Обзор Wi-Fi Direct (одноранговая или P2P)

Wi-Fi Direct (P2P) позволяет устройствам с соответствующим оборудованием подключаться друг к другу напрямую через Wi-Fi без промежуточной точки доступа. Используя эти API-интерфейсы, вы можете обнаруживать другие устройства и подключаться к ним, если каждое из них поддерживает Wi-Fi P2P, а затем обмениваться данными через быстрое соединение на расстояниях, гораздо больших, чем соединение Bluetooth. Это полезно для приложений, которые обмениваются данными между пользователями, таких как многопользовательские игры или приложения для обмена фотографиями.

API-интерфейсы Wi-Fi P2P состоят из следующих основных частей:

• Методы, которые позволяют обнаруживать, запрашивать и подключаться к одноранговым узлам, которые определены в классе WifiP2pManager .
• Прослушиватели, позволяющие получать уведомления об успешном или неудачном вызове метода WifiP2pManager . При вызове методов WifiP2pManager каждый метод может получить определенного прослушивателя, переданного в качестве параметра.
• Намерения, которые уведомляют вас об определенных событиях, обнаруженных платформой Wi-Fi P2P, таких как разрыв соединения или недавно обнаруженный узел.

Вы часто будете использовать эти три основных компонента API вместе. Например, вы можете предоставить WifiP2pManager.ActionListener для вызова discoverPeers() , чтобы методы ActionListener.onSuccess() и ActionListener.onFailure() могли уведомлять вас. Намерение WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION также передается в широковещательном режиме, если метод discoverPeers() обнаруживает, что список одноранговых узлов изменился.

Обзор API

Класс WifiP2pManager предоставляет методы, позволяющие вам взаимодействовать с оборудованием Wi-Fi на вашем устройстве, например, обнаруживать одноранговые узлы и подключаться к ним. Доступны следующие действия:

Таблица 1. Методы Wi-Fi P2P

Методы WifiP2pManager позволяют передавать прослушиватель, чтобы платформа Wi-Fi P2P могла уведомлять вашу активность о статусе вызова. Доступные интерфейсы прослушивателей и соответствующие вызовы методов WifiP2pManager , использующие прослушиватели, описаны в таблице 2.

Таблица 2. Прослушиватели Wi-Fi P2P

API-интерфейсы Wi-Fi P2P определяют намерения, которые передаются при возникновении определенных событий Wi-Fi P2P, например при обнаружении нового узла или при изменении состояния Wi-Fi устройства. Вы можете зарегистрироваться для получения этих намерений в своем приложении, создав широковещательный приемник , который обрабатывает эти намерения:

Таблица 3. Назначение Wi-Fi P2P

Создайте широковещательный приемник для целей Wi-Fi P2P.

Приемник широковещательной рассылки позволяет вам получать намерения, транслируемые системой Android, чтобы ваше приложение могло реагировать на интересующие вас события. Основные шаги по созданию приемника широковещательной рассылки для обработки намерений Wi-Fi P2P следующие:

1. Создайте класс, расширяющий класс BroadcastReceiver . В качестве конструктора класса вы будете использовать параметры WifiP2pManager , WifiP2pManager.Channel и активности, в которой будет зарегистрирован этот широковещательный приемник. Это позволяет широковещательному приемнику отправлять обновления активности, а также иметь доступ к Wi-Fi. Fi оборудование и канал связи при необходимости.

2. В приемнике широковещательной рассылки проверьте интересующие вас намерения в методе onReceive() . Выполните любые необходимые действия в зависимости от полученного намерения. Например, если получатель широковещательной рассылки получает намерение WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION , вы можете вызвать метод requestPeers() , чтобы получить список обнаруженных в данный момент одноранговых узлов.

Следующий код показывает, как создать типичный приемник вещания. Получатель широковещательной рассылки принимает объект WifiP2pManager и действие в качестве аргументов и использует эти два класса для надлежащего выполнения необходимых действий, когда получатель широковещательной рассылки получает намерение:

/**
* A BroadcastReceiver that notifies of important Wi-Fi p2p events.
*/
class WiFiDirectBroadcastReceiver(
       private val manager: WifiP2pManager,
       private val channel: WifiP2pManager.Channel,
       private val activity: MyWifiActivity
) : BroadcastReceiver() {

   override fun onReceive(context: Context, intent: Intent) {
       val action: String = intent.action
       when (action) {
           WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION -> {
               // Check to see if Wi-Fi is enabled and notify appropriate activity
           }
           WifiP2pManager.WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION -> {
               // Call WifiP2pManager.requestPeers() to get a list of current peers
           }
           WifiP2pManager.WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION -> {
               // Respond to new connection or disconnections
           }
           WifiP2pManager.WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION -> {
               // Respond to this device's wifi state changing
           }
       }
   }
}

/**
* A BroadcastReceiver that notifies of important Wi-Fi p2p events.
*/
public class WiFiDirectBroadcastReceiver extends BroadcastReceiver {

   private WifiP2pManager manager;
   private Channel channel;
   private MyWiFiActivity activity;

   public WiFiDirectBroadcastReceiver(WifiP2pManager manager, Channel channel,
           MyWifiActivity activity) {
       super();
       this.manager = manager;
       this.channel = channel;
       this.activity = activity;
   }

   @Override
   public void onReceive(Context context, Intent intent) {
       String action = intent.getAction();

       if (WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION.equals(action)) {
           // Check to see if Wi-Fi is enabled and notify appropriate activity
       } else if (WifiP2pManager.WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION.equals(action)) {
           // Call WifiP2pManager.requestPeers() to get a list of current peers
       } else if (WifiP2pManager.WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION.equals(action)) {
           // Respond to new connection or disconnections
       } else if (WifiP2pManager.WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION.equals(action)) {
           // Respond to this device's wifi state changing
       }
   }
}

На устройствах под управлением Android 10 и более поздних версий следующие широковещательные намерения являются неприкрепляемыми:

WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION

Приложения могут использовать requestConnectionInfo() , requestNetworkInfo() или requestGroupInfo() для получения текущей информации о соединении.

WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION

Приложения могут использовать requestDeviceInfo() для получения информации о текущем соединении.

Создайте приложение Wi-Fi P2P.

Создание приложения Wi-Fi P2P включает в себя создание и регистрацию широковещательного приемника для вашего приложения, обнаружение одноранговых узлов, подключение к одноранговому узлу и передачу данных одноранговому узлу. В следующих разделах описано, как это сделать.

Первоначальная настройка

Прежде чем использовать API Wi-Fi P2P, вы должны убедиться, что ваше приложение имеет доступ к оборудованию и что устройство поддерживает протокол Wi-Fi P2P. Если Wi-Fi P2P поддерживается, вы можете получить экземпляр WifiP2pManager , создать и зарегистрировать свой приемник вещания и начать использовать API-интерфейсы Wi-Fi P2P.

1. Запросите разрешение на использование оборудования Wi-Fi на устройстве и объявите, что ваше приложение имеет правильную минимальную версию SDK в манифесте Android:

   <uses-sdk android:minSdkVersion="14" />
   <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_WIFI_STATE" />
   <uses-permission android:name="android.permission.CHANGE_WIFI_STATE" />
   <uses-permission android:name="android.permission.CHANGE_NETWORK_STATE" />
   <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />
   <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_NETWORK_STATE" />
   <!-- If your app targets Android 13 (API level 33)
        or higher, you must declare the NEARBY_WIFI_DEVICES permission. -->
   <uses-permission android:name="android.permission.NEARBY_WIFI_DEVICES"
                    <!-- If your app derives location information from
                         Wi-Fi APIs, don't include the "usesPermissionFlags"
                         attribute. -->
                    android:usesPermissionFlags="neverForLocation" />
   <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION"
                    <!-- If any feature in your app relies on precise location
                         information, don't include the "maxSdkVersion"
                         attribute. -->
                    android:maxSdkVersion="32" />
   

   Помимо предыдущих разрешений, следующие API также требуют включения режима местоположения:

   • discoverPeers()
   • discoverServices()
   • requestPeers()

2. Проверьте, включен ли и поддерживается ли Wi-Fi P2P. Хорошее место, чтобы проверить это, — это ваш широковещательный приемник, когда он получает намерение WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION . Уведомляйте свою активность о состоянии Wi-Fi P2P и действуйте соответствующим образом:

   Котлин

   override fun onReceive(context: Context, intent: Intent) {
   ...
   val action: String = intent.action
   when (action) {
      WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION -> {
          val state = intent.getIntExtra(WifiP2pManager.EXTRA_WIFI_STATE, -1)
          when (state) {
              WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_ENABLED -> {
                  // Wifi P2P is enabled
              }
              else -> {
                  // Wi-Fi P2P is not enabled
              }
          }
      }
   }
   ...
   }

   Ява

   @Override
   public void onReceive(Context context, Intent intent) {
   ...
   String action = intent.getAction();
   if (WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION.equals(action)) {
      int state = intent.getIntExtra(WifiP2pManager.EXTRA_WIFI_STATE, -1);
      if (state == WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_ENABLED) {
          // Wifi P2P is enabled
      } else {
          // Wi-Fi P2P is not enabled
      }
   }
   ...
   }

3. В методе onCreate() вашей активности получите экземпляр WifiP2pManager и зарегистрируйте свое приложение в платформе Wi-Fi P2P, вызвав initialize() . Этот метод возвращает WifiP2pManager.Channel , который используется для подключения вашего приложения к платформе Wi-Fi P2P. Вам также следует создать экземпляр приемника широковещательной передачи с объектами WifiP2pManager и WifiP2pManager.Channel вместе со ссылкой на вашу активность. Это позволяет вашему приемнику вещания уведомлять о ваших действиях об интересных событиях и соответствующим образом обновлять их. Он также позволяет при необходимости манипулировать состоянием Wi-Fi устройства:

   Котлин

   val manager: WifiP2pManager? by lazy(LazyThreadSafetyMode.NONE) {
      getSystemService(Context.WIFI_P2P_SERVICE) as WifiP2pManager?
   }
   
   var channel: WifiP2pManager.Channel? = null
   var receiver: BroadcastReceiver? = null
   
   override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
      ...
   
      channel = manager?.initialize(this, mainLooper, null)
      channel?.also { channel ->
          receiver = WiFiDirectBroadcastReceiver(manager, channel, this)
      }
   }

   Ява

   WifiP2pManager manager;
   Channel channel;
   BroadcastReceiver receiver;
   ...
   @Override
   protected void onCreate(Bundle savedInstanceState){
      ...
      manager = (WifiP2pManager) getSystemService(Context.WIFI_P2P_SERVICE);
      channel = manager.initialize(this, getMainLooper(), null);
      receiver = new WiFiDirectBroadcastReceiver(manager, channel, this);
      ...
   }

4. Создайте фильтр намерений и добавьте те же намерения, которые проверяет ваш широковещательный приемник:

   Котлин

   val intentFilter = IntentFilter().apply {
      addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION)
      addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION)
      addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION)
      addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION)
   }

   Ява

   IntentFilter intentFilter;
   ...
   @Override
   protected void onCreate(Bundle savedInstanceState){
      ...
      intentFilter = new IntentFilter();
      intentFilter.addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION);
      intentFilter.addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION);
      intentFilter.addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION);
      intentFilter.addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION);
      ...
   }

5. Зарегистрируйте приемник вещания в методе onResume() вашей активности и отмените его регистрацию в методе onPause() вашей активности:

   Котлин

   /* register the broadcast receiver with the intent values to be matched */
   override fun onResume() {
      super.onResume()
      receiver?.also { receiver ->
          registerReceiver(receiver, intentFilter)
      }
   }
   
   /* unregister the broadcast receiver */
   override fun onPause() {
      super.onPause()
      receiver?.also { receiver ->
          unregisterReceiver(receiver)
      }
   }

   Ява

   /* register the broadcast receiver with the intent values to be matched */
   @Override
   protected void onResume() {
      super.onResume();
      registerReceiver(receiver, intentFilter);
   }
   /* unregister the broadcast receiver */
   @Override
   protected void onPause() {
      super.onPause();
      unregisterReceiver(receiver);
   }

6. Когда вы получили WifiP2pManager.Channel и настроили широковещательный приемник, ваше приложение сможет выполнять вызовы методов Wi-Fi P2P и получать намерения Wi-Fi P2P.

7. Реализуйте свое приложение, используя функции Wi-Fi P2P, вызвав методы в WifiP2pManager .

В следующих разделах описывается, как выполнять общие действия, такие как обнаружение одноранговых узлов и подключение к ним.

Откройте для себя коллег

Вызовите discoverPeers() чтобы обнаружить доступные одноранговые узлы, находящиеся в радиусе действия и доступные для подключения. Вызов этой функции является асинхронным, и об успехе или сбое сообщается вашему приложению с помощью onSuccess() и onFailure() если вы создали WifiP2pManager.ActionListener . Метод onSuccess() только уведомляет вас о том, что процесс обнаружения завершился успешно, но не предоставляет никакой информации о фактически обнаруженных узлах, если таковые имеются. В следующем примере кода показано, как это настроить.

manager?.discoverPeers(channel, object : WifiP2pManager.ActionListener {

   override fun onSuccess() {
       ...
   }

   override fun onFailure(reasonCode: Int) {
       ...
   }
})

manager.discoverPeers(channel, new WifiP2pManager.ActionListener() {
   @Override
   public void onSuccess() {
       ...
   }

   @Override
   public void onFailure(int reasonCode) {
       ...
   }
});

Если процесс обнаружения успешен и обнаружены одноранговые узлы, система передает намерение WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION , которое вы можете прослушать в широковещательном приемнике, чтобы получить список одноранговых узлов. Когда ваше приложение получает намерение WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION , вы можете запросить список обнаруженных пиров с помощью requestPeers() . Следующий код показывает, как это настроить.

override fun onReceive(context: Context, intent: Intent) {
   val action: String = intent.action
   when (action) {
       ...
       WifiP2pManager.WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION -> {
           manager?.requestPeers(channel) { peers: WifiP2pDeviceList? ->
               // Handle peers list
           }
       }
       ...
   }
}

PeerListListener myPeerListListener;
...
if (WifiP2pManager.WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION.equals(action)) {

   // request available peers from the wifi p2p manager. This is an
   // asynchronous call and the calling activity is notified with a
   // callback on PeerListListener.onPeersAvailable()
   if (manager != null) {
       manager.requestPeers(channel, myPeerListListener);
   }
}

Метод requestPeers() также является асинхронным и может уведомлять о вашей активности, когда список одноранговых узлов доступен с помощью onPeersAvailable() , который определен в интерфейсе WifiP2pManager.PeerListListener . Метод onPeersAvailable() предоставляет вам WifiP2pDeviceList , по которому вы можете перебирать, чтобы найти узел для подключения.

Общайтесь с коллегами

После того, как вы получили список возможных одноранговых узлов и выбрали устройство для подключения, вызовите метод connect() для подключения к устройству. Для этого вызова метода требуется объект WifiP2pConfig , содержащий информацию об устройстве, к которому необходимо подключиться. WifiP2pManager.ActionListener может уведомить вас об успешном или неудачном подключении. Следующий код показывает, как создать соединение с устройством.

val device: WifiP2pDevice = ...
val config = WifiP2pConfig()
config.deviceAddress = device.deviceAddress
channel?.also { channel ->
   manager?.connect(channel, config, object : WifiP2pManager.ActionListener {

       override fun onSuccess() {
           //success logic
       }

       override fun onFailure(reason: Int) {
           //failure logic
       }
   }
)}

//obtain a peer from the WifiP2pDeviceList
WifiP2pDevice device;
WifiP2pConfig config = new WifiP2pConfig();
config.deviceAddress = device.deviceAddress;
manager.connect(channel, config, new ActionListener() {

   @Override
   public void onSuccess() {
       //success logic
   }

   @Override
   public void onFailure(int reason) {
       //failure logic
   }
});

Перенос данных

После установления соединения вы можете передавать данные между устройствами с сокетами. Основные этапы передачи данных следующие:

1. Создайте ServerSocket . Этот сокет ожидает подключения от клиента по указанному порту и блокируется, пока оно не произойдет, поэтому делайте это в фоновом потоке.
2. Создайте клиентский Socket . Клиент использует IP-адрес и порт сокета сервера для подключения к серверному устройству.
3. Отправка данных от клиента на сервер. Когда сокет клиента успешно подключается к сокету сервера, вы можете отправлять данные от клиента на сервер с помощью потоков байтов.
4. Сокет сервера ожидает клиентского соединения (с помощью метода accept() ). Этот вызов блокируется до тех пор, пока клиент не подключится, поэтому вызовите его в другом потоке. Когда происходит соединение, серверное устройство может получать данные от клиента.

В следующем примере, измененном на основе демонстрации Wi-Fi P2P , показано, как создать соединение через сокет клиент-сервер и передать изображения JPEG с клиента на сервер с помощью службы. Чтобы получить полноценный рабочий пример, скомпилируйте и запустите демо-версию.

class FileServerAsyncTask(
       private val context: Context,
       private var statusText: TextView
) : AsyncTask<Void, Void, String?>() {

   override fun doInBackground(vararg params: Void): String? {
       /**
        * Create a server socket.
        */
       val serverSocket = ServerSocket(8888)
       return serverSocket.use {
           /**
            * Wait for client connections. This call blocks until a
            * connection is accepted from a client.
            */
           val client = serverSocket.accept()
           /**
            * If this code is reached, a client has connected and transferred data
            * Save the input stream from the client as a JPEG file
            */
           val f = File(Environment.getExternalStorageDirectory().absolutePath +
                   "/${context.packageName}/wifip2pshared-${System.currentTimeMillis()}.jpg")
           val dirs = File(f.parent)

           dirs.takeIf { it.doesNotExist() }?.apply {
               mkdirs()
           }
           f.createNewFile()
           val inputstream = client.getInputStream()
           copyFile(inputstream, FileOutputStream(f))
           serverSocket.close()
           f.absolutePath
       }
   }

   private fun File.doesNotExist(): Boolean = !exists()

   /**
    * Start activity that can handle the JPEG image
    */
   override fun onPostExecute(result: String?) {
       result?.run {
           statusText.text = "File copied - $result"
           val intent = Intent(android.content.Intent.ACTION_VIEW).apply {
               setDataAndType(Uri.parse("file://$result"), "image/*")
           }
           context.startActivity(intent)
       }
   }
}

public static class FileServerAsyncTask extends AsyncTask {

   private Context context;
   private TextView statusText;

   public FileServerAsyncTask(Context context, View statusText) {
       this.context = context;
       this.statusText = (TextView) statusText;
   }

   @Override
   protected String doInBackground(Void... params) {
       try {

           /**
            * Create a server socket and wait for client connections. This
            * call blocks until a connection is accepted from a client
            */
           ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
           Socket client = serverSocket.accept();

           /**
            * If this code is reached, a client has connected and transferred data
            * Save the input stream from the client as a JPEG file
            */
           final File f = new File(Environment.getExternalStorageDirectory() + "/"
                   + context.getPackageName() + "/wifip2pshared-" + System.currentTimeMillis()
                   + ".jpg");

           File dirs = new File(f.getParent());
           if (!dirs.exists())
               dirs.mkdirs();
           f.createNewFile();
           InputStream inputstream = client.getInputStream();
           copyFile(inputstream, new FileOutputStream(f));
           serverSocket.close();
           return f.getAbsolutePath();
       } catch (IOException e) {
           Log.e(WiFiDirectActivity.TAG, e.getMessage());
           return null;
       }
   }

   /**
    * Start activity that can handle the JPEG image
    */
   @Override
   protected void onPostExecute(String result) {
       if (result != null) {
           statusText.setText("File copied - " + result);
           Intent intent = new Intent();
           intent.setAction(android.content.Intent.ACTION_VIEW);
           intent.setDataAndType(Uri.parse("file://" + result), "image/*");
           context.startActivity(intent);
       }
   }
}

На клиенте подключаемся к сокету сервера с помощью клиентского сокета и передаем данные. В этом примере файл JPEG передается в файловую систему клиентского устройства.

val context = applicationContext
val host: String
val port: Int
val len: Int
val socket = Socket()
val buf = ByteArray(1024)
...
try {
   /**
    * Create a client socket with the host,
    * port, and timeout information.
    */
   socket.bind(null)
   socket.connect((InetSocketAddress(host, port)), 500)

   /**
    * Create a byte stream from a JPEG file and pipe it to the output stream
    * of the socket. This data is retrieved by the server device.
    */
   val outputStream = socket.getOutputStream()
   val cr = context.contentResolver
   val inputStream: InputStream = cr.openInputStream(Uri.parse("path/to/picture.jpg"))
   while (inputStream.read(buf).also { len = it } != -1) {
       outputStream.write(buf, 0, len)
   }
   outputStream.close()
   inputStream.close()
} catch (e: FileNotFoundException) {
   //catch logic
} catch (e: IOException) {
   //catch logic
} finally {
   /**
    * Clean up any open sockets when done
    * transferring or if an exception occurred.
    */
   socket.takeIf { it.isConnected }?.apply {
       close()
   }
}

Context context = this.getApplicationContext();
String host;
int port;
int len;
Socket socket = new Socket();
byte buf[]  = new byte[1024];
...
try {
   /**
    * Create a client socket with the host,
    * port, and timeout information.
    */
   socket.bind(null);
   socket.connect((new InetSocketAddress(host, port)), 500);

   /**
    * Create a byte stream from a JPEG file and pipe it to the output stream
    * of the socket. This data is retrieved by the server device.
    */
   OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
   ContentResolver cr = context.getContentResolver();
   InputStream inputStream = null;
   inputStream = cr.openInputStream(Uri.parse("path/to/picture.jpg"));
   while ((len = inputStream.read(buf)) != -1) {
       outputStream.write(buf, 0, len);
   }
   outputStream.close();
   inputStream.close();
} catch (FileNotFoundException e) {
   //catch logic
} catch (IOException e) {
   //catch logic
}

/**
* Clean up any open sockets when done
* transferring or if an exception occurred.
*/
finally {
   if (socket != null) {
       if (socket.isConnected()) {
           try {
               socket.close();
           } catch (IOException e) {
               //catch logic
           }
       }
   }
}