT 功能由图中的 GGSN 模块实现。 大部分移动无线网络运营商都在链路一段时间没有数据通讯时会淘汰 NAT 表中的对应项造成链路中断。 Android 平台上长连接的实现 为了不让 NAT 表失效我们需要定时的发心跳以刷新 NAT 表项避免被淘汰。 Android 上定时运行任务常用的方法有2种一种方法用 Timer另一种是AlarmManager。 Timer Android 的 Timer 类可以用来计划需要循环执行的任务Timer 的问题是它需要用 WakeLock 让 CPU 保持唤醒状态这样会大量消耗手机电量大大减短手机待机时间。这种方式不能满足我们的需求。 AlarmManager AlarmManager 是 Android 系统封装的用于管理 RTC 的模块RTC (Real Time Clock) 是一个独立的硬件时钟可以在 CPU 休眠时正常运行在预设的时间到达时通过中断唤醒 CPU。 这意味着如果我们用 AlarmManager 来定时执行任务CPU 可以正常的休眠只有在需要运行任务时醒来一段很短的时间。极光推送的 Android SDK 就是基于这种技术实现的。 服务器设计 当有大量的手机终端需要与服务器维持长连接时对服务器的设计会是一个很大的挑战。 假设一台服务器维护10万个长连接当有1000万用户量时需要有多达100台的服务器来维护这些用户的长连接这里还不算用于做备份的服务器这将会是一个巨大的成本问题。那就需要我们尽可能提高单台服务器接入用户的量也就是业界已经讨论很久了的 C10K 问题。 C2000K 针对这个问题我们专门成立了一个项目命名为C2000K顾名思义我们的目标是单机维持200万个长连接。最终我们采用了多消息循环、异步非阻塞的模型在一台双核、24G内存的服务器上实现峰值维持超过300万个长连接。 后记 稳定维护长连接是推送平台的一个基础极光推送团队将会在这方面长期投入以保证用户能有效的节省电量、流量同时数据能实时送达。  

2、个推

点击SDK下载，下载完后解压，按照文档一步步来即可。

原理：

概述

PUSH是互联网上内容提供者和内容定制方之间的一种通信机制，利用在服务器端的程序把数据源源不断地推向客户端，大大提高客户机和服务器之间的交互性能。

传统互联网上数据交互一般有poll和push两种方式。poll典型使用场景是浏览网页，是用户主动发起请求，向服务器获取数据；push刚好相反，通过服务器直接发送数据给客户端，用户被动接受消息，类似于更加及时的短信。Push的使用场景有以下两特点：时间不确定性、时效性，如发送团购信息，发送电子消费账单等。

个推为第三方应用提供了跨手机平台一致的、稳定可靠的消息推送服务，实现服务端到客户端的消息主动推送。第三方应用可以实现针对单一目标地址的推送，也可以实现群发消息推送，还可以通过指定tag进行定向群组推送。个推除了为第三方提供基本的透明消息传输，还提供了一些消息展示方式，实现在客户端的通知提示、弹框操作等，帮助客户快速实现更为定制化的消息推送服务。

个推目前支持Android、iOS手机平台。

技术原理

首先我们来看一下组成一个推送系统的几个要素

1. 个推SDK：

以jar的方式出现，集成于第三方客户端，解析第三方下行的数据，并把结果透传给第三方客户端；也可以上行第三方定制的客户端信息。

2. 个推服务器：

一侧负责维护与成千上万的个推SDK的长时连接，另一侧与第三方服务器对接，将第三方定制数据下行推送至个推SDK。

3. 第三方服务器：

数据推送的发起者，通过对接个推服务器，将数据发送至第三方客户端。

4. 第三方客户端：

第三方集成个推SDK的客户端，推送数据正真的接收者和展现者。

以上是个推推送系统中的四个不同角色，看起来比较抽象，可以通过以下图片来加强理解：

说明：

AppID：应用ID，第三方在个推系统注册帐号并创建生成的唯一的应用标识。

ClientID：用于标识客户端身份，由第三方客户端获取并保存到第三方服务端。

UID：一般为第三方系统帐号体系中的用户标识。第三方服务端一般需要保存UID和ClientID的映射关系，进行消息推送时，通过UID查找到相应的ClientID，便可进行定向推送了。

我们用一个更加形象的方式来描述一下这个系统：淘宝购物相信很多人都体验过，就拿它举个例子。

淘宝卖家——第三方服务器

淘宝买家——第三方客户端

快递公司（比如顺风）——个推服务器

集淘宝买家中的地址管理、快递查收、包裹检验等一系列工作的集合——个推SDK（这个有点不形象，但是大概理解意思就好）。

假设淘宝买家下了一单，首先需要填写寄件地址（假设不用默认的），这个相当于个推SDK根据客户端的信息，建立了一条通道（快递配送地址）。

当买家付款成功后，卖家需要发货（第三方服务端要推送数据），当然先叫快递公司拿件（把推送数据发送给个推服务器），快递公司根据包裹上的地址（第三方客户端的身份信息，就是上面所说的ClientID）将包裹（数据）寄送到买家（第三方客户端），买家收货后，先验收一下货物是否有损坏（数据是否符合定制要求），获取到包裹内容（获得服务端推送的数据），并签单验收（个推SDK反馈数据发送成功）。

与上面的例子相对应，我们再描述一遍整个推送过程的技术流程：

1. 第三方客户端集成个推SDK。

2. 第三方客户端启动的时候，调用SDK接口，启动推送服务，SDK后台运行并维护和个推服务端的长连接，实现SDK注册和登录。

3. 第三方服务端调用个推服务器的接口，将要发送的数据通过个推服务器发送到指定身份的个推SDK当中。

4. 个推SDK解析定制数据，并且把第三方服务器透传的数据发送给第三方客户端，第三方客户端根据服务器的数据做出相应的动作或者展现。

陷阱

初步看来，实现一个推送系统并不是特别复杂，然后实际上，尤其是针对Android移动终端来说，仍然有相当多的技术问题需要克服。

1. 电源管理

Android系统为了最大程度降低手机功耗、延长待机时间，在电源管理方面做了非常大量的底层工作，对电池的使用到了精打细算的地步。然而Android系统在电源管理方面做出的这些努力，很轻易地就能被不守规矩的应用程序消耗殆尽。个推SDK服务作为需要长期后台稳定运行的程序，在电源管理方面能够做到取之有度，日均耗电量能够控制在40mAh左右，对用户日常手机使用几乎没有影响。

2. 网络稳定性

在国内移动运营商网络条件下，地区差异、时间段差异、运营商差异都比较明显，使得手机上实现稳定的联网困难重重。为了在各种网络条件下，都能实现稳定联网和流量消耗的兼顾平衡，个推研发了能够根据网络状况动态调整心跳间隔的自适应算法，以最小的网络代价实现最稳定的联网质量。目前个推SDK空载流量消耗每月仅有0.8M-1.2M，不会对用户的钱袋造成损失。

3. 性能问题

为了实现千万SDK同时连接到服务端，同时又能控制系统运营成本，推送平台需要具备平行可扩展能力，以及较高的接入服务器性能。目前个推系统通过内核调优、代码优化、层级架构设计等技术手段，已经实现单击200w稳定在线，理论上支持无限平行扩展，并且经得起实践考验，正在在线上为超过千万的用户提供稳定的推送服务。

总结

推送服务是伴随着移动互联网的发展，逐渐显露出来的商业化诉求。越来越多的移动应用、电商、游戏意识到推送服务对于自身业务的重要性，然后国内的现状，导致Android系统上并没有稳定可靠的推送服务可供使用，于是个推应运而生。本文概要介绍了个推系统的结构和消息推送流程，并对实践中必须解决的技术问题做了探讨。个推致力于实现Android系统上最稳定可靠的推送服务，并在相关技术参数上做到了极致。