Flutter 局域网设备发现：UDP 广播 + mDNS 双路合并，以及靠谱的在线判定与断线重连

场景：桌面端 / 移动端 App 需要发现同一局域网里的智能设备，并维持连接状态。技术栈：Flutter（macOS / Windows / iOS / Android）、dart:io 的 RawDatagramSocket、nsd 插件、dio。

"设备列表"看起来是最简单的功能：扫一扫，列出来，点一下连上。真正做下来会发现一堆问题：

设备明明在线，列表里就是不出来；
设备关机半天了，列表里还挂着；
设备重启后，App 连不回来；
用户点了 A 设备，结果被后台的自动重连"抢"去连了 B。

这篇文章讲讲我是怎么一步步解决这些问题的。

一、为什么要两路发现

我们的设备同时提供两种被发现的方式：

UDP 广播 ：设备周期性地往局域网广播一条消息，内容类似 DEVICE:<设备名>；
mDNS（Bonjour） ：设备注册一个服务，类型类似 _mydevice._tcp。

只用一种都不够：

方式	优点	缺点
UDP 广播	简单，设备在就一直有包	部分路由器/企业网络会屏蔽广播；同一端口只能有一个进程监听
mDNS	系统级支持，iOS 上最稳	设备掉电不会发"goodbye"，系统缓存会长时间认为它在线；不周期广播

所以两路并行，结果合并去重。

UDP 监听

dart 复制代码

Future<void> startUdp() async {
  // reusePort：同一台电脑上另一个 App 也监听这个端口时不冲突；Windows 不支持该选项
  _socket = await RawDatagramSocket.bind(
    InternetAddress.anyIPv4, kUdpPort,
    reusePort: !Platform.isWindows,
  );
  _socket!.listen((event) {
    if (event != RawSocketEvent.read) return;
    final dg = _socket!.receive();
    if (dg == null) return;
    final msg = String.fromCharCodes(dg.data);
    if (!msg.toLowerCase().startsWith('$kPrefix:')) return; // 过滤无关广播
    final host = dg.address.address;
    if (dg.address.type != InternetAddressType.IPv4 || host == myIp) return;
    _upsert(_udpResults, DeviceItem(name: msg.substring(kPrefix.length + 1), host: host));
  });
}

踩坑：端口占用 EADDRINUSE。App 切到后台再回来、页面销毁又重建时，旧 socket 还没释放，新的就去 bind 了。解决办法：

bind 之前先彻底清理旧 socket，并 await 一小段时间等系统释放端口；
加"正在初始化"的标志位，防止多条重试链同时去 bind；
失败有限次重试（比如 5 次、间隔 500ms），超过就放弃，避免无限刷日志；
App 在后台时不 bind。

mDNS 发现

dart 复制代码

_discovery = await startDiscovery('_mydevice._tcp', ipLookupType: IpLookupType.v4);
_discovery!.addServiceListener((service, status) {
  if (status == ServiceStatus.lost) {
    // lost 事件通常只带 name，不带地址，只能按 name 删
    _mdnsResults.removeWhere((e) => e.name == service.name);
  } else if (service.addresses?.isNotEmpty == true) {
    final ip = service.addresses!.first.address;
    // 同一设备会被重复上报，先删后加，否则列表只增不减
    _mdnsResults.removeWhere((e) => e.host == ip && e.port == '${service.port}');
    _mdnsResults.add(DeviceItem(name: service.name, host: ip, port: '${service.port}'));
  }
  _merge();
});

💡 一个和固件相关的坑：设备自己开热点（AP）时，如果 DHCP 下发了网关和 DNS，iOS 发现不了 mDNS 服务，Android 正常。设备端关掉 AP 的网关和 DNS 下发后，两端都正常了。这类问题光看 App 代码是查不出来的，需要和固件同事一起抓包。

合并与排序

dart 复制代码

void _merge() {
  final result = [..._udpResults];
  for (final m in _mdnsResults) {
    if (!result.any((e) => e.host == m.host && e.port == m.port)) result.add(m);
  }
  // 按"首次被发现的顺序"排序，避免列表跳来跳去
  result.sort((a, b) => _order.indexOf(a.host).compareTo(_order.indexOf(b.host)));
  devices.value = result;
}

排序这个细节很重要：如果每次合并都按名字或信号重新排，用户正要点的时候列表一跳，就点错了。

二、在线判定："最近广播过"或"端口此刻可达"

最初的做法是：超过 10 秒没收到广播就从列表里删掉。结果 mDNS 发现的设备会被误删------mDNS 不周期广播，正常在线也会"超时"。

反过来只信 mDNS 的状态也不行：设备直接拔电不会发 goodbye，系统缓存会把它当成在线服务继续返回很久，表现为"设备关机半天了还在列表里"。

最终的判据是：

在线 = 最近广播过或端口此刻可达

超时只表示"该复核一下了"，不代表离线。用一个定时器定期清扫：

dart 复制代码

Future<void> _sweep() async {
  if (_sweeping) return; // 探测是异步的，别让多轮清扫叠在一起
  final now = DateTime.now();
  final stale = [..._udpResults, ..._mdnsResults]
      .where((e) => now.difference(e.lastSeen) > const Duration(seconds: 10))
      .toList();
  if (stale.isEmpty) return;

  _sweeping = true;
  try {
    // 同一台设备可能在两份列表里，按 host 去重后只探一次
    final hosts = stale.map((e) => e.host).toSet();
    final alive = {for (final h in hosts) h: await _isAlive(h)};
    for (final e in stale) {
      if (alive[e.host]!) {
        e.lastSeen = DateTime.now(); // 还活着，续期
      } else {
        _udpResults.remove(e);
        _mdnsResults.remove(e);
      }
    }
    _merge();
  } finally {
    _sweeping = false;
  }
}

Future<bool> _isAlive(String host) async {
  try {
    final s = await Socket.connect(host, kHttpPort, timeout: const Duration(seconds: 2));
    s.destroy();
    return true;
  } catch (_) {
    return false;
  }
}

为什么一定要有定时器？ 因为"删除"如果只在收到广播时触发，设备全部关机后就再也没有回调了，列表永远不会更新。

三、连接保持：HTTP 心跳 + 无上限退避重连

桌面端看图软件和设备之间不需要实时推送，所以没有用 WebSocket，而是选中设备 + HTTP 轮询：

每 5 秒请求一次设备的一个轻量接口；
连续 2 次失败才判定断开（偶发的一次超时不算）；
断开后进入重连循环。

心跳一定要探"接口"，不能只探端口

一开始心跳只探 TCP 端口，结果遇到过：端口开着但接口不可用，于是出现"心跳失败 → 断开 → 端口可达 → 立即重连 → 心跳失败......"的死循环。判断"能不能用"，要以真实接口能不能返回为准。

重连不设次数上限，只做退避

最早写的是"失败 5 次就放弃"。问题是设备开机瞬间先发广播、HTTP 服务后就绪，几次探测失败就把次数用完了，设备开机完成后反而再也连不回来。

改成无限重试 + 退避：

dart 复制代码

static Duration backoff(int fails, {required bool deviceVisible}) {
  // 设备正出现在扫描列表里，多半只是服务还没起来，用快档
  if (deviceVisible) return const Duration(seconds: 2);
  if (fails <= 1) return const Duration(seconds: 5);
  if (fails == 2) return const Duration(seconds: 10);
  return const Duration(seconds: 15);
}

"设备在扫描列表里"就用 2 秒快档，这样用户看着设备出现在列表里，几秒内就能自动连上，而不是傻等 15 秒。

四、并发连接的竞态：用"代次"代替布尔锁

最隐蔽的 bug 是这样的：

App 启动，后台开始静默重连上次的设备 A（探测需要 3 秒）；
这 3 秒内，用户手动点了设备 B；
早期用一个 isConnecting 布尔值防重入，用户的点击被拦掉了；
或者反过来：B 连上了，A 的探测结果晚回来，又把选中设备改回了 A。

解决办法是引入一个递增的代次（sequence），每发起一次连接就 +1，异步操作回来时比对代次，不是最新的就丢弃：

dart 复制代码

int _connectSeq = 0;

int _beginConnect(String host) {
  connectingHost.value = host;
  return ++_connectSeq;
}

Future<void> userTapDevice(String host) async {
  final seq = _beginConnect(host); // 用户操作从不被拦，直接作废在途的自动连接
  final ok = await _probe(host);
  if (seq != _connectSeq) return; // 已经被更新的一次连接顶替了
  if (ok) _select(host);
  _endConnect(seq);
}

Future<void> silentReconnect() async {
  if (connectingHost.value.isNotEmpty) return; // 自动连接见到在途连接就让路
  final seq = _beginConnect(savedHost);
  ...
}

/// 网络切换时：作废所有在途连接，旧网络上的结果回来也不会生效
void onNetworkChanged() => _connectSeq++;

同样的思路也用在心跳上：每次启停轮询都让 _healthGeneration++，上一轮还在路上的心跳结果回来时代次对不上，直接丢弃，不会污染新一轮的失败计数。

这其实是一个通用模式：凡是"异步操作回来时，世界可能已经变了"的场景，都可以用代次来判断结果是否过期。 搜索框联想、快速切换 Tab 加载数据、图片切换，都适用。

五、总结

发现：UDP 广播 + mDNS 双路并行，合并去重，保持稳定排序；
在线判定：最近广播过或端口此刻可达；超时只触发复核，定时器兜底清扫；
连接保持：心跳探真实接口，连续失败才断开；重连无上限 + 退避，设备可见时用快档；
竞态：用递增代次作废过期的异步结果，用户操作优先于自动操作。