[Android] Socket 통신 📩

Socket !?

두 프로그램이 네트워크를 통해 서로 통신을 수행 할 수 있도록 양쪽에 생성되는 링크의 단자.

• 데이터를 캡슐화하여 전달 가능하다.
• UNIX에서의 입출력 메소드의 표준인 개발/읽기/쓰기/닫기 메커니즘이다.
  

TCP/IP Socket

TCP는 두 프로그램 간 통신이 처음 시작될 때부터 끝날때까지 계속 연결을 유지하는 연결지향(Connection oriented) 방식이다.

• 스트림 소켓 방식
• 양쪽 어플리케이션이 모두 데이터를 주고 받기가 가능하다.
• 흐름 제어 등을 보장해주며 송신된 순서에 따른 중복되지 않은 데이터 수신 가능하다.
• IP와 포트 번호로 소켓을 연결하면 통신이 시작된다.
• byte 자료형으로 데이터를 보낸다.

통신 절차

• TCP Client

1. Socket 생성
2. 서버로 connect() 한다.
3. 접속이 성공 되었다면 read & write함수를 통해 서버와 통신을 주고 받는다.
4. 사용이 끝나면 close로 소켓을 닫는다.

• TCP Server

1. 듣기 소켓을 생성한다.
2. bind한다. (내선 부여)
3. listen한다. (내선 연결)
4. accept() 클라이언트가 connect 할 경우 소켓을 생성하고 연결한다.
5. read, write 함수를 이용해 메시지를 주고 받는다.
6. 사용된 연결 소켓을 닫는다.
7. 사용을 마쳤을 경우, 듣기 소켓을 닫는다.

클라이언트 통신 과정 - JAVA

1. 소켓을 생성한다.

• Socket 객체 생성

private static Socket socket;
socket = new Socket();

2. 서버로 connect()한다.

• 서버 IP와 포트번호를 적고 connect()로 연결을 한다.

socket.connect(new InetSocketAddress("localhost","portNumber"));

3. 접속이 성공했다면 read & write 함수를 통해 서버와 통신을 주고 받는다.

• stream socket으로 통신하기에 InputStream, OutputStream을 만든다.
• 또한 바이트 배열로 서버와 통신을 주고 받는다.
• OutputStream에 write()로 데이터를 적는다.
• InputStream에 read()로 서버의 데이터를 읽는다.
• 데이터 송수신시 데이터를 Charset으로 UTF등을 설정할 수 있다.

private static InputStream is;
private static OutputStream os;

is = socket.getInputStream();
os = socket.getOutputStream();

byte[] byteArr = null;
String msg = "Hello Server";

byteArr = msg.getBytes("UTF-8");
os.write(byteArr);
os.flush();
System.out.println("Data Trasmitted OK!");

byteArr = new byte[512];
int readByteCount = is.read();

if(readByteCount == -1)
	throw new IOException();
    
msg = new String(byteArr, 0, readByteCount, "UTF-8");
System.out.println("Data Received OK!");
System.out.println("Message : "+ msg);

4. 사용을 마치면 close로 소켓을 닫는다.

• 통신이 끝나면 스트림 소켓과 소켓을 close()함수로 닫는다.

is.close();
os.close();

socket.close();

Socket.io

• 실시간 이벤트 서버를 개발할 수 있는 오픈소스 라이브러리
  

특징

장점

• 통신 구현 시 코드가 매우 감소한다.
• Socket의 성격과 같이 실시간 통신이 가능하다.
• http를 통해 통신이 가능하고 JsonObject나 일반 Object로 통신이 가능하다.
• 브라우저와 웹서버의 종류와 버전을 파악하여 가장 적합한 기술을 사용하는 방식이기에 브라우저 종류 상관없이 실시간 구현이 가능하다.

단점

• Socket.io는 JavaScript에 초점이 만들어졌다.
• 다양한 언어의 서버와 통신을 하기에는 제약이 있다.

사용해보기

1️⃣ Gradle에 추가하기.

implementation ('com.github.nkzawa:socket.io-client:1.0.0')

2️⃣ 소켓 선언과 초기화

• TCP/IP와 동일하게 소켓을 만든다.
• http로 연결이 가능하며, 서버의 주소와 포트 번호를 초기화 해준다.
• URI 초기화 과정은 예외처리를 해줘야 한다.

private Socket socket;
{
	try{
    	socket = IO.socket("http://***.****:****");       
    } catch (URISyntaxException ue) {
    	ue.printStackTrace();
    }
}

3️⃣ 소켓을 연결

• connect() 함수로 소켓을 연결한다.

socket.connect();

4️⃣ Server에 이벤트 송신

• Client는 어떤 이벤트가 발생하면 이벤트를 서버로 송신할 수 있다.
• emit() 함수를 통해 데이터 또는 메세지를 서버에 전달한다.
• 서버는 이를 이벤트의 이름으로 구분하여 수신한다.

socket.emit("EVENT_NAME", DATA);

5️⃣ Server 측 이벤트를 수신

• 서버는 다른 외부 클라이언트의 요청이나 서버의 이벤트 발생 시 클라이언트에 이벤트를 송신할 수 있다.
• on()함수를 통해 해당 이벤트 명을 이용해 구분하고 서버의 emit의 반응하는 리스너를 구현한다.
• 리스너 안의 call 함수 안에는 이벤트 수신 후 실행할 내용을 담는다.

socket.on("EVENT_NAME", '리스너 익명구현 객체');
Emitter.Listener '리스너 익명구현 객체' = new Emitter.Listener() {
        @Override
        public void call(Object... args) {
            runOnUiThread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    // 이벤트 수신 시 실행할 내용들
                }
            });

6️⃣ 사용 후 연결 해제

• 서버와의 통신이 더 이상 필요 없는 경우 disconnect()함수를 이용해 connect를 끊는다.
• 그리고 on 시켜 두었던 소켓도 off() 함수로 닫는다.

protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        socket.disconnect();
        socket.off("EVENT_NAME", '리스너 익명구현 객체');
    }

소켓 통신 시 주의할 점

• TCP/IP의 경우, 데이터 타입을 byte배열로 해야하고 Charset을 해야 데이터가 깨지지 않는다.
• 소켓을 생성하고 연결하여 사용하고 나면 반드시 정상적으로 소켓 연결을 끊고 닫아줘야한다.
• 소켓도 통신이기에 멀티 스레드를 활용해서 작업을 해야 성능 개선 및 로직이 엉키지 않을 수 있다.
• Socket.io를 사용하면 이벤트 명이 헷갈리지 않도록 잘 설정해야 한다.
  이벤트가 엇갈릴 경우, 하나씩 확인해야한다.

Socket with Kotlin

Java와의 차별점

• static이 아니라 kotlin에서는 companion object로 socket을 만들어준다.

companion object {
    private lateinit var socket : Socket
    fun get(): Socket {
        try {
            socket = IO.socket("http://127.0.0.0:3000")
            } catch (e: URISyntaxException) {
                e.printStackTrace()
            }
                return socket
            }
        }

• 그 이외에 람다표현식으로 좀 더 간편하게 사용할 수 있다.

Example

emit application

class MainActivity : AppCompatActivity() {

    lateinit var Text : TextView
    lateinit var lighton_btn: Button
    lateinit var lightoff_btn: Button
    lateinit var socket: Socket

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_main)

        lighton_btn = findViewById(R.id.lighton_button)
        lightoff_btn = findViewById(R.id.lightoff_button)
        Text = findViewById(R.id.message)

        socket = SocketApplication.get()

        Text.setText("소켓 생성")

        socket.connect()

        lighton_btn.setOnClickListener { v ->
            socket.emit("lightOn")
            Text.setText("Light on Emit 성공")
        }

        lightoff_btn.setOnClickListener { v ->
            socket.emit("lightOff")
            Text.setText("Light off Emit 성공")
        }
    }
}

on application

class MainActivity : AppCompatActivity() {

    lateinit var Text : TextView
    lateinit var Receive_Text: TextView
    lateinit var socket: Socket

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_main)

        Text = findViewById(R.id.message)
        Receive_Text = findViewById(R.id.receive_Text)

        socket = SocketApplication.get()

        socket.on("lightOn",light_on)
        socket.on("lightOff", light_off)
        socket.connect()
    }

    var light_on = Emitter.Listener { args ->
        Text.setText("소켓 on 성공")
        Receive_Text.setText(args[0].toString())
    }

    var light_off = Emitter.Listener { args ->
        Text.setText("소켓 on 성공")
        Receive_Text.setText(args[0].toString())
    }
}