Wii's Blog

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Google Cloud Message(GCM)是Google提供給開發者使用的推播服務平台(Push Notification Service)
其前身稱為Android Cloud to Device Messaging(C2DM)，此於Android 2.2(Froyo)開始支援
在2012/6/27更名為Google Cloud Message(在Android 4.1發佈前)

GCM主要功能是透過Google的連結伺服器發佈信息給Android的裝置，藉此達到通知的功能
舉例來說：A在B的FB塗鴉牆上留言，FB將藉由推播系統通知B說"有人在你塗鴉牆留言"，這時候B的手機就會跳出通知來了唷。
不過！這個例子其實不太正確，原因是FB並不是使用GCM達到這些功能的，Facebook使用MQTT這項技術自行架設推播服務平台，這樣一來就不會受限於Google了!
若你有安裝Facebook APP的話可以在 設定 -> 應用程式管理 -> 執行中 點擊該應用程式來看即會看到如下畫面:
MqttPushService即是一支背景程式負責接收來自FB的推播訊息

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在開發上，GCM的應用主要架構如下圖所示:

(Reference: https://developer.android.com/google/gcm/gcm.html)
其中3rd-Party App Server是指由開發者所架設的伺服器，是訊息發布的來源，connection server只是當成轉傳中繼站。(至於Google公司有沒有把所有訊息備份下來我就不清楚了XD)

看到這裡可能會有人覺得納悶，為何不要直接第三方主機直接對手機傳送訊息就好?
這是由於手機有可能處於NAT網路後面，並不是固定IP，這時伺服器就無法主動找到手機發布訊息了，Connection Server就是解決連線問題的存在。
這也是許多APP應用上使用Push Notification Service的原因，至於是怎麼樣解決連線問題可以尋找一些關鍵技術: XMPP、MQTT、HTTP Binding。

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接下來將透過範例來說明整個GCM的運作過程，在開始前先提醒開發者，網路上可以找到許多GCM的實作案例，但是Google官方在Android 3.1之後將實作的部分整合成API GoogleCloudMessaging，有些實作方式已經被棄用了!

1. Get API Key

首先，想要在第三方伺服器上使用GCM的推播服務需要先向Google申請使用API的金鑰。
所以請開發者先到Google Developers Console申請專案與開啟API Key

• Create Project 創建完後即可得到所謂的SenderID即是下圖中的Project Number，這會在APP的程式中使用到。
• Apply API
• Get Server Key 按下後會詢問指定伺服器IP，可以選擇不填寫，這樣任何IP都能使用這一組金鑰，如下圖所示，紅色框起來的部分就是產生的金鑰，隨後需要放到第三方伺服器的程式碼之中。

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2. Implement 3rd-party Server
在實作第三方伺服器時有兩種選擇，主要是選擇Connection Server的種類：HTTP or XMPP。
兩者的差異可參考Android官方說明，本篇將介紹使用HTTP的方法，透過JSON檔將要推播的訊息進行封裝，藉由HTTP POST的方式傳送到Connection Server轉發給各推播對象。

這個Server主要有三個功能：註冊regID、註銷regID、推播訊息。
regID是由Android裝置向Google取得的一串識別碼，在選擇推播對象時即是使用此碼，為此Server需要將regID儲存起來，作為推播時的"收件者"。
當然有註冊就有註銷的功能，是為了讓APP端選擇終止推播服務時不會再被推播打擾，這點很重要，是因為在APP端並無法透過API註銷!這點將在後面做說明。

在此提供我實作的程式碼GCMImplement，這是依據Google官方所提供的範例程式修改而成(沒甚麼改才對XD)。
這邊提供我實作上的步驟與問題：
我使用的IDE是Intellij與架設Tomcat Server。

• Create Project
  
  如果是第一次設定的下需要指定Tomcat Server的家目錄位址
  

• Modify API Key
  在[project_home]/web/WEB-INF/classes/api.key檔案中，將在Developers Console取得的API KEY換上即可。

• Error – no json library with gcm server API
  Google所提供的範例程式碼會使用到JSON的library，創建新專案實並不會導入及編譯。
  可以透過下列方法解決：
  File -> Project Structure -> Libraries -> "+" -> "com.googlecode.json-simple:json-simple:1.1"
  

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3. Implement Client(APP)
由於APP要使用GCM需要用到額外的libraries，所以在實作前請確認Android SDK是否有下載必要的library。

在APP這邊主要歸分為三大類功能：取得regID、註冊或註銷regID、處理推播訊息

• 取得regID
  在取得regID的部分主要透過API GoogleCloudMessaging進行，將想要接收的SenderID進行註冊，SenderID可以是多個來源。
  主要程式碼如下：

  String[] SENDER_ID = {"1011748981590", "75870242865"};
  GoogleCloudMessaging gcm;
  gcm = GoogleCloudMessaging.getInstance(getApplicationContext());
  String regid = gcm.register(SENDER_ID);
  

  
  

• 註冊或註銷regID
  向Server註冊或註銷的功能主要都在ServerUtilities.java這支程式裡。在取得regID後，即可透過HTTP Request(POST)的方式將regID送至第三方伺服器進行儲存。而在用戶端如果想要終止推播功能的話，則可透過向Server註銷regID的方式達成。這時有人可能會問，GoogleCloudMessaging有提供unregister的API使用，怎麼還要註銷在Server所儲存的regID?
  官方的解釋為unregister的功能為使用在更新取的新的regID使用，註銷後重新透過register功能再向Google索取新的ID，經過測試確實unregister功能呼叫後，APP仍可接收到由Server推播出來的訊息。

• 處理推播訊息
  在處理推播訊息上，由前面介紹的內容可知，GCM機制透過內建於Android系統內的Gcm service發送廣播(Broadcast)給各APP，所以在APP的部分就由BroadcastReceiver進行接收處理。
  
  由於應用程式常不在前景運作，故BroadcastReceiver會啟動Service去處理相關的事情，在程式碼中的GcmIntentService.java即是處理訊息的Service，將由GcmService傳來的Intent擷取出Bundle找出夾帶訊息，所要得出的值(value)需要一把鑰匙(key)，這個鑰匙及是在第三方伺服器傳送時使用Message API實所封裝的，如下列程式碼中的"message"

  Message message = new Message.Builder().addData("message", userMessage).build();
  

  
  至於Connection Server到手機的這個步驟可以透過adb shell command看到手機一直使用HTTP Binding的方式連結著Server，如下圖所示。