CatShare原理实战篇(3)：在Android里内嵌Ktor+Netty HTTPS服务器，WebSocket协议与ZIP流式传输
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项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ca/CatShare
CatShare 是一款开源的 Android 互传应用，模仿各大品牌手机间的"互传"体验：用蓝牙发现附近设备，通过 Wi-Fi Direct 点对点直连，发送和接收文件与文本。本文是"原理实战"系列第 3 篇，带你拆解它的传输层核心：如何在 Android App 内部嵌入一个 Ktor + Netty 的 HTTPS 服务器，用 WebSocket 协议完成信令握手，并借助 ZIP 流式传输实现满速文件互传。
🏗️ 为什么要在 App 里跑一个"服务器"？
CatShare 的互传链路由三个通道分工协作：
| 蓝牙 LE（BLE） | 发现设备、交换公钥、传递 Wi-Fi Direct 连接信息 | 低 |
| Wi-Fi Direct | 免路由器组网，相当于两台设备间"拉网线" | 高 |
| HTTPS + WebSocket | 真正的数据通道，文件从这里流过 | 高 |
它的设计哲学是：发送方临时充当服务器，接收方临时充当客户端。整个过程中，只有发送方运行 Ktor 服务器，接收方只运行一个 Ktor HttpClient，传输结束后服务器立即关闭。
- 发送方（服务器端）：P2pSenderService.kt
- 接收方（客户端）：P2pReceiverService.kt
🔐 搭建内嵌 HTTPS 服务器：三个关键点
关键点 1：一行 embeddedServer 启动 Netty 引擎
Ktor 的 embeddedServer(Netty) 把一个完整的 HTTP 服务器直接嵌入 App 进程，无需独立部署：
val httpServer = embeddedServer(Netty, configure = {
val keyStore = buildKeyStore {
certificate("sampleAlias") {
password = "foobar"
domains = listOf("127.0.0.1", "0.0.0.0", "localhost")
}
}
sslConnector(keyStore = keyStore, keyAlias = "sampleAlias", …) {
port = 0
}
enableHttp2 = false
}) {
install(WebSockets)
// 路由：/websocket 与 /download
}
关键点 2：自签名证书 + 随机端口，用完即弃
- buildKeyStore 由 ktor-network-tls-certificates 在运行时自动生成自签名证书，无需在打包时携带任何证书文件，每次传输都是一份全新证书；
- sslConnector 设置 port = 0，让系统分配一个空闲端口，启动后通过 resolvedConnectors().first().port 取出实际端口（P2pSenderService.kt），这个端口会随连接信息一起交给接收方。
关键点 3：接收方为什么敢"跳过证书校验"？
因为证书是发送方随机生成的自签名证书，接收方无法提前预装。接收端通过 FakeTrustManager.kt 信任一切：
class FakeTrustManager : X509TrustManager {
override fun checkClientTrusted(…) { } // 空实现
override fun checkServerTrusted(…) { }
override fun getAcceptedIssuers() = emptyArray()
}
这并非裸奔：整个 Wi-Fi Direct 网络是隔离的临时组网，接入凭证（SSID/PSK/端口）只能通过加密的 BLE 通道获得，外部设备根本无法路由到该服务器，"安全"由链路隔离而非 CA 体系保证。
📡 WebSocket 信令：一条连接上跑 4 类消息
文件走 HTTP 下载，控制指令则全部复用同一条 WSS 连接（wss://<组网IP>:<端口>/websocket）。消息格式极简，一行文本：
type:id:name?payload
// 例如：action:1:sendRequest?{"taskId":"42","fileName":"cat.png","fileCount":1,"totalSize":1024}
解析正则定义在 WebSocketMessage.kt。完整握手时序：
发送方还设置了层层超时：等待 WS 连接 10 秒、握手 5 秒、开始传输 30 秒（P2pSenderService.kt），任何一步卡住都会给出明确报错，不会无声挂起。
📦 ZIP 流式传输：为什么不用多个 HTTP 请求逐文件发？
发送端：边读边压，不落盘
/download 路由用 respondOutputStream 把响应体直接当流用，ZipOutputStream 逐个文件写入：
call.respondOutputStream(ContentType.Application.Zip) {
ZipOutputStream(this).use { zo ->
for ((i, rf) in task.files.withIndex()) {
cr.openInputStream(rf.uri)!!.use { ist ->
zo.putNextEntry(ZipEntry("$i/${rf.name}"))
// 4MB 缓冲，读完写入，累计进度
}
}
}
}
两个工程细节值得借鉴（P2pSenderService.kt）：
- 4MB 缓冲区：大块读写摊薄系统调用开销；
- 进度节流：累计 1 秒才刷新一次通知，避免通知栏被高频更新卡死。
接收端：边收边解，直写 MediaStore
接收方发起 GET /download?taskId=xxx，把响应字节通道直接包成 ZipInputStream（P2pReceiverService.kt），saveArchive 逐个 entry 读文件、直写 Downloads/CatShare/，全程不需要把 ZIP 整体落盘——内存占用恒定，进度条天然连续。
在 Android 14+ 上还注册了 ZipPathValidatorCallback 来绕过对"无意义相对路径"的严格校验（P2pReceiverService.kt、ZipPathValidatorCallback.kt）。
多文件 = 1 个 HTTP 请求，配合协程取消即可随时中断传输，这是逐文件方案做不到的。
🔄 一次传输的完整生命周期（8 步）
📚 源码阅读清单
| Ktor 服务器搭建与 WebSocket 路由 | P2pSenderService.kt#L200-L294 |
| ZIP 流式写出 + 进度节流 | P2pSenderService.kt#L296-L359 |
| 客户端信任配置（FakeTrustManager） | P2pReceiverService.kt#L383-L399 |
| 流式解压直写 MediaStore | P2pReceiverService.kt#L606-L674 |
| 信令消息格式与解析 | WebSocketMessage.kt#L27-L48 |
| 依赖版本（Ktor 3.0.3） | libs.versions.toml#L8-L31 |
💡 一个容易踩的坑：release 包混淆时，记得在 proguard-rules.pro 保留 io.ktor.**，否则 Ktor 依赖反射的类被裁剪后服务器会起不来。
下一篇，我们将聊聊 BLE 侧的公钥加密握手（BleSecurity），看看 CatShare 如何在不依赖证书体系的前提下完成"设备间信任"。
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创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考
