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Android 网络链接稳定性测试解决方案

2024-04-23 153
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简介： Android 网络链接稳定性测试解决方案

在Android开发中，我们经常需要通过网络请求来获取数据或执行某些操作。但是，网络连接并不总是稳定的，有时候会出现延迟、丢包、断开等问题，这些问题会影响用户的体验和满意度。因此，我们需要对网络连接的稳定性进行测试，找出可能存在的问题，并采取相应的优化措施。

为了测试Android应用在不同网络环境下的表现，我们可以使用一些工具或方法来模拟网络的变化，比如使用[Network Link Conditioner]或[Android Emulator]等。但是，这些工具或方法都有一些局限性，比如不能覆盖所有的网络类型和场景，或者不能实时反映网络状态的变化。

因此，需要一种更灵活和全面的解决方案，来测试Android应用在真实网络环境下的稳定性。本文将介绍一种基于后台服务和定时器的解决方案，它可以在后台持续地发送HTTP请求到一些可靠的服务器，并记录响应的时间和状态码，从而评估网络连接的稳定性。同时，它还可以将测试结果保存到本地文件，并定期上传到远程服务器，方便我们进行分析和比较。

我开始本来想使用tomcat搭建的，但后来发现缺少后台，后面就考虑用scp技术，直接把结果push到服务器。

目标

目标是设计一个Android网络连接稳定性测试解决方案，具体要求如下：

  • 可以对不同类型的网络（如WIFI、4G、以太网等）进行测试
  • 可以对不同的服务器（如百度、必硬等）进行测试
  • 可以记录每次请求的时间、状态码、时间戳等信息
  • 可以将测试结果保存到本地文件，并定期上传到远程服务器
  • 可以统计测试结果的总次数、成功次数、失败次数、成功率等指标

实现

为了实现这个目标，需要使用以下几个组件：

  • NetworkMonitorService：一个后台服务，用来发送HTTP请求，并记录响应的时间和状态码
  • FileUploadService：一个后台服务，用来将测试结果保存到本地文件，并上传到远程服务器
  • NetworkMonitorReceiver：一个广播接收器，用来启动NetworkMonitorService
  • FileUploadReceiver：一个广播接收器，用来启动FileUploadService
  • DatabaseHelper：一个数据库操作类，用来插入和查询测试结果
  • NetworkHelper：一个网络操作类，用来获取当前的网络类型和IP地址

下面我们分别介绍这些组件的具体实现。

NetworkMonitorService

NetworkMonitorService是一个继承自JobIntentService的后台服务，它可以在后台线程上处理传入的工作请求。重写了它的onHandleWork方法，在这个方法中，做了以下几件事：

  • 获取一个OkHttpClient实例，用来发送HTTP请求
  • 获取一个DatabaseHelper实例，用来操作本地数据库
  • 获取当前的网络类型和IP地址
  • 遍历可靠的服务器的URL，依次发送HTTP请求，并记录响应的时间和状态码
  • 插入一条数据到数据库，并检查数据量

代码如下：

package com.xxx.factorytest.service;
import android.content.Context;
import android.content.Intent;
import android.util.Log;
import androidx.annotation.NonNull;
import androidx.core.app.JobIntentService;
import com.xxx.factorytest.utils.DatabaseHelper;
import com.xxx.factorytest.utils.NetworkHelper;
import java.io.IOException;
import okhttp3.Call;
import okhttp3.Callback;
import okhttp3.OkHttpClient;
import okhttp3.Request;
import okhttp3.Response;
public class NetworkMonitorService extends JobIntentService {
    // 定义一个工作ID，用来唯一标识这个服务
    private static final int JOB_ID = 1;
    // 定义最大的数据量
    private static final int MAX_DATA_COUNT = 1000;
    // 定义一些可靠的服务器的URL，用来发送HTTP请求
    private static final String[] SERVER_URLS = {
            "https://www.baidu.com",
    };
    // 定义一个静态方法，用来启动这个服务
    public static void startService(Context context) {
        Log.d("NetworkMonitorService", "startService");
        Intent intent = new Intent(context, NetworkMonitorService.class);
        enqueueWork(context, NetworkMonitorService.class, JOB_ID, intent);
    }
    // 重写onHandleWork方法，在后台线程上处理传入的工作请求
    @Override
    protected void onHandleWork(@NonNull Intent intent) {
        Log.d("NetworkMonitorService", "onHandleWork");
        // 获取一个OkHttpClient实例，用来发送HTTP请求
        OkHttpClient client = new OkHttpClient();
        // 获取一个DatabaseHelper实例，用来操作本地数据库
        DatabaseHelper databaseHelper = new DatabaseHelper(this);
        // 获取当前的网络类型和IP地址
        String networkType = NetworkHelper.getCurrentNetworkType(getApplicationContext());
        String ipAddress = NetworkHelper.getCurrentIpAddress(getApplicationContext());
        // 遍历可靠的服务器的URL，依次发送HTTP请求，并记录响应的时间和状态码
        for (String url : SERVER_URLS) {
            // 创建一个Request对象，用来封装HTTP请求
            Request request = new Request.Builder()
                    .url(url)
                    .build();
            // 发送异步HTTP请求，并注册一个回调函数
            client.newCall(request).enqueue(new Callback() {
                @Override
                public void onFailure(@NonNull Call call, @NonNull IOException e) {
                    // 获取当前时间戳
                    long timestamp = System.currentTimeMillis();
                    // 插入一条数据，并检查数据量，时间设置为-1，状态码设置为-1，表示请求失败
                    databaseHelper.insertData(url, -1, -1, timestamp, networkType + "_" + ipAddress);
                }
                @Override
                public void onResponse(@NonNull Call call, @NonNull Response response) throws IOException {
                    // 处理正常情况，获取响应的时间和状态码
                    // 计算请求花费的时间，单位为毫秒
                    long time = response.receivedResponseAtMillis() - response.sentRequestAtMillis();
                    // 获取响应的状态码
                    int status = response.code();
                    // 获取当前时间戳
                    long timestamp = System.currentTimeMillis();
                    // 打印日志，显示请求的URL，时间和状态码
                    Log.d("NetworkMonitorService", "URL: " + url + ", Time: " + time + " ms, Status: " + status);
                    // 插入一条数据，并检查数据量
                    databaseHelper.insertData(url, time, status, timestamp, networkType + "_" + ipAddress);
                }
            });
        }
    }
}

FileUploadService

FileUploadService也是一个继承自JobIntentService的后台服务，它可以在后台线程上处理传入的工作请求。我们重写了它的onHandleWork方法，在这个方法中，我们做了以下几件事：

  • 将测试结果从数据库中读取出来，并写入到本地文件中
  • 使用JSch库，通过SSH协议，将本地文件上传到远程服务器上

代码如下：

package com.xxx.factorytest.service;
import android.btf.VendorStorageManager;
import android.content.Context;
import android.content.Intent;
import android.database.Cursor;
import android.database.sqlite.SQLiteDatabase;
import android.os.Environment;
import android.util.Log;
import androidx.annotation.NonNull;
import androidx.core.app.JobIntentService;
import com.xxx.factorytest.utils.DatabaseHelper;
import com.xxx.factorytest.utils.NetworkHelper;
import com.xxx.factorytest.utils.Utils;
import com.jcraft.jsch.ChannelSftp;
import com.jcraft.jsch.JSch;
import com.jcraft.jsch.JSchException;
import com.jcraft.jsch.Session;
import com.jcraft.jsch.SftpException;
import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.LineNumberReader;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.Locale;
public class FileUploadService extends JobIntentService {
    public static final String LOCAL_FILE_PATH = Environment.getExternalStorageDirectory() + "/"+ getCurrentSystemTime() +"_"+ getCPUSerial()+ ".log";
    private static final int JOB_ID = 2;
    private static final String TAG = "FileUploadService";
    public static void startService(Context context) {
        Intent intent = new Intent(context, FileUploadService.class);
        enqueueWork(context, FileUploadService.class, JOB_ID, intent);
    }
    @Override
    protected void onHandleWork(@NonNull Intent intent) {
        writeDataToFile();
        uploadFile("username", "123456", "192.168.1.22", 22, LOCAL_FILE_PATH, "/home/work2/network_test/");
    }
    // 获取当前系统时间的函数
    private static String getCurrentSystemTime() {
        // 创建一个SimpleDateFormat对象，指定日期格式为yyyyMMdd
        SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyyMMdd");
        // 获取当前日期对象
        Date date = new Date(System.currentTimeMillis());
        // 格式化日期对象，返回字符串
        return simpleDateFormat.format(date);
    }
    private void uploadFile(String username, String password, String host, int port, String localFile, String remoteDir) {
        JSch jsch = new JSch();
        Session session = null;
        try {
            session = jsch.getSession(username, host, port);
            session.setPassword(password);
            session.setConfig("StrictHostKeyChecking", "no");
            session.connect();
            Log.d(TAG, "Connected to SSH server");
            ChannelSftp sftp = (ChannelSftp) session.openChannel("sftp");
            sftp.connect();
            Log.d(TAG, "Connected to SFTP channel");
            sftp.put(localFile, remoteDir + new File(localFile).getName());
            Log.d(TAG, "File upload success");
            sftp.disconnect();
            session.disconnect();
        } catch (JSchException | SftpException e) {
            Log.e(TAG, "File upload failed", e);
            Log.e(TAG, "Exception: " + e.getMessage());
            if (e.getCause() != null) {
                Log.e(TAG, "Caused by: " + e.getCause().getClass().getName() + ": " + e.getCause().getMessage());
            }
        }
    }
    private void writeDataToFile() {
        Log.d(TAG, "writeDataToFile:"+LOCAL_FILE_PATH);
        DatabaseHelper databaseHelper = new DatabaseHelper(this);
        SQLiteDatabase db = databaseHelper.getReadableDatabase();
        Cursor cursor = db.rawQuery("SELECT * FROM " + DatabaseHelper.TABLE_NAME, null);
        File file = new File(LOCAL_FILE_PATH);
        try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file)) {
            SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss", Locale.getDefault());
            int totalCount = 0;
            int successCount = 0;
            int failureCount = 0;
            while (cursor.moveToNext()) {
                String url = cursor.getString(cursor.getColumnIndex(DatabaseHelper.COLUMN_URL));
                long time = cursor.getLong(cursor.getColumnIndex(DatabaseHelper.COLUMN_TIME));
                int status = cursor.getInt(cursor.getColumnIndex(DatabaseHelper.COLUMN_STATUS));
                long timestamp = cursor.getLong(cursor.getColumnIndex(DatabaseHelper.COLUMN_TIMESTAMP));
                String network_ip = cursor.getString(cursor.getColumnIndex(DatabaseHelper.COLUMN_NETWORK_IP));
                String datetime = sdf.format(new Date(timestamp));
                String data = String.format(Locale.getDefault(), "Index:%d,Network:%s,URL:%s,Time:%d ms,Status:%d,Datetime:%s\n", totalCount + 1, network_ip, url, time, status, datetime);
                fos.write(data.getBytes());
                totalCount++;
                if (status == 200) {
                    successCount++;
                } else {
                    failureCount++;
                }
            }
            double successRate = (double) successCount / totalCount * 100;
            String stats = String.format(Locale.getDefault(), "总请求次数: %d, 成功次数: %d, 失败次数: %d, 成功率: %.2f%%\n", totalCount, successCount, failureCount, successRate);
            fos.write(stats.getBytes());
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            cursor.close();
            db.close();
        }
    }
}

NetworkMonitorReceiver

NetworkMonitorReceiver是一个继承自BroadcastReceiver的广播接收器，它可以接收系统或应用发送的广播，并做出相应的处理。我们重写了它的onReceive方法，在这个方法中，我们做了以下一件事：

  • 启动一个定时器和一个定时任务，每隔一定时间就启动NetworkMonitorService

代码如下：

package com.xxx.factorytest.receiver;
import android.content.BroadcastReceiver;
import android.content.Context;
import android.content.Intent;
import com.xxx.factorytest.service.NetworkMonitorService;
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;
public class NetworkMonitorReceiver extends BroadcastReceiver {
    // 定义一个定时器对象，用来执行定时任务
    private Timer timer;
    // 定义一个定时任务对象，用来启动后台服务
    private TimerTask timerTask;
    // 定义一个常量，表示每隔多少毫秒执行一次
    private static final long PERIOD = 1000;
    // 重写onReceive方法，在接收到广播时启动定时器和定时任务
    @Override
    public void onReceive(Context context, Intent intent) {
        // Toast.makeText(context, "upload-->", Toast.LENGTH_SHORT).show();
        // 创建一个定时器对象
        timer = new Timer();
        // 创建一个定时任务对象
        timerTask = new TimerTask() {
            @Override
            public void run() {
                // 启动后台服务
                NetworkMonitorService.startService(context);
            }
        };
        // 启动定时器和定时任务，延迟0毫秒，每隔1秒执行一次
        timer.schedule(timerTask, 0, PERIOD);
    }
}

FileUploadReceiver

FileUploadReceiver也是一个继承自BroadcastReceiver的广播接收器，它可以接收系统或应用发送的广播，并做出相应的处理。我们重写了它的onReceive方法，在这个方法中，我们做了以下一件事：

  • 启动一个定时器和一个定时任务，每隔一定时间就启动FileUploadService

代码如下：

package com.xxx.factorytest.receiver;
import android.content.BroadcastReceiver;
import android.content.Context;
import android.content.Intent;
import com.btf.factorytest.service.FileUploadService;
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;
public class FileUploadReceiver extends BroadcastReceiver {
    // 定义一个定时器对象，用来执行定时任务
    private Timer timer;
    // 定义一个定时任务对象，用来启动后台服务
    private TimerTask timerTask;
    // 定义一个常量，表示每隔多少毫秒执行一次
    private static final long PERIOD = 10000;
    // 重写onReceive方法，在接收到广播时启动定时器和定时任务
    @Override
    public void onReceive(Context context, Intent intent) {
       // Toast.makeText(context, "upload-->", Toast.LENGTH_SHORT).show();
        // 创建一个定时器对象
        timer = new Timer();
        // 创建一个定时任务对象
        timerTask = new TimerTask() {
            @Override
            public void run() {
                // 启动后台服务
                FileUploadService.startService(context);
            }
        };
        // 启动定时器和定时任务，延迟0毫秒，每隔10秒执行一次
        timer.schedule(timerTask, 0, PERIOD);
    }
}

DatabaseHelper

DatabaseHelper是一个继承自SQLiteOpenHelper的数据库操作类，它可以创建和管理本地数据库。我们重写了它的onCreate和onUpgrade方法，在这些方法中，我们做了以下几件事：

  • 创建一个名为network_test的数据库表，用来存储测试结果
  • 定义了表中的五个字段：url、time、status、timestamp、network_ip，分别表示请求的URL、请求花费的时间、响应的状态码、请求的时间戳、请求的网络类型和IP地址
  • 定义了一些常量，用来表示表名和字段名

我们还定义了两个方法：insertData和queryData，分别用来插入和查询数据。

代码如下：

public class DatabaseHelper extends SQLiteOpenHelper {
    // 定义数据库的名称和版本号
    private static final String DATABASE_NAME = "network_test.db";
    private static final int DATABASE_VERSION = 1;
    // 定义表名和字段名的常量
    public static final String TABLE_NAME = "network_test";
    public static final String COLUMN_URL = "url";
    public static final String COLUMN_TIME = "time";
    public static final String COLUMN_STATUS = "status";
    public static final String COLUMN_TIMESTAMP = "timestamp";
    public static final String COLUMN_NETWORK_IP = "network_ip";
    // 定义创建表的SQL语句
    private static final String CREATE_TABLE_SQL = "CREATE TABLE IF NOT EXISTS " + TABLE_NAME + "(" +
            COLUMN_URL + " TEXT," +
            COLUMN_TIME + " INTEGER," +
            COLUMN_STATUS + " INTEGER," +
            COLUMN_TIMESTAMP + " INTEGER," +
            COLUMN_NETWORK_IP + " TEXT" +
            ")";
    // 定义删除表的SQL语句
    private static final String DROP_TABLE_SQL = "DROP TABLE IF EXISTS " + TABLE_NAME;
    // 构造方法，调用父类的构造方法，并传入数据库的名称和版本号
    public DatabaseHelper(Context context) {
        super(context, DATABASE_NAME, null, DATABASE_VERSION);
    }
    // 重写onCreate方法，在创建数据库时执行创建表的SQL语句
    @Override
    public void onCreate(SQLiteDatabase db) {
        db.execSQL(CREATE_TABLE_SQL);
    }
    // 重写onUpgrade方法，在升级数据库时执行删除表和创建表的SQL语句
    @Override
    public void onUpgrade(SQLiteDatabase db, int oldVersion, int newVersion) {
        db.execSQL(DROP_TABLE_SQL);
        db.execSQL(CREATE_TABLE_SQL);
    }
    // 定义一个插入数据的方法，接收五个参数，分别表示请求的URL、请求花费的时间、响应的状态码、请求的时间戳、请求的网络类型和IP地址，并返回插入结果（true或false）
    public boolean insertData(String url, long time, int status, long timestamp, String network_ip) {
        // 获取一个可写的数据库对象
        SQLiteDatabase db = getWritableDatabase();
        // 创建一个ContentValues对象，用来存放要插入的数据
        ContentValues values = new ContentValues();
        values.put(COLUMN_URL, url);
        values.put(COLUMN_TIME, time);
        values.put(COLUMN_STATUS, status);
        values.put(COLUMN_TIMESTAMP, timestamp);
        values.put(COLUMN_NETWORK_IP, network_ip);
        // 调用insert方法，将数据插入到数据库中，并返回插入结果（-1表示失败，其他表示成功）
        long result = db.insert(TABLE_NAME, null, values);
        // 关闭数据库对象
        db.close();
        // 判断插入结果，如果不等于-1，表示成功，返回true，否则返回false
        return result != -1;
    }
    // 定义一个查询数据的方法，返回一个Cursor对象，用来遍历查询结果
    public Cursor queryData() {
        // 获取一个可读的数据库对象
        SQLiteDatabase db = getReadableDatabase();
        // 调用query方法，查询所有的数据，并按照时间戳降序排序
        Cursor cursor = db.query(TABLE_NAME, null, null, null, null, null, COLUMN_TIMESTAMP + " DESC");
        // 返回Cursor对象
        return cursor;
    }
}

NetworkHelper

NetworkHelper是一个网络操作类，它提供了两个静态方法：getCurrentNetworkType和getCurrentIpAddress，分别用来获取当前的网络类型和IP地址。

代码如下：

public class NetworkHelper {
    // 定义一个获取当前网络类型的方法，接收一个Context对象作为参数，返回一个字符串表示网络类型
    public static String getCurrentNetworkType(Context context) {
        // 获取一个ConnectivityManager对象，用来管理网络连接
        ConnectivityManager connectivityManager = (ConnectivityManager) context.getSystemService(Context.CONNECTIVITY_SERVICE);
        // 获取当前激活的网络信息
        NetworkInfo networkInfo = connectivityManager.getActiveNetworkInfo();
        // 判断网络信息是否为空，如果为空，表示没有网络连接，返回"NONE"
        if (networkInfo == null) {
            return "NONE";
        }
        // 获取当前网络的类型
        int type = networkInfo.getType();
        // 根据不同的类型，返回不同的字符串
        switch (type) {
            case ConnectivityManager.TYPE_WIFI:
                return "WIFI";
            case ConnectivityManager.TYPE_MOBILE:
                return "MOBILE";
            case ConnectivityManager.TYPE_ETHERNET:
                return "ETHERNET";
            default:
                return "UNKNOWN";
        }
    }
    // 定义一个获取当前IP地址的方法，接收一个Context对象作为参数，返回一个字符串表示IP地址
    public static String getCurrentIpAddress(Context context) {
        // 获取一个WifiManager对象，用来管理WIFI连接
        WifiManager wifiManager = (WifiManager) context.getSystemService(Context.WIFI_SERVICE);
        // 获取当前WIFI连接的信息
        WifiInfo wifiInfo = wifiManager.getConnectionInfo();
        // 获取当前WIFI分配的IP地址，是一个整数
        int ipAddress = wifiInfo.getIpAddress();
        // 将整数转换为字符串，使用点号分隔四个字节
        String ip = (ipAddress & 0xFF) + "." +
                ((ipAddress >> 8) & 0xFF) + "." +
                ((ipAddress >> 16) & 0xFF) + "." +
                ((ipAddress >> 24) & 0xFF);
        // 返回IP地址字符串
        return ip;
    }
}

注册组件和申请权限

在AndroidManifest.xml文件中，我们需要注册我们的四个组件：两个后台服务和两个广播接收器，并指定它们的名称和属性。还需要申请一些必要的权限，如访问网络、访问WIFI、访问外部存储等。代码如下：

<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    package="com.example.networktest">
    <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />
    <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_NETWORK_STATE" />
    <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_WIFI_STATE" />
    <uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE" />
    <uses-permission android:name="android.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE" />
      <!-- 定义一个后台服务的组件，使用JobIntentService类 -->
        <service
            android:name=".service.NetworkMonitorService"
            android:permission="android.permission.BIND_JOB_SERVICE"
            android:exported="false" />
        <!-- 定义一个后台服务的组件，使用JobIntentService类 -->
        <service
            android:name=".service.FileUploadService"
            android:permission="android.permission.BIND_JOB_SERVICE"
            android:exported="false" />
        <!-- 定义一个广播接收器的组件，使用FileUploadReceiver类 -->
        <receiver
            android:name=".receiver.FileUploadReceiver"
            android:exported="false">
            <!-- 指定要接收的广播类型，比如开机启动，网络变化等 -->
            <intent-filter>
                <action android:name="com.example.fileupload.ACTION_START_UPLOAD" />
            </intent-filter>
        </receiver>
        <receiver
            android:name=".receiver.NetworkMonitorReceiver"
            android:exported="false">
            <!-- 指定要接收的广播类型，比如开机启动，网络变化等 -->
            <intent-filter>
                <action android:name="com.example.networkmonitor.ACTION_START_MONITOR" />
            </intent-filter>
        </receiver>

测试

  • 在远程服务器上查看上传的文件，并分析测试结果

总结

本文介绍了一个Android网络连接稳定性测试解决方案，它可以对不同类型的网络和服务器进行测试，并记录和上传测试结果。

希望本文对你有所帮助，如果你有任何问题或建议，欢迎在评论区留言。谢谢！

文章标签：
Android开发
数据库
存储
应用服务中间件
网络安全
关键词：
测试稳定性
网络稳定性
网络解决方案
网络测试
Android解决方案
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