5.4　WifiWatchdogStateMachine介绍

WifiWatchdogStateMachine用于监控无线网络的信号质量，在WifiService的checkAndStartWifi函数中被创建，其创建函数是makeWifiWatchdogStateMachine，代码如下所示。

[—>WifiWatchdogStateMachine.java：：makeWifiWatchdogStateMachine]

  1. public static WifiWatchdogStateMachine makeWifiWatchdogStateMachine(Context context) {
  2.     ContentResolver contentResolver = context.getContentResolver();
  3.  
  4.     ConnectivityManager cm = (ConnectivityManager) context.getSystemService(
  5.                                    Context.CONNECTIVITY_SERVICE);
  6.     // 判断手机是否只支持Wi-Fi。对于大部分手机来说，sWifiOnly为false
  7.     sWifiOnly = (cm.isNetworkSupported(ConnectivityManager.TYPE_MOBILE) == false);
  8.     // WIFI_WATCHDOG_ON功能默认是打开的
  9.     putSettingsGlobalBoolean(contentResolver, Settings.Global.WIFI_WATCHDOG_ON, true);
  10.  
  11.     // 创建一个WifiWatchdogStateMachine对象，它也是一个HSM
  12.     WifiWatchdogStateMachine wwsm = new WifiWatchdogStateMachine(context);
  13.     wwsm.start();// 启动HSM
  14.     return wwsm;
  15.  }

1.WifiWatchdogStateMachine构造函数分析

先来看WifiWatchdogStateMachine的初始化流程。

[—>WifiWatchdogStateMachine.java：：WifiWatchdogStateMachine]

  1. private WifiWatchdogStateMachine(Context context) {
  2.    super(TAG);
  3.    mContext = context;  mContentResolver = context.getContentResolver();
  4.    mWifiManager = (WifiManager) context.getSystemService(Context.WIFI_SERVICE);
  5.    // mWsmChannel用于和WifiStateMachine交互
  6.    mWsmChannel.connectSync(mContext, getHandler(),
  7.                            mWifiManager.getWifiStateMachineMessenger());
  8.    /*
  9.    关键函数：setupNetworkReceiver将创建一个广播接收对象，用于接收NETWORK_STATE_CHANGED_ACTION、
  10.    WIFI_STATE_CHANGED_ACTION、RSSI_CHANGED_ACTION、SUPPLICANT_STATE_CHANGED_
  11.    ACTION等广播。
  12.    */
  13.    setupNetworkReceiver();
  14.  
  15.    // 监控Wifi Watchdog设置的变化情况
  16.    registerForSettingsChanges();
  17.    registerForWatchdogToggle();
  18.  
  19.    addState(mDefaultState);
  20.    ......// 添加状态，一共有9个状态。如图5-7所示
  21.    // Wifi Watchdog默认是开启的，故状态机转入NotConnectedState状态
  22.   if (isWatchdogEnabled())   setInitialState(mNotConnectedState);
  23.   else   setInitialState(mWatchdogDisabledState);
  24.  
  25.   updateSettings();
  26. }

上面代码中，WifiWatchdogStateMachine的初始状态是NotConnectedState。不过这个状态仅实现了enter函数，而且该函数中仅实现了一句打印输出的代码，所以NotConnectedState是一个象征意义远大于实际作用的类。

图5-7所示为WifiWatchdogStateMachine中的各个状态及层级关系。

5.4　WifiWatchdogStateMachine介绍 - 图1

图5-7　WifiWatchdogStateMachine状态及层级关系

WifiWatchdogStateMachine完全靠广播事件来驱动，相关代码在setupNetworkReceiver函数中。

[—>WifiWatchdogStateMachine.java：：setupNetworkReceiver]

  1. private void setupNetworkReceiver() {
  2.    mBroadcastReceiver = new BroadcastReceiver() {
  3.         public void onReceive(Context context, Intent intent) {
  4.            String action = intent.getAction();
  5.            if (action.equals(WifiManager.RSSI_CHANGED_ACTION)) {
  6.               obtainMessage(EVENT_RSSI_CHANGE,
  7.                  intent.getIntExtra(WifiManager.EXTRA_NEW_RSSI, -200), 0).sendToTarget();
  8.            } else if (action.equals(WifiManager.SUPPLICANT_STATE_CHANGED_ACTION)) {
  9.                   sendMessage(EVENT_SUPPLICANT_STATE_CHANGE, intent);
  10.            } else if (action.equals(WifiManager.NETWORK_STATE_CHANGED_ACTION)) {
  11.                  sendMessage(EVENT_NETWORK_STATE_CHANGE, intent);
  12.            } ......
  13.            else if (action.equals(WifiManager.WIFI_STATE_CHANGED_ACTION)) 
  14.                 sendMessage(EVENT_WIFI_RADIO_STATE_CHANGE,intent.getIntExtra(
  15.                             WifiManager.EXTRA_WIFI_STATE, WifiManager.WIFI_STATE_UNKNOWN));
  16.       }
  17.     };
  18.  
  19.     mIntentFilter = new IntentFilter();
  20.     mIntentFilter.addAction(WifiManager.NETWORK_STATE_CHANGED_ACTION);
  21.     ......// 添加感兴趣的广播事件类型
  22.     mContext.registerReceiver(mBroadcastReceiver, mIntentFilter);
  23. }

在前面介绍的WifiService工作流程中，SUPPLICANT_STATE_CHANGED_ACTION和NETWORK_STATE_CHANGED_ACTION广播发送的次数非常频繁。所以，WifiWatchdogStateMachine也不会太清闲。

下面，我们直接从WifiStateMachine在VerifyingLinkState的enter函数中发送的NETWORK_STATE_CHANGED_ACTION广播开始分析WifiWatchdogStateMachine的处理流程。

2.EVENT_NETWORK_STATE_CHANGE处理流程

该消息被NotConnectedState的父状态WatchdogEnabledState处理，相关代码如下所示。

[—>WifiWatchdogStateMachine.java：：WatchdogEnabledState：processMessage]

  1.   public boolean processMessage(Message msg) {
  2.      Intent intent;
  3.      switch (msg.what) {
  4.        ......
  5.        case EVENT_NETWORK_STATE_CHANGE:
  6.              intent = (Intent) msg.obj;
  7.              NetworkInfo networkInfo = (NetworkInfo) intent.getParcelableExtra(
  8.                                   WifiManager.EXTRA_NETWORK_INFO);
  9.              mWifiInfo = (WifiInfo) intent.getParcelableExtra(WifiManager.EXTRA_WIFI_INFO);
  10.              // 更新bssid信息
  11.              updateCurrentBssid(mWifiInfo != null ? mWifiInfo.getBSSID() : null);
  12.  
  13.              switch (networkInfo.getDetailedState()) {
  14.                 case VERIFYING_POOR_LINK:
  15.                 // WifiStateMachine在VerifyingLinkState中设置的状态
  16.                       mLinkProperties = (LinkProperties) intent.getParcelableExtra(
  17.                                     WifiManager.EXTRA_LINK_PROPERTIES);
  18.                        // mPoorNetworkDetectionEnabled用于判断是否需要监控AP的信号质量
  19.                       if (mPoorNetworkDetectionEnabled) {
  20.                             if (mWifiInfo == null || mCurrentBssid == null) {
  21.                                   // 下面这个函数将通过mWsmChannel向WifiStateMachine发送
  22.                                   // GOOD_LINK_DETECTED消息
  23.                                  sendLinkStatusNotification(true);
  24.                              }
  25.                              else  transitionTo(mVerifyingLinkState);
  26.                              // 进入VerifyingLinkState
  27.                       } else  sendLinkStatusNotification(true);
  28.                   break;
  29.                 case CONNECTED:// WifiStateMachine在ConnectedState中设置的状态
  30.                 // 请读者自行分析OnlineWatchState的处理流程
  31.                        transitionTo(mOnlineWatchState);
  32.               }
  33.            ......
  34.        }
  35.      return HANDLED;
  36. }

如果WifiWatchdogStateMachine开启无线网络信号质量监控，将转入VerifyingLinkState，其enter函数如下所示。

[—>WifiWatchdogStateMachine.java：：VerifyingLinkState：enter]

  1. public void enter() {
  2.      mSampleCount = 0;
  3.      mCurrentBssid.newLinkDetected();
  4.      // 向自己发送CMD_RSSI_FETCH消息
  5.      sendMessage(obtainMessage(CMD_RSSI_FETCH, ++mRssiFetchToken, 0));
  6. }

3.CMD_RSSI_FETCH处理流程

来看CMD_RSSI_FETCH消息的处理。

[—>WifiWatchdogStateMachine.java：：VerifyingLinkState：processMessage]

  1. public boolean processMessage(Message msg) {
  2.     switch (msg.what) {
  3.        ......
  4.        case CMD_RSSI_FETCH:
  5.             if (msg.arg1 == mRssiFetchToken) {
  6.                   /*
  7.                    向WifiStateMachine发送RSSI_PKTCNT_FETCH消息，WifiStateMachine
  8.                    的处理过程就是调用WifiNative的signalPoll和pktcntPoll以获取RSSI、
  9.                    LinkSpeed、发送Packet的总个数、发送失败的Packet总个数。注意，4.2中
  10.                    的WPAS才支持pktcntPoll。
  11.                    WifiStateMachine处理完RSSI_PKTCNT_FETCH后将回复RSSI_PKTCNT_FETCH_
  12.                    SUCCEEDED消息给WifiWatchdogStateMachine。
  13.                    */
  14.                   mWsmChannel.sendMessage(WifiManager.RSSI_PKTCNT_FETCH);
  15.                   // LINK_SAMPLING_INTERVAL_MS值为1000ms
  16.                   sendMessageDelayed(obtainMessage(CMD_RSSI_FETCH, 
  17.                                 ++mRssiFetchToken, 0), LINK_SAMPLING_INTERVAL_MS);
  18.              }
  19.            break;
  20.        case WifiManager.RSSI_PKTCNT_FETCH_SUCCEEDED:
  21.            // WifiStateMachine回复的消息中携带一个RssiPacketCountInfo对象
  22.            RssiPacketCountInfo info = (RssiPacketCountInfo) msg.obj;
  23.            int rssi = info.rssi;
  24.            /*
  25.              WifiWatchdog用了一个名为指数加权移动平均算法（Volume-weighted Exponential 
  26.              Moving Average）的方法来辨别网络信号质量的好坏。本书不对它进行讨论，感兴趣的
  27.              读者不妨自行研究。
  28.            */
  29.            long time = mCurrentBssid.mBssidAvoidTimeMax - 
  30.                        SystemClock.elapsedRealtime();
  31.              // 假设网络质量很好，则调用sendLinkStateNotification
  32.              // 以发送GOOD_LINK_DETECT消息给WifiStateMachine
  33.             if (time <= 0) sendLinkStatusNotification(true);
  34.             else {
  35.                  // 此时的rssi等某个阈值。mGoodLinkTargetRssi由算法计算得来
  36.                  if (rssi >= mCurrentBssid.mGoodLinkTargetRssi) {
  37.                       // 当采样次数大于一定值时，才认为网络状态变好
  38.                       // mGoodLinkTargetCount也是通过相关方法计算得来
  39.                       if (++mSampleCount >= mCurrentBssid.mGoodLinkTargetCount) {
  40.                             mCurrentBssid.mBssidAvoidTimeMax = 0;
  41.                             sendLinkStatusNotification(true);
  42.                      }
  43.                  } else  mSampleCount = 0;
  44.              }
  45.              break;
  46.           ......
  47.       }
  48.     return HANDLED;
  49. }

当WifiWatchdogStateMachine检测到Pool link时，它将发送POOL_LINK_DETECT消息给WifiStateMachine去处理。相关流程请感兴趣的读者自行研究。

WifiWatchdogStateMachine是一个比较有趣的模块。其目的很简单，就是监测无线网络的信号质量，然后做相应动作。另外，WifiWatchdogStateMachine还使用了一些比较高级的算法来判断网络信号质量的好坏，感兴趣的读者不妨进行深入研究。