Android 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化及protobuf

Android 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化及protobuf

https是常用的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層協(xié)議，客戶端的一次請(qǐng)求大致經(jīng)歷了：客戶端獲取URL - > DNS解析 - > 建立HTTP連接 - >發(fā)送HTTP請(qǐng)求 幾個(gè)階段。

可以發(fā)現(xiàn)有三個(gè)可以優(yōu)化的地方：

  • 直接使用 IP 地址，去除 DNS 解析步驟；

  • 連接復(fù)用；

  • 壓縮數(shù)據(jù)，減小傳輸?shù)臄?shù)據(jù)大小。

DNS優(yōu)化

DNS（Domain Name System），它的作用是根據(jù)域名查出IP地址，它是HTTP協(xié)議的前提，只有將域名正確的解析成IP地址后，后面的HTTP流程才能進(jìn)行。DNS 完整的解析流程很長，會(huì)先從本地系統(tǒng)緩存取，若沒有就到最近的 DNS 服務(wù)器取，若沒有再到主域名服務(wù)器取，每一層都有緩存，但為了域名解析的實(shí)時(shí)性，每一層緩存都有過期時(shí)間。

傳統(tǒng)的DNS解析機(jī)制有幾個(gè)缺點(diǎn)：

  • 緩存時(shí)間設(shè)置得長，域名更新不及時(shí)，設(shè)置得短，大量 DNS 解析請(qǐng)求影響請(qǐng)求速度；
  • 域名劫持，容易被中間人攻擊，或被運(yùn)營商劫持，把域名解析到第三方 IP 地址；
  • DNS 解析過程不受控制，無法保證解析到最快的IP；

針對(duì)傳統(tǒng)DNS的缺點(diǎn)，HTTPDNS主要有以下優(yōu)點(diǎn)：

  • 域名防劫持
  • 智能調(diào)度（獲取最快最優(yōu)IP）

相關(guān)文章推薦 https://mp.weixin.qq.com/s/iaPtSF-twWz-AN66UJUBDg

百度、阿里、騰訊都推出了自己的HTTPDNS方案。

百度云 https://cloud.baidu.com/doc/HTTPDNS/s/ujwvxm073

阿里云 https://help.aliyun.com/document_detail/30103.html?spm=a2c4g.11186623.6.543.665c3eabM102wL

騰訊云 https://cloud.tencent.com/product/cns?fromSource=gwzcw.2602306.2602306.2602306&utm_medium=cpc&utm_id=gwzcw.2602306.2602306.2602306#advantage

連接復(fù)用

HTTP/2主要是為了解決現(xiàn)HTTP 1.1性能不好的問題才出現(xiàn)的。當(dāng)初Google為了提高HTTP性能，做出了SPDY，它就是HTTP/2的前身，后來也發(fā)展成為HTTP/2的標(biāo)準(zhǔn)。

HTTP/2兼容HTTP 1.1，例如HTTP Method，Status code，URI以及大部分Header Fields。

HTTP/2通過以下方法減少latency，用來改進(jìn)頁面加載的速度，

  1. HTTP Header的壓縮，采用的是HPack算法。
  2. HTTP/2的Server Push，非常重要的一個(gè)特性。
  3. 請(qǐng)求的pipeline。
  4. 修復(fù)在HTTP 1.x的隊(duì)頭阻塞問題。
  5. 在單個(gè)TCP連接里多工復(fù)用請(qǐng)求。

HTTP/2支持HTTP 1.1里的大部分use case，例如桌面瀏覽器、移動(dòng)瀏覽器、Web API、Web Server、代理服務(wù)器、反向代理服務(wù)器、防火墻和CDN等。

參考博客 https://www.cnblogs.com/confach/p/10141273.html

簡單來說就是客戶端和服務(wù)端都使用HTTP/2

數(shù)據(jù)壓縮

數(shù)據(jù)對(duì)請(qǐng)求速度的影響分兩方面，一是壓縮率，二是解壓序列化反序列化的速度。目前最流行的兩種數(shù)據(jù)格式是 json 和 protobuf，json 是字符串，protobuf 是二進(jìn)制，即使用各種壓縮算法壓縮后，protobuf 仍會(huì)比 json 小，數(shù)據(jù)量上 protobuf 有優(yōu)勢，序列化速度 protobuf 也有一些優(yōu)勢 。

相比其他格式，protobuf優(yōu)勢有如下幾點(diǎn)

  1. 序列化后體積相比Json和XML很小，適合網(wǎng)絡(luò)傳輸

  2. 支持跨平臺(tái)多語言

  3. 消息格式升級(jí)和兼容性還不錯(cuò)

  4. 序列化反序列化速度很快，快于Json的處理速速
    PS:在一個(gè)需要大量的數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱鼍爸?，如果?shù)據(jù)量很大，那么選擇protobuf可以明顯的減少數(shù)據(jù)量，減少網(wǎng)絡(luò)IO，從而減少網(wǎng)絡(luò)傳輸所消耗的時(shí)間。

protobuf使用

protobuf GitHub倉庫地址 https://github.com/protocolbuffers/protobuf/tree/master/java

  1. 添加gradle插件

    classpath 'com.google.protobuf:protobuf-gradle-plugin:0.8.13'

  2. 應(yīng)用插件

    apply plugin: 'com.google.protobuf'

protobuf {
    protoc {
        artifact = 'com.google.protobuf:protoc:3.11.0'
    }
    generateProtoTasks {
        all().each { task ->
            task.builtins {
                java {
                    option "lite"
                }
            }
        }
    }
}

  3. 添加依賴

    implementation 'com.google.protobuf:protobuf-javalite:3.11.0'

  4. 在java文件夾同級(jí)目錄下創(chuàng)建proto文件夾，并創(chuàng)建.proto文件


    proto_create.png

  5. 填寫.proto 文件內(nèi)容，參考語法 https://blog.csdn.net/qq_22660775/article/details/89163881

    syntax = "proto3";//proto3

option java_package = "com.example.proto";//生成的java類的包名

  6. 編譯構(gòu)建，就會(huì)在生成對(duì)應(yīng)的java文件


    proto_build.png

  7. 調(diào)用對(duì)應(yīng)的java API

            //構(gòu)建對(duì)象
        Demo2.Test test = Demo2.Test.newBuilder()
                .setCode("co")
                .setNumber(24)
                .setD(2.22)
                .setF(1.5f)
                .addList("sd")
                .putMap(15,"map12")
                .build();
        //序列化后的長度
        int size = test.getSerializedSize();
        //序列化
        byte[] bytes2 = test.toByteArray();
        //反序列化
        try {
            Demo2.Test demoTest2 = Demo2.Test.parseFrom(bytes2);
            //javalite版無法使用JsonFormat
//            JsonFormat.printer().print((MessageOrBuilder)demoTest2);
            //使用fastjson
            Log.d("protoString", JSON.toJSONString(demoTest2));
        } catch (InvalidProtocolBufferException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    比較遺憾的是javalite版無法使用JsonFormat，曾經(jīng)嘗試把protobuf-java-util中的類拷貝下來，但由于util包依賴太多，最終放棄了

    使用fastjson打印結(jié)果中數(shù)據(jù)，雖然內(nèi)容變多了，但核心內(nèi)容都在，可以勉強(qiáng)使用。

    {
    "code": "co",
    "codeBytes": {
        "empty": false,
        "validUtf8": true
    },
    "d": 2.22,
    "defaultInstanceForType": {
        "code": "",
        "codeBytes": {
            "empty": true,
            "validUtf8": true
        },
        "d": 0,
        "defaultInstanceForType": {
            "$ref": "@"
        },
        "f": 0,
        "initialized": true,
        "listCount": 0,
        "listList": [],
        "map": {},
        "mapCount": 0,
        "mapMap": {},
        "number": 0,
        "parserForType": {},
        "serializedSize": 0
    },
    "f": 1.5,
    "initialized": true,
    "listCount": 1,
    "listList": [
        "sd"
    ],
    "map": {
        "15": "map12"
    },
    "mapCount": 1,
    "mapMap": {
        "15": "map12"
    },
    "number": 24,
    "parserForType": {
        "$ref": "$.defaultInstanceForType.parserForType"
    },
    "serializedSize": 35
}

  1. 推薦Android studio 安裝兩個(gè)插件


    proto_plugin.png

    • protocol-buffer-editor 插件（語法高亮）

    • pojo to proto 插件（拷貝java bean文件，生成proto文件的內(nèi)容）

pojo_copy.png
pojo_paste.png

其他

  1. 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況下發(fā)圖片,在2G/3G/4G/5G/WIFI下分別獲取不同分辨率的圖片
  2. 開啟數(shù)據(jù)壓縮(okhttp默認(rèn)支持接收gzip壓縮)
  3. 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況下發(fā)圖片,在2G/3G/4G/5G/WIFI下分別獲取不同分辨率的圖片
  4. WIFI下，按需提前上傳下載大數(shù)據(jù)包
  5. 使用長連接?；顣r(shí)考慮智能心跳包時(shí)間間隔
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