Andorid 开发的网络应用与实践

标签：return String 网络应用 URL 实践 import Andorid new public

1、概述

在现代 Android 开发中，网络请求和数据处理是构建应用程序的重要组成部分。本文详细介绍了多线程在 Android 中实现网络请求的重要性和必要性，以及如何在 Android 中实现网络请求，通过 HttpURLConnection 获取数据，并使用 Gson 库解析 JSON 数据，最后还完成了一项天气预报实战项目。

2、多线程

在学习 Android 在 Web 中的应用之前，我们首先需要了解 Android 中的多线程。因为 Android 应用的用户界面在主线程（UI 线程）中运行。长时间的操作（如网络请求、数据库访问等）会阻塞主线程，导致应用无响应。这时候我们就要借助多线程将耗时操作放在后台线程中，确保 UI 线程保持响应，使用户体验更加流畅。所以，在实现网络请求时，离不开多线程操作。

2.1、创建一个新线程

创建一个新线程很简单，只需创建一个 Thread 对象并重写其run()方法即可。

new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        // 执行耗时操作
    }
}).start();

2.2、Handler实现多线程通信

为了确保应用的稳定性和线程安全，只有主线程可以安全地更新UI，我们不能在子线程中执行UI界面更新操作。当子线程里需要执行UI界面更新操作时，正确的做法是借助Handler机制将UI 更新请求发送回主线程。

Handler实现原理

1. Handler：是用于处理消息和执行任务的组件它允许你在特定线程（通常是主线程）中执行代码，并将消息或 Runnable 添加到消息队列中。
   功能：
   (1)通过方法sentMessage()，子线程发送消息（Message）到消息队列（MessageQuene）中。
   (2)通过重写handleMessage() 方法，接收Looper传来的消息（Message），并进行相应的处理。

2. Message：是代表要执行的操作或任务的对象。它可以携带数据，并指示Handler执行的具体操作。
   功能：
   (1)包含标识符（what字段），用于区分不同类型的消息。
   (2)可以携带任意数据（通过 obj、arg1、arg2 等字段）。

3. Looper：负责循环处理消息队列（MessageQuene）中的消息。每个线程可以有一个 Looper，但通常只有主线程会有一个。
   功能：从 MessageQueue 中取出消息并交给相应的 Handler 进行处理。

4. MessageQuene：是一个队列，存储所有待处理的消息和任务。
   功能：持有多个 Message 对象，按顺序排队等待Looper 从中获取消息并进行处理。

代码实现

private Handler myhandler = new Handler(/*主线程自带的Looper*/Looper.myLooper()){
        @Override//
        public void handleMessage(@NonNull Message msg) {
            super.handleMessage(msg);
            //处理消息，可执行更新UI请求
        }
    };
new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                String string = "要传递的参数";
                Message message = new Message();
                message.what = 0;//区分不同类型的消息
                message.obj = string;

                myhandler.sendMessage(message);//发送消息到MessageQueue
            }
        }).start();

3、Android中的网络请求

3.1、HttpURLConnection和URL

HttpURLConnection 类是 Java 中用于发送 HTTP 请求和接收 HTTP 响应的一个类，广泛应用于 Android 开发中。它提供了一个简单且灵活的接口，使得与服务器进行通信变得相对容易。

主要方法及功能：

connect()：建立到目标 URL 的连接。
setRequestMethod(String method)：设置请求方法（如 GET、POST、PUT、DELETE 等）。
setRequestProperty(String key, String value)：设置请求头信息。可以用来设置如 Content-Type、User-Agent、Authorization 等。
getInputStream()：获取响应体的输入流，用于读取服务器返回的数据。
setConnectTimeout(int timeout)：设置连接超时的时间，单位为毫秒。

URL 类是 Java 中用于表示和操作统一资源定位符的一个重要类。它提供了一种方便的方式来处理和解析 URL，包括获取 URL 的各个组成部分。

主要构造方法及功能：

URL(String spec)：根据给定的字符串创建一个新的 URL 对象。

主要方法及功能：

openConnection()：打开与该 URL 的连接，返回 URLConnection 对象。

3.2、使用HttpURLConnection获取网站数据的过程

流程解读：
打开指定 URL 的连接：调用 openConnection() 方法创建一个HttpURLConnection 对象，准备与远程服务器进行通信。
调用 connect() 方法：该步骤会尝试连接到指定的 URL，准备发送请求并获取响应。
InputStreamReader：用于将机器能识别的二进制流转换为人易读懂的字符串。
BufferedReader：BufferedReader 提供了方便的方法（如 readLine()）来逐行读取数据，减少读取时的 I/O 操作。

代码实现如下

//提供URL
String url = "你的url";
URL requestUrl = new URL(url);

//打开指定 URL 的连接，获取连接
httpURLConnection = (HttpURLConnection) requestUrl.openConnection();

//调用 connect() 方法以建立与服务器的连接
httpURLConnection.connect();

//读取并处理响应数据
//InputStream获取二进制输入流
InputStream inputStream = httpURLConnection.getInputStream();

//用InputStreamReader将字节流转换为字符流后存入BufferedReader
BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));

//从BufferedReader中获取字符串
String line;
StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
//检测每一行，不为空就将字符串打印出来
while ((line = bufferedReader.readLine())!=null){
    stringBuilder.append(line);
    stringBuilder.append("\n");
}

//将处理数据返回
String data;
if(stringBuilder.length()==0){
    data = null;
}else{
    data = stringBuilder.toString();
}

注意：当应用需要进行网络操作时，必须声明访问互联网的权限，否则任何网络请求都会抛出SecurityException异常。所以必须得在 AndroidManifest.xml 文件中声明

<uses-permission android:name="android.permission.INTERNET"/>

3.3、JSON 格式与 Gson 类

由于网络获取的数据一般为 JSON 格式的，所以我们有必要了解 JSON 及其数据转换方法。

JSON 是一种轻量级的数据交换格式，易于人阅读和编写，同时也易于机器解析和生成。它基于 JavaScript 语言的一个子集，但独立于语言，广泛用于数据传输和存储。数据以键值对的方式保存，示例如下

{
    "name": "Alice",
    "age": 30,
    "isStudent": false
}

Gson 是一个由 Google 提供的 Java 库，用于将 Java 对象转换为 JSON 格式，或将 JSON 字符串解析为 Java 对象。
在使用 Gson 类之前，要先在build.gradle文件加入依赖：

implementation("com.google.code.gson:gson:2.8.5")

将 JSON 转换为 Java 对象：

MyClass myObject = gson.fromJson(jsonString, MyClass.class);

将 JSON 转换为 Java 对象后，我们就可以通过对象的属性直接访问数据，而不需要解析复杂的字符串，处理数据就方便很多了

4、实战应用：通过 HttpURLConnection 实现天气预报功能

4.1、基本原理

通过天气预报网站的一些免费实时预报接口，获取对应地区的当前天气数据，显示在我们自己制作的UI界面上。

4.2、效果展示

在输入框中输入你想查询的城市，点击查询天气按钮，显示相应的信息。app进入默认显示城市“福州”的实时天气。

4.3、实现代码

4.3.1、准备免费实况天气接口

我用的是网站易客云天气API免费天气API接口|天气预报接口|全球天气API接口|气象预警|空气质量的免费接口“http://v1.yiketianqi.com/free/day”

4.3.2、写好UI界面 activity_main.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<androidx.constraintlayout.widget.ConstraintLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:id="@+id/main"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    tools:context=".MainActivity">
    
    <Button
        android:id="@+id/button"
        android:layout_width="0dp"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:onClick="start"
        android:text="@string/查询天气"
        app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
        app:layout_constraintHorizontal_bias="0.0"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toBottomOf="@+id/textView" />

    <EditText
        android:id="@+id/textView"
        android:layout_width="0dp"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:hint="请输入城市"
        android:gravity="center"
        android:textSize="20dp"
        android:text="福州"
        app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toTopOf="parent" />


    <LinearLayout
        android:id="@+id/linear1"
        android:layout_width="0dp"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginTop="1dp"
        android:orientation="horizontal"
        app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toBottomOf="@+id/button">

        <TextView
            android:id="@+id/textView2"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:padding="10dp"
            android:text="更新时间:"
            android:textSize="20sp" />
        <TextView
            android:id="@+id/textView3"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:padding="10dp"
            android:text="TextView"
            android:textSize="20sp" />
    </LinearLayout>
    <LinearLayout
        android:id="@+id/linear2"
        android:layout_width="0dp"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginTop="1dp"
        android:orientation="horizontal"
        app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toBottomOf="@+id/linear1">

        <TextView
            android:id="@+id/textView4"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:padding="10dp"
            android:text="天气情况:"
            android:textSize="20sp" />
        <TextView
            android:id="@+id/textView5"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:padding="10dp"
            android:text="TextView"
            android:textSize="20sp" />
    </LinearLayout>
    <LinearLayout
        android:id="@+id/linear3"
        android:layout_width="0dp"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginTop="1dp"
        android:orientation="horizontal"
        app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toBottomOf="@+id/linear2">

        <TextView
            android:id="@+id/textView6"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:padding="10dp"
            android:text="实时温度:"
            android:textSize="20sp" />
        <TextView
            android:id="@+id/textView7"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:padding="10dp"
            android:text="TextView"
            android:textSize="20sp" />
    </LinearLayout>
    <LinearLayout
        android:id="@+id/linear4"
        android:layout_width="0dp"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginTop="1dp"
        android:orientation="horizontal"
        app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toBottomOf="@+id/linear3">

        <TextView
            android:id="@+id/textView8"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:padding="10dp"
            android:text="最高温："
            android:textSize="20sp" />
        <TextView
            android:id="@+id/textView9"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:padding="10dp"
            android:text="TextView"
            android:textSize="20sp" />
    </LinearLayout>
    <LinearLayout
        android:id="@+id/linear5"
        android:layout_width="0dp"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginTop="1dp"
        android:orientation="horizontal"
        app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toBottomOf="@+id/linear4">

        <TextView
            android:id="@+id/textView10"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:padding="10dp"
            android:text="最低温："
            android:textSize="20sp" />
        <TextView
            android:id="@+id/textView11"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:padding="10dp"
            android:text="TextView"
            android:textSize="20sp" />
    </LinearLayout>
    <LinearLayout
        android:id="@+id/linear6"
        android:layout_width="0dp"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginTop="1dp"
        android:orientation="horizontal"
        app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toBottomOf="@+id/linear5">

        <TextView
            android:id="@+id/textView12"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:padding="10dp"
            android:text="风向："
            android:textSize="20sp" />
        <TextView
            android:id="@+id/textView13"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:padding="10dp"
            android:text="TextView"
            android:textSize="20sp" />
    </LinearLayout>
    <LinearLayout
        android:id="@+id/linear7"
        android:layout_width="0dp"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginTop="1dp"
        android:orientation="horizontal"
        app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toBottomOf="@+id/linear6">

        <TextView
            android:id="@+id/textView14"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:padding="10dp"
            android:text="风力等级："
            android:textSize="20sp" />
        <TextView
            android:id="@+id/textView15"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:padding="10dp"
            android:text="TextView"
            android:textSize="20sp" />
    </LinearLayout>
    <LinearLayout
        android:id="@+id/linear8"
        android:layout_width="0dp"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginTop="1dp"
        android:orientation="horizontal"
        app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toBottomOf="@+id/linear7">

        <TextView
            android:id="@+id/textView16"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:padding="10dp"
            android:text="风速："
            android:textSize="20sp" />
        <TextView
            android:id="@+id/textView17"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:padding="10dp"
            android:text="TextView"
            android:textSize="20sp" />
    </LinearLayout>
    <LinearLayout
        android:id="@+id/linear9"
        android:layout_width="0dp"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginTop="1dp"
        android:orientation="horizontal"
        app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toBottomOf="@+id/linear8">

        <TextView
            android:id="@+id/textView18"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:padding="10dp"
            android:text="空气质量："
            android:textSize="20sp" />
        <TextView
            android:id="@+id/textView19"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:padding="10dp"
            android:text="TextView"
            android:textSize="20sp" />
    </LinearLayout>

</androidx.constraintlayout.widget.ConstraintLayout>

4.3.3、WeatherBean 实体类

用于接收 JSON 数据转换成的对象

package com.example.web;

import com.google.gson.annotations.SerializedName;

public class WeatherBean {
    @SerializedName("cityid")
    private String cityId;
    private String city;
    @SerializedName("update_time")
    private String updateTime;
    private String wea;
    private String tem;
    @SerializedName("tem_day")
    private String temDay;
    @SerializedName("tem_night")
    private String temNight;
    private String win;
    @SerializedName("win_speed")
    private String winSpeed;
    @SerializedName("win_meter")
    private String winMeter;
    private String air;

    public String getCityId() {
        return cityId;
    }

    public String getCity() {
        return city;
    }
    
    public String getUpdateTime() {
        return updateTime;
    }

    public String getWea() {
        return wea;
    }

    public String getTem() {
        return tem;
    }

    public String getTemDay() {
        return temDay;
    }
    
    public String getTemNight() {
        return temNight;
    }
    

    public String getWin() {
        return win;
    }
    
    public String getWinSpeed() {
        return winSpeed;
    }


    public String getWinMeter() {
        return winMeter;
    }
    
    public String getAir() {
        return air;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "WeatherBean{" +
                "cityId='" + cityId + '\'' +
                ", city='" + city + '\'' +
                ", updateTime='" + updateTime + '\'' +
                ", wea='" + wea + '\'' +
                ", tem='" + tem + '\'' +
                ", temDay='" + temDay + '\'' +
                ", temNight='" + temNight + '\'' +
                ", win='" + win + '\'' +
                ", winSpeed='" + winSpeed + '\'' +
                ", winMeter='" + winMeter + '\'' +
                ", air='" + air + '\'' +
                '}';
    }
}

4.3.4、NetUtil 工具类

NetUtil 类是一个用于网络请求的工具类，主要用于获取天气数据。
getWeatherOfCity(String city) 方法根据指定的城市名称构建完整的天气 API 请求 URL，并调用doGet 方法发送请求并获取天气数据，返回获取的天气结果字符串。
doGet(String url) 方法建立与指定 URL 的 HTTP 连接，返回从服务器获取的响应内容。

package com.example.web;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.URL;

public class NetUtil {

    public static String BASE_URL = "http://v1.yiketianqi.com/free/day";
    public static String APP_ID = "36646882";
    public static String APP_SECRET = "Rx83gNDE";

    public static String doGet(String url){

        try {
            //1、建立连接
            HttpURLConnection httpURLConnection = null;
            URL requestUrl = new URL(url);
            httpURLConnection = (HttpURLConnection) requestUrl.openConnection();
            httpURLConnection.setRequestMethod("GET");
            httpURLConnection.setConnectTimeout(5000);
            httpURLConnection.setRequestProperty("Charset","utf-8");
            httpURLConnection.connect();

            //2、获取的二进制流
            InputStream inputStream = httpURLConnection.getInputStream();

            //3、将二进制流包装
            BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));

            //4、从BufferedReader中获取字符串
            String line;
            StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
            //检测每一行，不为空就将字符串打印出来
            while ((line = bufferedReader.readLine())!=null){
                stringBuilder.append(line);
                stringBuilder.append("\n");
            }
            if(stringBuilder.length()==0){
                return null;
            }
            return stringBuilder.toString();
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    public static String getWeatherOfCity(String city){
        //拼接出get请求的url
        String weatherUrl = BASE_URL+"?"+"appid="+APP_ID+"&appsecret="+APP_SECRET+"&unescape=1"+"&city="+city;
        String weatherResult = doGet(weatherUrl);
        return weatherResult;
    }
}

4.3.5、MainActivity 类

在 MainActivity 类里面实现开辟新线程执行网络请求，并将获取的响应信息由JSON格式转换为WeatherBean对象，用对象属性更改UI界面的过程。

package com.example.web;

import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.Looper;
import android.os.Message;
import android.util.Log;
import android.view.View;
import android.widget.TextView;
import androidx.annotation.NonNull;
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;
import com.google.gson.Gson;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private TextView content;
    private Handler myhandler = new Handler(/*主线程自带的Looper*/Looper.myLooper()){
        @Override
        public void handleMessage(@NonNull Message msg) {
            super.handleMessage(msg);
            if (msg.what==0){
                String strData = (String) msg.obj;
                parseJsonDataAndShow(strData);
            }
        }
    };

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        start(findViewById(R.id.button));
    }

    public void start(View view){

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                TextView city = findViewById(R.id.textView);
                String string = getString(city.getText().toString());//发送网络请求
                Message message = new Message();
                message.what = 0;
                message.obj = string;

                myhandler.sendMessage(message);
            }
        }).start();
    }

    //网络请求方法
    public String getString(String city) {
        return NetUtil.getWeatherOfCity(city);
    }

    //转换JSON数据并更改UI界面
    public void parseJsonDataAndShow(String jsonStr){
        Log.d("fan",jsonStr);
        Gson gson = new Gson();
        WeatherBean weatherBean = gson.fromJson(jsonStr,WeatherBean.class);
        String updateTime = weatherBean.getUpdateTime();
        String wea = weatherBean.getWea();
        String tem = weatherBean.getTem();
        String temDay = weatherBean.getTemDay();
        String temNight = weatherBean.getTemNight();
        String win = weatherBean.getWin();
        String winSpeed = weatherBean.getWinSpeed();
        String winMeter = weatherBean.getWinMeter();
        String air = weatherBean.getAir();

        TextView tvUpdateTime = findViewById(R.id.textView3);
        TextView tvWea = findViewById(R.id.textView5);
        TextView tvTem = findViewById(R.id.textView7);
        TextView tvTemDay = findViewById(R.id.textView9);
        TextView tvTemNight = findViewById(R.id.textView11);
        TextView tvWin = findViewById(R.id.textView13);
        TextView tvWinSpeed = findViewById(R.id.textView15);
        TextView tvWinMeter = findViewById(R.id.textView17);
        TextView tvAir = findViewById(R.id.textView19);

        tvUpdateTime.setText(updateTime);
        tvWea.setText(wea);
        tvTem.setText(tem);
        tvTemDay.setText(temDay);
        tvTemNight.setText(temNight);
        tvWin.setText(win);
        tvWinSpeed.setText(winSpeed);
        tvWinMeter.setText(winMeter);
        tvAir.setText(air);
    }
}

5、总结与延伸

本文展示了在 Android 中实现网络请求和数据解析的基本流程。需要注意的是，在实际开发中，考虑到易用性和功能，我们一般倾向于使用更高级的库，如 Retrofit 或 OkHttp，这些库在 HttpURLConnection 的基础上提供了更丰富的功能和更简洁的接口。有了HttpURLConnection的基础，接下来学习这些这些库便不是难事了。

标签：return,String,网络应用,URL,实践,import,Andorid,new,public
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