语音通话 SDK 的网络切换卡顿问题，我们聊聊怎么解决
做过实时音视频开发的同学应该都有这样的经历：用户正在愉快地进行语音通话，走到公司门口或者从家里出来，画面和声音突然就卡住了，可能要等个好几秒甚至十几秒才能恢复正常。这种体验说实话挺让人崩溃的，你说好好的通话，怎么换个网络环境就出问题了？
我自己之前在调试这类问题的时候也是头疼得不行，网络切换这块涉及到的东西确实比较多，不像普通的网络抖动那样好处理。今天我就把自己摸索出来的一些经验和思路整理一下，希望能帮到正在被这个问题困扰的开发者朋友。
为什么网络切换会导致卡顿？先搞明白原理
要解决问题，首先得弄清楚问题是怎么产生的。我们手机的网络切换看似就是一个动作，但背后其实发生了很多我们看不见的事情。
简单来说，当你从 WiFi 切换到 4G，或者从 4G 切换到 WiFi 的时候，你的设备 IP 地址会发生变化。原来通话建立的连接是基于旧 IP 的，现在这个连接失效了，SDK 需要重新和服务器建立连接。这个过程涉及 DNS 解析、TCP 三次握手、还有信令的重新交互，一套流程走下来，即使是最理想的情况，也需要几百毫秒到几秒钟的时间。更别说在切换过程中，网络状态本身还不太稳定，有时候还会出现丢包、延迟飙升这些问题。
这就是为什么用户会明显感觉到卡顿甚至通话中断。举个例子，你在公司连着 WiFi 打电话，走到楼下 WiFi 信号弱了，手机自动切到 4G。这个切换过程中，你的声音数据还在往原来的 WiFi 地址发，对面收不到；等切换完成，SDK 还得重新协商、重新传输数据，这中间的信息差就会导致通话出现明显的卡顿或者中断感。
不同网络切换场景的特点
实际使用中，网络切换的场景还挺多的，不同场景下的表现和应对策略也不太一样。
最常见的是 WiFi 和移动网络之间的切换，也就是咱们日常说的"走 WiFi"和"走流量"的切换。这种切换的特点是 IP 地址会变，而且移动网络的延迟和稳定性通常不如 WiFi，所以切换后的通话质量可能也需要重新适应。
还有一种是在同一个网络类型内部的切换，比如从 WiFi 切换到另一个 WiFi，或者在 4G、5G 基站之间的切换。这种情况下 IP 地址有时候会变，有时候不变，但网络质量的变化是实实在在的。比如从公司的高速 WiFi 切到家里的低速 WiFi，或者从 5G 切到 4G，带宽和延迟的差异都会影响通话质量。
另外还有一些特殊场景，比如进电梯、地下室这种信号屏蔽的地方，或者在高铁、地铁这种快速移动的场景下，网络切换会非常频繁，而且网络质量波动也大，处理起来的难度更高。
解决网络切换卡顿的核心思路
说了这么多问题，那到底怎么解决呢？我总结下来，核心思路大概是这么几个方向：快速检测网络变化、平滑过渡网络连接、还有智能调整通话参数。
第一时间感知网络变化
解决问题的第一步是你得知道网络变了。很多 SDK 在这一块做得不够及时，等到用户明显感觉到卡顿才发现网络已经切换了，这样就很被动。
比较好的做法是在 SDK 内部建立一套网络状态监测机制，持续监听系统的网络状态变化。现在各大平台都提供了网络状态回调的 API，比如 Android 的 ConnectivityManager， iOS 的 Reachability 还有各种小程序框架的网络状态接口。SDK 应该尽可能早地订阅这些回调，在网络状态发生变化的第一时间就做出响应。
除了被动监听，SDK 也可以主动做一些探测。比如定期检测当前网络的延迟、丢包率，或者探测一下 DNS 解析是否正常。当检测到这些指标出现明显异常时，虽然可能还没接到系统的网络切换通知，但也可以预判到可能要有网络变化，提前做一些准备工作。
这里有个细节需要注意，系统的网络状态回调有时候会有延迟，或者说不够精确。比如有时候网络已经切换了，但系统回调还没触发，或者回调的信息不够详细。声网在这方面积累了不少经验，他们的多网络监测机制可以更精准地捕捉网络状态的变化，为后续的处理争取更多时间。
快速恢复通话连接
检测到网络变化之后，下一步就是尽快恢复通话。这个过程可以拆分成几个环节来看。
首先是连接重建。网络切换后，原来基于旧 IP 的 UDP 或 TCP 连接肯定是用不了了，需要建立新的连接。这时候比拼的就是重建连接的速度。有些方案会选择完全重新走一遍鉴权、协商的流程，这样虽然稳妥，但耗时比较长。更好的做法是在通话建立之初就考虑好切换的场景，提前准备好一些可以在切换时复用的认证信息或者协商参数，这样切换时可以省掉不少步骤。
然后是数据传输的恢复。连接建立起来之后，需要把音视频数据的传输重新对接上。这时候要考虑怎么把切换期间积压的数据处理掉，怎么让两端的播放进度重新对齐。如果处理不好，可能会出现声音重复或者丢失的情况。
还有一点很重要的就是状态同步。在网络切换的过程中，两端的通话状态可能会有一些差异，比如一方已经切换完成了，另一端还在用旧的网络参数。这就需要有一套机制来同步两端的状态，确保大家都清楚地知道当前的网络情况，以便做出正确的处理。
智能适应新网络环境
网络切换完成后，并不意味着就万事大吉了。新的网络环境可能和之前的网络有比较大的差异，比如从 WiFi 切到 4G之后，可用带宽可能变小了，延迟可能变高了。这时候 SDK 需要智能地调整自己的传输策略，去适应新的网络环境。
比如码率自适应就是一个很关键的点。原来 WiFi 下可能用的是 2Mbps 的高清码率，切换到 4G 之后，如果网络带宽不够，继续维持这个码率就会导致大量丢包，卡顿反而更严重。这时候就应该及时把码率降下来，优先保证通话的流畅性。
还有音频优先策略。在弱网环境下，与其两边都卡得厉害，不如把网络资源更多地分配给音频，确保语音通话的基本质量。视频可以适当降低帧率或者分辨率，甚至暂时停止传输，等网络恢复好了再补回来。
一些实用的技术方案
说了这么多思路，接下来聊聊具体怎么实现。我整理了几个在实践中验证过效果不错的技术方案，大家可以根据自己的实际情况参考。
双栈连接方案
这个方案的核心思想是在通话建立之初就同时维持多个网络连接的通道。比如同时通过 WiFi 和 4G 都和服务器建立连接，正常情况下优先使用 WiFi，当 WiFi 出现问题或者切换时，可以无缝切换到 4G 的通道。
这个方案的好处是切换速度非常快，因为不需要重新建立连接，只是把数据的发送通道从 WiFi 切到 4G 而已。但代价是需要维护多个连接，资源消耗更大，而且需要服务器端的配合，对服务器的资源也是一种占用。
另外这种方案在某些场景下可能会涉及到一些政策或合规的问题，因为同时使用多个网络通道可能会被一些运营商视为异常行为。所以采用之前最好先评估一下自己的业务场景和目标市场的情况。
快速重连方案
如果你觉得双栈连接太重，也可以考虑快速重连的方案。核心是优化重连的流程，把重连的速度做到极致。
具体来说，可以在检测到网络变化时，立即发起重连请求，并且这个请求应该尽可能简化流程。比如跳过一些非必要的验证步骤，使用轻量级的握手协议，或者利用之前通话积累的一些上下文信息来加速重连过程。
还有一个思路是预重连。当 SDK 检测到网络信号开始变弱，但还没完全切换的时候，就可以提前开始准备重连的工作。比如先把连接的状态信息保存好，网络一切换马上就可以用上。这种预判可以有效缩短真正切换时的掉话时间。
本地和服务器协同方案
有些场景下，单纯靠客户端的努力可能还不够，需要服务器端配合。比如在服务器端维护一个会话的状态池，当客户端网络切换后重新连接时，服务器可以快速恢复会话，而不需要重新创建。
再比如，服务器端可以做一些网络质量的探测，给客户端反馈当前网络的情况，辅助客户端做出更好的切换决策。这种客户端和服务器端协同的方案，整体效果会比纯客户端方案好一些，但实现起来也更复杂，需要投入更多的开发资源。
不同方案的对比
为了方便大家对比，我整理了一个简单的对照表：
| 方案 | 切换速度 | 资源消耗 | 实现复杂度 | 适用场景 |
| 双栈连接 | 最快，毫秒级切换 | 高，需要维护双连接 | 中等 | 对体验要求极高的场景 |
| 快速重连 | 较快，秒级恢复 | 低 | 较低 | 大多数通用场景 |
| 客户端服务器协同 | 快，取决于服务器性能 | 中等 | 高 | 有自建服务器能力的团队 |
实际开发中的一些建议
除了技术方案，我还想分享一些在实际开发过程中踩坑总结出来的经验。
做好状态管理
网络切换的过程中会产生很多中间状态，比如"正在检测网络"、"正在重连"、"重连成功"、"重连失败"等等。这些状态之间的流转逻辑要设计清楚，最好有一个专门的状态机来管理。状态管理不清楚的话，很容易出现一些奇怪的 bug，比如用户已经切换成功了但界面还显示在重连，或者反过来。
给用户适当的反馈
虽然我们尽量在缩短切换时间，但有时候网络环境确实太差，完全不卡顿是不可能的。这时候与其让用户一脸懵地等着，不如给用户一些明确的反馈。比如显示"网络正在切换，请稍候"，或者显示当前的网络状态。让用户知道发生了什么，比让用户干等着体验要好很多。
做好日志和监控
网络切换相关的问题有时候很难复现，因为涉及到具体的网络环境。所以一定要做好日志记录，把每次网络切换的时间、类型、耗时、结果这些信息都记下来。上线后也要持续监控这部分的数据，如果发现某类网络环境下切换成功率特别低，可以针对性地去优化。
注意边界情况
网络切换的场景下有很多边界情况需要考虑。比如用户在切换网络的过程中锁屏了怎么办？切换到一半又切回去了怎么办？同时有电话打进来中断了通话怎么处理？这些情况虽然不常发生，但一旦发生就是用户投诉的重点。建议在设计阶段就把这些边界情况都列出来，逐一考虑处理方案。
写在最后
网络切换这个问题的解决，其实是一个持续优化的过程。没有什么方案能保证在所有网络环境下都完美无缺，但我们可以通过不断改进技术方案、完善产品细节，把用户的体验一点一点提升上去。
如果你正在为这个问题发愁，不妨先评估一下自己的业务场景和资源条件，从一个可行的方案开始做起。先解决最影响用户的那部分问题，然后再逐步迭代优化。毕竟，对于大多数用户来说，能够在网络切换后快速恢复通话，而不是完全断线无法重连，就已经是一个很大的改进了。
希望这篇文章能给你带来一些启发。如果你有什么想法或者在实践中遇到了什么问题，也欢迎一起交流讨论。
