移动应用消息推送及推送原理

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移动应用消息推送及推送原理
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消息推送

消息通知分本地通知和远程推送通知。

本文是记录React Native使用aws push notifications推送及相关配置及遇到的相关问题。在twilio和aws中选择使用aws的Pinpoint服务。Pinpoint服务前一百万条通知免费，之后每一百万条通知收取 1.00 USD。SMS发送的每条消息都需要付费。每条消息支付的价格取决于接收人所在国家/地区。APNs使用keys来配置推送。

iOS推送原理

苹果的推送服务通知由苹果的推送服务器APNs(Apple Push Notification server)来完成的。APNs服务器收到我们发送的消息，然后将这条消息推送到指定的IOS设备上，然后再由IOS设备通过通知或者声音的形式推到到我们的应用。
iOS要实现远程推送需要安装具有推送的应用，首次打开应用后询问请求推送权限之后会向APNs服务器进行注册。注册成功之后APNs服务器会返回一个deviceToken, 拿到这个deviceToken 我们就可以发消息到这台iOS设备了。当注册成功之后，我们的应用会和APNs服务器维持一个TCP链接。我们将deviceToken会传到自己的服务器，通过具体的业务需求服务器发送消息到APNs服务器，APNs会将消息推送到iOS设备上。

iOS设备注册APNs的过程
- 设备连接APNs服务器并携带设备序列化(UUID)
- 连接成功，APNs经过打包和处理后生成deviceToken并返回给注册设备
- 设备获取的deviceToken通过自己的程序把它发送到自己的服务器
- 设备在APNs服务器与自己的服务器进行注册
iOS推送过程
- 设备安装了推送功能的应用，设备在有网下有连接APNs推送的服务器，连接过程中，APNs服务器会验证deviceToken，成功后维持一个基于TCP的长连接
- 服务器把要推送的消息(含有deviceToken)一起发送给APNs服务器
- APNs服务器将接收到的信息推送给指定的deviceToken设备
- 设备收到推送后通知到应用程序
根据发送过程的流程，我们可以较快的排查消息推送的一些收不到消息问题。

Android推送原理

Android推送服务是采用GCM(Google Clond Message)来实现的(国内需要自备梯子)，系统级别的消息推送服务。

详细的过程原文

App从服务器获取最新消息的基本方式有3种：Push、Pull 和 SMS
- Push 是服务器主送发送到客户端，客户端被动接受
- Pull 客户端定期主动拉取服务端的消息，也叫做轮询。缺点是要消耗设备的CPU，电量，流量等。
- SMS 通过发送信令的方式发给客户端，客户端收到后向服务器拉取消息。缺点就是收费问题。
推送方案

C2DM（Cloudto Device Messaging）

Google 操作系统有自身的消息推送功能（系统级别）

基于Push方式，C2DM服务负责处理诸如消息排队等事务，并向运行于目标设备上的应用程序分发这些消息。

注册设备、消息推送流程、出发流程同IOS。

这种C2DM方式是Google官方提供的。国内使用Google需要FQ，国内的手机需要安装Google。

轮询

基于Pull的方式。客户端定期主动拉取服务端的消息。成本是要消耗设备的CPU，电量，流量等。

SMS

短信发送，基于Push方式。原理是通过拦截SMS消息并且解析消息内容来了解服务器的意图，并获取其显示内容进行处理。成本就是通过运营商缴纳短信费用。

MQTT协议

国内很多企业都广泛使用MQTT作为Android手机客户端与服务器端推送消息的协议。
MQTT(消息队列遥测传输)是ISO 标准(ISO/IEC PRF 20922)下基于发布/订阅范式的消息协议。工作在 TCP/IP协议族上。基于Push的方式轻量级的消息发布/订阅协议。

XMPP协议

Extensible Messaging And Presence protocol,可扩展通讯和表示协议,是基于可扩展标记语言（XML）的协议。

基本的网络架构：

XMPP中定义了三个角色，客户端，服务器，网关。通信能够在这三者的任意两个之间双向发生。服务器同时承担了客户端信息记录，连接管理和信息的路由功能。网关承担着与异构即时通信系统的互联互通，异构系统可以包括SMS（短信），MSN，ICQ等。基本的网络形式是单客户端通过TCP/IP连接到单服务器，然后在之上传输XML。

XMPP系统特点：
- 客户机/服务器通信模式；
- 分布式网络；
- 简单的客户端；
- 标准通用标记语言的子集XML的数据格式。
通俗解释：其实XMPP 是一种很类似于http协议的一种数据传输协议，它的过程就如同“解包装--〉包装”的过程，用户只需要明白它接受的类型，并理解它返回的类型，就可以很好的利用xmpp来进行数据通讯。

XMPP推送的优点：简单、开源、拓展性强。缺点：消息被推送出去，不管消息是否成功到达客户端。Android XMPP源码实例

其他的第三方推送平台

友盟、极光等。

使用aws配置推送

环境配置

先安装Amplify CLI,用来创建AWS云服务。
```
npm install -g @aws-amplify/cli
```
设置amplify，进行配置Amplify
```
amplify configure
```
在命令框执行之后会跳转网页来登录aws网站，登录后会创建一个IMA账号。会需要设置AWS Region和user name。登录的账号需拥有创建IMA的权限。否则在创建过程中会提示403 无权操作。

接下来需要初始化app端的配置，进入项目根目录执行
```
amplify init
```
根据提示完成项目相应配置如平台、语言、编辑器、环境等。最后选择刚刚创建好的IMA角色，会在项目下生成amplify-config文件夹及export—was.js。

IOS平台配置

此时我们可以添加需要的aws服务了。添加Push Notifications服务，可以先从IOS平台开始配置:
```
amplify add notifications
```
选择APNs

会提示需要创建的Pinpoint资源的相关配置,如资源名、苹果推送证书或者key ID、、bundle identifier、Team identifier、Authenrication key（p8文件下面介绍如何创建key）。该阶段的操作会在aws控制台自动创建好这个服务。（后端开发人员一般就不需要在去拿生成的keys、.p8）。推介使用keys来创建推送服务。

基于keys的身份验证提供了与APN通信的无状态方式。无状态通信比基于证书的通信快，因为它不需要APNs来查找与您的提供程序服务器有关的证书或其他信息。使用基于令牌的身份验证还有其他优点：
- 可以在同个keys下分发沙河环境和发布状态的推送(Sandbox Production)
- 可以从多个提供程序服务器中使用相同的令牌
- 可以使用一个令牌来分发公司所有应用程序的通知
aws控制台

这样APNs服务就在aws Pinpoint服务中配置好了。

创建IOS key步骤

有一个付费的apple账号之后登陆苹果开发者中心,进入account

keys 创建key

创建完成

可以下载这个key也就是p8文件（* 只能下载一次，苹果服务器并且不会对它进行保存，所以需要保存好)

Android平台配置
```
amplify add notifications
```
在配置中需要输入在firebase申请的该App的api秘钥。配置完成之后，在aws控制台中：

Android的推送需要Google的服务，需要访问Firebase控制台，然后点击“ 项目概述”旁边的Gear图标，然后点击“ 项目设置”。

下载google-server.json放到项目adnroid/app/目录下

具体操配置作链接

在配置推送时遇到的问题

Android 遇到的问题

在项目中一开始使用的是yarn安装的依赖，在安卓项目中会出现。同时也是这个不经意的问题，导致在配置Android时花费了不少的功夫。google和百度提出的解决方案是把项目生成androidX,

但是在gradle.properties里面的useAndroidX已经是true。按照网上在一顿排错之后还是没有解决这个问题，最后就把整个node_nodules删除之后清除node_modules缓存，重新npm install就没有再继续提示这个错误。
```
import android.support.v4.app.NotificationCompat
```
配置好，当应用启动时 android 不会调用PushNotification.onRegister这个方法。因为调用这个方法的目的是获取设备的deviceToken,所以需要从NativeModules.RNPushNotification模块中获取相应的方法来获取deviceToken。

在ReactNative中配置

注意：在配置ios推送时需要申请推送权限请求。

IOS 配置
```
// Required to register for notifications
- (void)application:(UIApplication *)application didRegisterUserNotificationSettings:(UIUserNotificationSettings *)notificationSettings
{
 [RNCPushNotificationIOS didRegisterUserNotificationSettings:notificationSettings];
}
// Required for the register event.
- (void)application:(UIApplication *)application didRegisterForRemoteNotificationsWithDeviceToken:(NSData *)deviceToken
{
 [RNCPushNotificationIOS didRegisterForRemoteNotificationsWithDeviceToken:deviceToken];
}
// Required for the notification event. You must call the completion handler after handling the remote notification.
- (void)application:(UIApplication *)application didReceiveRemoteNotification:(NSDictionary *)userInfo
fetchCompletionHandler:(void (^)(UIBackgroundFetchResult))completionHandler
{
  [RNCPushNotificationIOS didReceiveRemoteNotification:userInfo fetchCompletionHandler:completionHandler];
}
// Required for the registrationError event.
- (void)application:(UIApplication *)application didFailToRegisterForRemoteNotificationsWithError:(NSError *)error
{
 [RNCPushNotificationIOS didFailToRegisterForRemoteNotificationsWithError:error];
}
// IOS 10+ Required for localNotification event
- (void)userNotificationCenter:(UNUserNotificationCenter *)center
didReceiveNotificationResponse:(UNNotificationResponse *)response
         withCompletionHandler:(void (^)(void))completionHandler
{
  [RNCPushNotificationIOS didReceiveNotificationResponse:response];
  completionHandler();
}
// IOS 4-10 Required for the localNotification event.
- (void)application:(UIApplication *)application didReceiveLocalNotification:(UILocalNotification *)notification
{
 [RNCPushNotificationIOS didReceiveLocalNotification:notification];
}
```
Android

打开android / app / src / main / AndroidManifest.xml文件，并将以下配置添加到applicationelement中。
```
<application ... >

     
         
         <service
             android:name="com.amazonaws.amplify.pushnotification.RNPushNotificationMessagingService">
             <intent-filter>
                 <action android:name="com.google.firebase.MESSAGING_EVENT"/>
             </intent-filter>
         </service>
         
         
         <service
             android:name="com.amazonaws.amplify.pushnotification.RNPushNotificationDeviceIDService">
             <intent-filter>
                 <action android:name="com.google.firebase.INSTANCE_ID_EVENT"/>
             </intent-filter>
         </service>
         <receiver
             android:name="com.amazonaws.amplify.pushnotification.modules.RNPushNotificationBroadcastReceiver"
             android:exported="false" >
             <intent-filter>
                 <action android:name="com.amazonaws.amplify.pushnotification.NOTIFICATION_OPENED"/>
             </intent-filter>
         </receiver>
     

 </application>
```
App
```
//...
constructor(props) {
    super(props);
    if (isAndroid) {
	//Android 不会调用 PushNotification.onRegister，需要从NativeModules中调用RNPushNotification.getToken来回去deviceToken
	NativeModules.RNPushNotification.getToken(this.handleRegisterDeviceToken);
    } else {
      PushNotification.onRegister(this.handleRegisterDeviceToken);
    }
    // 设置收到notification的回调 处理收到的消息
    PushNotification.onNotification(notification => {
      this.handleReceiveNotification(notification);
      if (isIos) {
        notification.finish(PushNotificationIOS.FetchResult.NoData);
      }
    });
    // 点击消息后的回调
    PushNotification.onNotificationOpened(this.handleOpenNotification);
  }
//...
```
到此我们的客户端配置好了aws的推送接受服务。

当拿到deviceToken我们需要将它发给我们的服务器，具体的业务逻辑交给后端(接入aws-pinpoint服务)去触发消息推送。

总结

在iOS推送过程中，deviceToken是会变化的问题，所以在程序中要做好更新deviceToken的动作，避免因设备升级或者应用重装而导致收不到消息。

参考链接：

ios推送使用keys与推送证书区别

MQTT协议

XMPP协议

Android推送原理

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原文地址：https://www.cnblogs.com/vincent-c/p/13436077.html

移动应用消息推送及推送原理

消息推送

iOS推送原理

iOS设备注册APNs的过程

iOS推送过程

Android推送原理

推送方案

C2DM（Cloudto Device Messaging）

轮询

SMS

MQTT协议

XMPP协议

其他的第三方推送平台

使用aws配置推送

环境配置

IOS平台配置

创建IOS key步骤

Android平台配置

在配置推送时遇到的问题

Android 遇到的问题

在ReactNative中配置

IOS 配置

Android

App

总结