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【Android OTA】用nodejs搭建服务器

2017/04/21 Android

OTA，Over-the-Air的简写，OTA升级就是通过GPRS、3G、无线网络下载升级补丁升级，不用通过有线连接来升级。Android的应用或者是整个系统，都可以通过OTA的方式进行版本的更新升级。

OTA具体原理自行google，或者参考这篇文章。本文和接下来的两篇文章主要介绍的是具体的实现过程。

OTA升级大致过程

  1. 设备向服务器进行版本更新检测请求
  2. 服务器将更新信息返回到设备端
  3. 设备通过返回信息下载指定的更新文件
  4. 下载完成后设备安装升级

Android单个应用和整个系统的升级方式存在差异，接下来两篇文章会分别介绍实现。

本文重点实现升级过程中的第二步，搭建一个服务器Demo，以方便后续的测试工作。服务器用的nodejs，使用较为简单，没接触过的也可以跟着下面的步骤将服务器搭建在本地运行起来。

OTA服务器搭建

安装nodejs

用的是Mac系统，安装命令

brew install node

查看是否安装完成

$ node -v
v6.2.0

npm 是专门管理nodejs包的工具，用来方便地安装第三方模块，安装nodejs时应该也默认同时安装了npm，可以命令查看

$ npm -v
3.8.9

运行

安装完成后，先实现个简单的Demo，只需简单几行代码便可在本地运行起一个服务器。

先创建一个文件夹 Server，在文件夹充创建文件 SimpleServer.js

用文本编辑工具打开SimpleServer.js，代码实现：

var http = require('http');

var server = http.createServer(function(req, res) {
	res.end('Hello!');
}).listen(3001);
console.log('Server listening at port: 3001');

然后打开命令行工具，cd 到 Server 目录下，敲入命令运行服务器：

node SimpleServer.js

命令行打印输出：

Server listening at port: 3001

此时服务器开始监听来自本地端口3001的请求。

打开浏览器，地址栏输入 http://localhost:3001 ，可以看到浏览器界面返回文本 Hello!。即一个最简单的服务器。

Express框架

上边实现的服务器对任何请求都返回Hello！文本，现实中服务器当然没那么简单。OTA服务器在接到请求时需要返回对应信息，并提供更新文件的下载接口。

Express 是一种保持最低程度规模的灵活 Node.js Web 应用程序框架，为 Web 和移动应用程序提供一组强大的功能。Express 提供的各种 HTTP 实用程序方法和中间件能帮助我们方便的处理网络请求。具体可参考官方文档

使用Express应用生成器快速搭建框架

使用以下命令安装 express：

npm install express-generator -g

输入如下命令，在当前目录下创建名为 ota 的 Express 应用

express --view=pug ota

看结果打印，在ota目录下自动创建了对应文件

image1

cd 到 ota 目录下，安装需要的依赖

cd ota/
npm install

完成后，在node_modules目录下会下载好项目需要的第三方依赖模块

image2

项目的运行文件为 bin/www，打开查看源文件，可看到服务器运行端口默认情况下为 3000

image3

命令行运行服务器

node bin/www

浏览器打开网址 http://localhost:3000

Express框架默认生成的界面

image4

同时可以看到访问服务器时命令行的打印信息

image5

Ps. 关闭服务器时，在命令行敲 Ctrl + C，如果通过 Ctrl + Z 或者直接关闭命令行窗口界面的方式来退出服务器，会导致服务器监听的端口一直被占用，再次重启服务器时会失败。此时要么修改服务器监听的端口，要么将原端口所对应的进程杀掉。

杀指定端口进程方法，通过 lsof -i:端口号 查看端口对应PID， 然后 kill -9 PID

杀掉node相关的进程

image6

OTA服务器实现

ota更新文件

在项目根目录下创建文件夹 ota_file，将更新文件命名为 update.zip 放在该目录下

image7

路由实现

获取更新信息

通过 /update_info 请求更新信息，将设备当前的版本信息作为参数，例如 http://localhost:3000/update_info?versionName=v01

直接打开文件 routes/index.js，看到代码

/* GET home page. */
router.get('/', function(req, res, next) {
  res.render('index', { title: 'Express' });
});

大概可以理解为，对于 / 请求，服务器会通过代码 res.render(‘index’, { title: ‘Express’ });，将指定页面返回到浏览器，即我们看到的页面。

对于 /update_info 请求，我们实现个类似的处理方式

具体代码：

router.get('/update_info', function(req, res, next) {
    var name = req.query.versionName;
    console.log('current version:' + name);

    var info = {
        'url': '/ota_file/update.zip',
        'updateMessage': 'Fix bugs.',
        'versionName': 'v2',
        'md5': ''	                        
	};

    var dir = process.cwd() + '/ota_file'
    var filePath = path.join(dir, 'update.zip');
    var md5 = getFileMD5(filePath);
    info.md5 = md5;

    res.writeHead(200, {'Content-Type': 'application/json;charset=utf-8'});
  	res.end(JSON.stringify(info));
});

当我们在浏览器输入 http://localhost:3000/update_info?versionName=v01 便会运行到该处代码

var name = req.query.versionName;

获取请求中 versionName 参数的值。

检测是否有更新时，设备会将当前版本做为参数发送到服务器，通过与服务器最新的版本进行对比以决定是否需要升级。

var info = {
    'url': '/ota_file/update.zip',
    'updateMessage': 'Fix bugs.',
    'versionName': 'v2',
    'md5': ''	                        
};
  • url：更新文件的下载地址
  • updateMessage：用来描述新版本的更新信息
  • versionName：新版本的版本名称
  • md5：更新文件的md5值，用来和设备下载完成的更新包后md5值对比，保证下载完成的文件和服务器的文件一致

获取更新文件的md5值，filePath 为更新文件的目录

var dir = process.cwd() + '/ota_file'
var filePath = path.join(dir, 'update.zip');
var md5 = getFileMD5(filePath);
info.md5 = md5;

最后将 info 转成 json 格式返回

res.writeHead(200, {'Content-Type': 'application/json;charset=utf-8'});
res.end(JSON.stringify(info));

Android设备最终获取到json格式的数据，通过特定字段将对应的值解析出来。

getFileMD5 函数用来获取文件md5值，实现代码：

function getFileMD5(filePath) {
    var buffer = fs.readFileSync(filePath);
    var fsHash = crypto.createHash('md5');

    fsHash.update(buffer);
    var md5 = fsHash.digest('hex');
    console.log("文件的MD5是：%s", md5);

    return md5;
}

一些处理操作用到了系统特定的模块，使用前需要引入

var express = require('express');
var router = express.Router();

// add module
var fs = require('fs');
var path = require('path');
var crypto = require('crypto');

加上代码后，重新运行服务器，进行更新信息的请求，可以看到浏览器返回了对应的json数据

image8

提供文件下载

返回的json数据中可看到其中

'url': '/ota_file/update.zip'

/ota_file/update.zip 即为我们下载文件的路径

文件的下载路由实现代码

router.get('/ota_file/:filename', function(req, res, next) {
    var filename = req.params.filename;
    var dir = process.cwd() + '/ota_file'
    var filePath = path.join(dir, filename);

    fs.exists(filePath, function(exist) {
        if (exist) {
            console.log('downloading:' + filename);
            res.download(filePath); 
        }
        else {
            res.set('Content-type', 'text/html');
            res.end('File not exist.');
        }
    });
});

/ota_file/update.zip 中的 update.zip 对应 /ota_file/:filename 中的 filename，所以下载请求的文件名可通过 filename 参数获取

var filename = req.params.filename;

通过文件名合成文件路径

var dir = process.cwd() + '/ota_file'
var filePath = path.join(dir, filename);

fs.exists 检验指定文件路径是否存在，若是则进行文件下载

服务器的文件下载通过内置的 download 方法实现。

res.download(filePath);

download 方法实现了http的断点续传协议，用浏览器下载时可尝试暂停下载，再继续下载时会延续之前的下载进度。

Ps. 下载也可通过打开文件将数据流写到客户端的方式来实现，不过过程略麻烦，若要实现断点续传还得根据http协议range属性自行处理。

文件下载实现完成后，重启服务器生效，浏览器输入 localhost:3000/ota_file/update.zip，回车后可看到文件下载到了本地

image9

以上

服务器大概实现完成。实际生产环境中的处理流程会做更多判断和容错，这里只做了简单处理，用来方便给后续Android OTA升级提供测试。

源码地址

关注 ota/routes/index.js 文件即可

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