android中的ping命令使用

前言

在做Android开发时，有时我们需要知道设备的网络好不好，光看手机上的信号格数是不准确的，比如在广州南站，人那么多，如果带宽不够的话，虽然你看着信号是满格的，但是网速也会很慢，有些地方，人少，信号也满格，但是网速也慢，所以不能光看信号强度，还是得通过ping命令来看网速比较可靠。

在Android的实际开发中，我们公司开发了音视频通讯App，安装在了客户的设备上，客户说，哎，怎么看不到视频啊，你这App不行啊，每次遇到这种问题我们就会说，是你的网络不行啊。啊哈，很搞笑，一有问题我们就会说是客户的网络不好导致的，但是每次你这么说的话也不太好啊，你要拿出证据来啊，客户说他信号明明是满格的呀！所以解决方案就是在App上面增加ping的功能，这样看网络好不好就比较有理有据了。当然，我们也可以远程ping，就是通过网络给客户的app发命令，app收到命令后就开始ping，ping完之后把结果通过网络再传到我们这边的app上，这样我们就可以远程查看客户的网络情况了。

ping的含义

来自百度百科，ping （Packet Internet Groper）是一种因特网包探索器，用于测试网络连接量的程序 。Ping是工作在 TCP/IP网络体系结构中应用层的一个服务命令， 主要是向特定的目的主机发送 ICMP（Internet Control Message Protocol 因特网报文控制协议）Echo 请求报文，测试目的站是否可达及了解其有关状态。

ping用于确定本地主机是否能与另一台主机成功交换(发送与接收)数据包，再根据返回的信息，就可以推断TCP/IP参数是否设置正确，以及运行是否正常、网络是否通畅等。

Windows中的ping命令

Windows中的ping命令可以通过 -l 设置发送数据包的大小，通过 -w 可以设置超时时间，示例如下：

如上图，-l 128设置了发送的数据包为128 bytes，不设置的话默认是32 bytes，-w 4000设置了超时时间为4000毫秒（不写的话，默认好像超时也是4000毫秒），Windows默认是ping四次，所以出现了4行的超时（Request timed out.），ping返回结果分析如下：

• Pinging 192.168.124.88 with 128 bytes of data: 这说明正在ping 192.168.124.88，数据包大小为128 bytes
• Request timed out. 这说明ping超时了都没有收到192.168.124.88主机的回应。
• Ping statistics for 192.168.124.88: 说明这是ping 192.168.124.88的结果分析。
• Packets: Sent = 4, Received = 0, Lost = 4 (100% loss),
  - Sent = 4，说明总共发送了4个数据包
  - Received = 0，说明所有发出去的数据包中收到回应的个数为0个
  - Lost = 4，说明发送的数据包中有4个包丢失了（即没有收到回应）
  - 100% loss 说明所有发送的数据包中100%的数据包都丢失了

正常能ping通的效果图如下：

这里可以看到，ping百度的域名，它解析到百度的ip为220.181.38.148，非常的快，发送128 bytes只需要37ms即可收到响应。返回结果分析如下：

• Pinging baidu.com[220.181.38.148] with 128 bytes of data: 这说明正在ping baidu.com[220.181.38.148] ，数据包大小为128 bytes
• Reply from 220.181.38.148: bytes=128 time=37ms TTL=50
  - Reply from 220.181.38.148: 这说明发送到220.181.38.148的数据包收到回应了
  - bytes=128，说明发送的数据包大小为128 bytes
  - time=37ms，说明数据包从发送出去到接收到回应，花了37毫秒时间。网络好不好就看这个时间了，像37毫秒就是网络非常好的了，在公司测试发现100毫秒上下也是OK的，数字越小越好，具体数字多大就会卡呢，自己试罢，反正如果你发现卡的时候，就看看这个数字是多少，慢慢的你就知道什么数字是好的，什么数字是差的了。
  - TTL=50，TTL（Time To Live，生存周期）：每经过一次路由该值自减1，直至减到0时该IP包会被丢弃。通过这样的设置可以在路由遇到死循环时，避免IP包在环内不停转发，但不能达到目的地。
• Approximate round trip times in milli-seconds: 往返行程的估计时间
• Minimum = 37ms, Maximum = 38ms, Average = 37ms
  - 最短 = 37ms，即使用时间最短的那个数据包发送接收的使用时间
  - 最长 = 38ms，即使用时间最长的那个数据包发送接收的使用时间
  - 平均 = 37ms，即所有的数据包平均的发送和接收的使用时间

因为默认只ping四次，所以如果需要一直ping的话可以通过加 -t 参数，示例如下：

这时它就会一直ping，直到我们按Ctrl + C才会停止。

关于TTL，一般用默认值就行，为了方便理解，我们修改一下这个参数，使用 -i 可以修改，比如改成5次，然后ping baidu，看经过5次路由能否达到百度，如下：

啊哈，竟然会超时出现，我网络好的很，哎，也不追究这个为什么会出现超时了，反正网上是这么说的：TTL数值每经过一次路由就会减1，如果到0时还没有达到目标主机，就会返回失败了，返回的内容的就是上面的“Reply from 219.158.8.85: TTL expired in transit.”，中文含义为“来自 219.158.8.85的回复：TTL在传输过程中过期了。”

Android中的ping命令

在命令行中进入shell：

adb shell

执行效果如下：

这时，我们就可以输入ping命令执行了，如下：

和windows不同，windows默认只ping4次，而linux默认会不停地ping，直到我们按下Ctrl + C才停止。

在我的Android项目需求中，不能一直ping，只需要ping一段时间即可，通过 -c 命令可以指定ping的次数，比如设置成只ping4次，如下：

如上图，可以看到，Linux的ping返回结果和Windows的差不多，相同的我就不重复解释了，只说不同点，如下：

• PING baidu.com (220.181.38.148) 56(84) bytes of data. 这里的56(84)，56指的是数据包的大小为56bytes，84是什么我就不知道了，似乎括号里的这个数值和不带括号的总是相差28。下面一行我们看到有64 bytes，和56 bytes相差8。
• icmp_seq=1 ping序列，从1开始，干嘛用的？我也不知道，在ping的时候你可以通过这个值了解到这是发送的第几个数据包了。
• 4 packets transmitted, 4 received, 0% packet loss, time 3011ms
  - 4 packets transmitted，说明传输了4个包
  - time 3011ms 这是个什么时间？我也不知道，懒的去查了，开始我以为是整个ping过程所花的总时间，后来打开计时器看发现并不是。
• rtt min/avg/max/mdev = 40.851/53.571/58.797/7.373 ms，rtt是舍意思？我也不知道，懒得查了，后面的，min是最短，avg是平均，max是最长，mdev？，我也不知道，懒得查。这里的最短、平均、最长和Widnows的是一样的含义，不多解释了。

在网络不好时，会发现ping命令一直没有输出内容，如下：

于是就想说，设置个超时时间吧，通过-W可以设置超时时间，这里我设置了超时为1000，我不知道这个1000是个什么单位，是毫秒啊，还是秒？测试发现在我网络不通的时候一直不结束，有可能这个单位是秒，所以超时时间就很长，那我就当它单位是秒吧，设置为10再试一下，发现还是没结果，如下：

那我设置ping的次数为4次，再试一下，如下：

我使用计时器看了一下，大概13秒结束返回结果，搞不懂这个-W设置的超时是个什么原理，跟Windows不一样啊，Windows是每发送一个数据包，如果超时了就会打印一行Request timed out，按照这个逻辑的话上面应该打印4行Request timed out，而且总时间应该是40秒，因为超时是10秒，ping 4次，如果4次都超时则为40秒，这才是正常行为，但是不知道为什么Android上这么奇怪，是因为Android修改过这个Linux底层了吗？带着这个疑问，我打开了我华为云上的Linux主机，发现效果是一样的，如下：

这说明Linux的超时设置就是有问题的！完全没有Windows的那个效果。这里有一篇文章在说为什么Linux ping超时了没有回显消息：https://www.cdsy.xyz/computer/network/230206/cd40276.html，文章大长了，我也懒得去慢慢看，这个超时参数不管用那我只能不用它了。

那在做Android开发时，如果网络不好ping命令一直不返回也不行啊，怎么结束ping操作啊？，我发现把ping的那个线程中断也不管用。

只输入ping就按回车，可以看到ping命令的所有参数，如下：

如上图，有一个参数为：-w deadline，注，这是小写的w，deadline中文含义为“最后期限”，其作用就是设置整个ping过程的时间，这个功能非常符合我的项目需求，我就是想要设置ping多久，比如我想设置ping30秒，我不管你30秒ping了多少次，我也不管你超时时间是多少，我也不管你网络好不好，反正30秒之后你一定要给我结束，使用如下：

我开计时器了，确实是30秒之后就结束了。

总结

ping命令的参数很多，但是真正在用的时候需要的参数也就一两个，所以掌握这一两个就够了。Windows中的ping用-l和-t参数就够了，Linux中的ping用-s和-w就够了，超时时间一般是不用设置的，用默认的就好了。

1. Windows ping简单使用：ping -l 128 -t baidu.com
   - l 设置数据包大小为128 bytes
   - t 设置一直不停地ping
   - 示例如下：
   
2. Linux ping简单使用：ping -s 120 -w 20 baidu.com
   - s 设置数据包大小为120 bytes，实际发送数据包时是128bytes，据说是会包含一些头信息什么的需要额外的8bytes，据我的实验，在Android手机中，默认是1秒ping一次，包含超时时间在里面，比如ping 20秒，不管网络好与不好，20秒后，看统计信息会显示发送的刚好是20个包。
   - w设置总的ping时间为20秒
   - 示例如下：
   
3. 查看ping参数说明
   • Windows直接输入ping即可，如下：
     
   • Linux也是直接输入ping，如下：
     
     如果是在Linux电脑（在Android系统上不行），还可以使用man ping查看ping命令的详细使用手册，如下：
     
     
     这个手册非常详细，从这里可以看到-w和-W的单位为秒，百度里找到的文章大多数说是毫秒，真是一个个都是转载别人的，一个错个个错，所以，尽量找官网文档看，比较准确。

Android中使用代码完成Ping功能

重点：Android使用此函数来执行ping命令：Runtime.getRuntime().exec(“ping -s 56 -w 30 192.168.1.8”)，这个函数执行之后会返回一个Process进程对象，通过读取这个进程的两个输入流即可获取到ping的结果，需要注意的是，系统是有可能交替往这两个流里面写入数据的，所以我们需要开两个线程同时读取这两个流（百度的文章里全是一个线程进行读取的），这里使用到了线程的合并功能（join()函数），通过join()函数可以实现让两个线程先执行完，所以这个示例中完美的展示了join()函数的使用，大家可以深刻体会到该函数的作用是怎样的，准确的说，join()函数并不是线程合并函数，而是一个等待函数，比如在A线程里调用了B线程的join()函数，则A线程就等着不动了，等到B线程执行结束了A线程才继续接着往下执行。

先上一个效果图：

这里设置ping的ip为百度的ip，ping 5秒钟，数据包大小为64字节，点击Start Ping按钮，效果如下：

代码如下：

1、首先开启ViewBinding功能，在build.gradle中配置，如下：

android {
    compileSdkVersion 30
    buildToolsVersion "30.0.3"

    buildFeatures {
        viewBinding true
    }
}

2、界面布局：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:orientation="vertical"
    android:paddingTop="16dp"
    android:paddingBottom="16dp"
    tools:context=".MainActivity">

    <androidx.recyclerview.widget.RecyclerView
        android:id="@+id/recyclerView"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="0dp"
        android:layout_weight="1" />

    <LinearLayout
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:orientation="horizontal"
        android:layout_marginLeft="16dp"
        android:layout_marginRight="16dp">

        <TextView
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:textSize="16dp"
            android:text="Ping IP: "
            tools:ignore="SpUsage" />

        <EditText
            android:id="@+id/etIp"
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:textSize="16dp"
            android:inputType="phone"
            android:text="39.156.69.79"
            tools:ignore="Autofill,SpUsage" />

    </LinearLayout>

    <LinearLayout
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:orientation="horizontal"
        android:layout_marginLeft="16dp"
        android:layout_marginRight="16dp">

        <TextView
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:textSize="16dp"
            android:text="Ping多久(单位为秒): "
            tools:ignore="SpUsage" />

        <EditText
            android:id="@+id/etTime"
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:textSize="16dp"
            android:inputType="number"
            android:text="5"
            tools:ignore="Autofill,SpUsage" />

    </LinearLayout>

    <LinearLayout
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:orientation="horizontal"
        android:layout_marginLeft="16dp"
        android:layout_marginRight="16dp">

        <TextView
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:textSize="16dp"
            android:text="数据包大小（单位为字节）: "
            tools:ignore="SpUsage" />

        <EditText
            android:id="@+id/etSize"
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:textSize="16dp"
            android:inputType="number"
            android:text="64"
            tools:ignore="Autofill,SpUsage" />

    </LinearLayout>

    <Button
        android:gravity="center"
        android:id="@+id/btnStartPing"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="Start Ping"
        android:textAllCaps="false"
        android:textColor="@android:color/white"
        android:textSize="16dp"
        android:layout_marginLeft="16dp"
        android:layout_marginRight="16dp"
        tools:ignore="SpUsage" />

</LinearLayout>

3、代码：

class MainActivity : AppCompatActivity() {

    private lateinit var binding: ActivityMainBinding
    private lateinit var mAdapter: MyAdapter
    private val lines = ArrayList<String>()

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        binding = ActivityMainBinding.inflate(layoutInflater)
        setContentView(binding.root)

        mAdapter = MyAdapter()
        binding.recyclerView.layoutManager = LinearLayoutManager(this)
        binding.recyclerView.adapter = mAdapter
        binding.btnStartPing.setOnClickListener {
            thread { ping() }
        }
    }

    private fun ping() {
        val ip = binding.etIp.text.trim().toString()
        val sizeStr = binding.etSize.text.trim().toString()
        val time = binding.etTime.text.trim().toString()
        if (ip.isBlank()) {
            runOnUiThread { Toast.makeText(this, "请输入IP", Toast.LENGTH_SHORT).show() }
            return
        }
        if (sizeStr.isBlank()) {
            runOnUiThread { Toast.makeText(this, "请输入数据包大小", Toast.LENGTH_SHORT).show() }
            return
        }
        if (time.isBlank()) {
            runOnUiThread { Toast.makeText(this, "请输入要ping多久", Toast.LENGTH_SHORT).show() }
            return
        }

        if (!isValidIpAddress(ip)) {
            runOnUiThread {
                AlertDialog.Builder(this)
                    .setTitle("提示")
                    .setMessage("您输入的IP地址格式有误，请修正！")
                    .show()
            }
            return
        }

        runOnUiThread {
            binding.btnStartPing.isEnabled = false
            lines.clear()
            addData("Ping开始")
        }

        val size = sizeStr.toInt() - 8
        val command = "ping -s $size -w $time $ip"

        // 注：正常ping数据和错误ping数据可能会交替输出，所以需要开两个线程同时读取
        val process = Runtime.getRuntime().exec(command)
        val inputStreamThread = readData(process.inputStream) // 读取正常ping数据
        val errorStreamThread = readData(process.errorStream) // 读取错误ping数据

        // 等待两个读取线程结束
        inputStreamThread.join()
        errorStreamThread.join()

        runOnUiThread {
            addData("Ping结束")
            binding.btnStartPing.isEnabled = true
        }
    }

    private fun readData(inputStream: InputStream?) = thread {
        try {
            BufferedReader(InputStreamReader(inputStream)).use { reader ->
                var line: String?
                while (reader.readLine().also { line = it } != null) {
                    val lineTemp = line!!
                    runOnUiThread { addData(lineTemp) } // 这里切换到了UI线程，子线程继续执行时可以已经把line对象又赋值为null了，所以使用了lineTemp来预防值被重新赋值
                }
            }
        } catch (e: Exception) {
            runOnUiThread { addData("出现异常：${e.javaClass.simpleName}: ${e.message}") }
        }
    }

    private fun addData(data: String) {
        lines.add(data)
        refreshListView()
    }

    private fun refreshListView() {
        mAdapter.notifyDataSetChanged()
        binding.recyclerView.scrollToPosition(lines.size - 1)
    }

    /**
     * 验证给定的ip地址是否有效
     * @param ip
     */
    private fun isValidIpAddress(ip: String?): Boolean {
        if (ip.isNullOrBlank()) return false
        val regex = "(2(5[0-5]{1}|[0-4]\\d{1})|[0-1]?\\d{1,2})(\\.(2(5[0-5]{1}|[0-4]\\d{1})|[0-1]?\\d{1,2})){3}"
        val pattern = Pattern.compile(regex)
        val matcher = pattern.matcher(ip)
        return matcher.matches()
    }

    internal inner class MyViewHolder(itemView: View) : RecyclerView.ViewHolder(itemView) {
        var textView: TextView = itemView.findViewById(android.R.id.text1) as TextView
    }

    internal inner class MyAdapter : RecyclerView.Adapter<MyViewHolder>() {

        override fun onCreateViewHolder(parent: ViewGroup, viewType: Int): MyViewHolder {
            return MyViewHolder(View.inflate(parent.context, android.R.layout.simple_list_item_1,null))
        }

        override fun onBindViewHolder(holder: MyViewHolder, position: Int) {
            holder.textView.text = lines[position]
        }

        override fun getItemCount(): Int {
            return lines.size
        }
    }
}

也可从码云中下载完整代码：https://gitee.com/daizhufei/android-ping