5.5　Captive Portal Check介绍

Android 4.2中，Captive Portal Check功能集中在CaptivePortalTracker类中，而且它也是一个HSM。CaptivePortalTracker的创建位于ConnectivityService构造函数中。在那里，它的makeCaptivePortalTracker函数被调用。相关代码如下所示。

[—>CaptivePortalTracker.java：：makeCaptivePortalTracker]

  1. public static CaptivePortalTracker makeCaptivePortalTracker(Context context,
  2.             IConnectivityManager cs) {
  3.   CaptivePortalTracker captivePortal = new CaptivePortalTracker(context, cs);
  4.   captivePortal.start();// 启动HSM
  5.   return captivePortal;
  6. }

1.CaptivePortalTracker构造函数分析

CaptivePortalTracker的构造函数如下所示。

[—>CaptivePortalTracker.java：：CaptivePortalTracker]

  1. private CaptivePortalTracker(Context context, IConnectivityManager cs) {
  2.    super(TAG);
  3.  
  4.   mContext = context;mConnService = cs;
  5.   mTelephonyManager = (TelephonyManager) context.getSystemService(
  6.                                       Context.TELEPHONY_SERVICE);
  7.    // 注册一个广播接收对象，用于处理CONNECTIVITY_ACTION消息
  8.    IntentFilter filter = new IntentFilter();
  9.    filter.addAction(ConnectivityManager.CONNECTIVITY_ACTION);
  10.    mContext.registerReceiver(mReceiver, filter);
  11.    // CAPTIVE_PORTAL_SERVER用于设置进行Captive Portal Check测试的服务器地址
  12.    mServer = Settings.Global.getString(mContext.getContentResolver(),
  13.                                Settings.Global.CAPTIVE_PORTAL_SERVER);
  14.    // 如果没有指明服务器地址的，则采用DEFAULT_SERVER，其地址是“clients3.google.com”
  15.    if (mServer == null) mServer = DEFAULT_SERVER;
  16.     // 是否开启Captive Portal Check功能，默认是开始
  17.     mIsCaptivePortalCheckEnabled = Settings.Global.getInt
  18.                 (mContext.getContentResolver(),
  19.                 Settings.Global.CAPTIVE_PORTAL_DETECTION_ENABLED, 1) == 1;
  20.  
  21.     addState(mDefaultState);// CaptivePortalTracker只有4个状态
  22.             addState(mNoActiveNetworkState, mDefaultState);
  23.             addState(mActiveNetworkState, mDefaultState);
  24.             addState(mDelayedCaptiveCheckState, mActiveNetworkState);
  25.    setInitialState(mNoActiveNetworkState);
  26. }

CaptivePortalTracker只监听CONNECTIVITY_ACTION广播，而WifiService相关模块并不会发送这个广播。那么，在前面介绍的流程中，哪一步会触发CaptivePortalTracker进行工作呢？来看下节。

2.CMD_CONNECTIVITY_CHANGE处理流程

当Wi-Fi网络连接成功时，ConnectivityService的handleConnect将被触发，该函数内部将发送一个CONNECTIVITY_ACTION消息，这个消息将被CaptivePortalTracker注册的广播接收对象处理。相关代码如下所示。

[—>CaptivePortalTracker.java：：onReceive]

  1. private final BroadcastReceiver mReceiver = new BroadcastReceiver() {
  2.         public void onReceive(Context context, Intent intent) {
  3.             String action = intent.getAction();
  4.             if (action.equals(ConnectivityManager.CONNECTIVITY_ACTION)) {
  5.                 NetworkInfo info = intent.getParcelableExtra(
  6.                         ConnectivityManager.EXTRA_NETWORK_INFO);
  7.                 // 向状态机发送CMD_CONNECTIVITY_CHANGE消息
  8.                 sendMessage(obtainMessage(CMD_CONNECTIVITY_CHANGE, info));
  9.             }
  10.         }
  11.     };

CaptivePortalTracker的NoActiveNetworkState将处理该消息。相关代码如下所示。

[—>CaptivePortalTracker.java：：NoActiveNetworkState：processMessage]

  1. public boolean processMessage(Message message) {
  2.       InetAddress server;     NetworkInfo info;
  3.       switch (message.what) {
  4.          case CMD_CONNECTIVITY_CHANGE:
  5.                info = (NetworkInfo) message.obj;
  6.                // 无线网络已经连接成功，并且手机当前使用的就是Wi-Fi
  7.                // isActiveNetwork将查询ConnectivityService以获取当前活跃的数据链接类型
  8.                if (info.isConnected() && isActiveNetwork(info)) {
  9.                      mNetworkInfo = info;
  10.                      transitionTo(mDelayedCaptiveCheckState);
  11.                      // 转移到DelayedCaptiveCheckState
  12.                }
  13.          ......
  14.         }
  15.     return HANDLED;
  16. }

3.CMD_DELAYED_CAPTIVE_CHECK处理流程

DelayedCaptiveCheckState代码如下所示。

[—>CaptivePortalTracker.java：：DelayedCaptiveCheckState]

  1. private class DelayedCaptiveCheckState extends State {
  2.        public void enter() {
  3.             // 发送一个延迟消息，延迟时间为10秒
  4.             sendMessageDelayed(obtainMessage(CMD_DELAYED_CAPTIVE_CHECK,
  5.                         ++mDelayedCheckToken, 0), DELAYED_CHECK_INTERVAL_MS);
  6.         }
  7.         public boolean processMessage(Message message) {
  8.            switch (message.what) {
  9.                 case CMD_DELAYED_CAPTIVE_CHECK:
  10.                     if (message.arg1 == mDelayedCheckToken) {
  11.                         InetAddress server = lookupHost(mServer);// 获取Server的IP地址
  12.                         if (server != null) {
  13.                             // AP是否需要Captive Portal Check。如果需要
  14.                             // setNotificiationVisible将在状态栏中添加一个提醒信息
  15.                             if (isCaptivePortal(server))  setNotificationVisible(true);
  16.                         }
  17.                          transitionTo(mActiveNetworkState);
  18.                          // 转到ActiveNetworkState
  19.                     }
  20.                     break;
  21.                 default:
  22.                     return NOT_HANDLED;
  23.             }
  24.             return HANDLED;
  25.         }
  26.     }

上述代码中，isCaptivePortal用于判断server是否需要Captive Portal Check。其代码如下所示。

[—>CaptivePortalTracker.java：：isCaptivePortal]

  1. private boolean isCaptivePortal(InetAddress server) {
  2.     HttpURLConnection urlConnection = null;
  3.     if (!mIsCaptivePortalCheckEnabled) return false;
  4.     // mUrl实际访问的地址是：http:// clients3.google.com/generate_204
  5.     mUrl = "http:// " + server.getHostAddress() + "/generate_204";
  6.     /*
  7.     Captive Portal的测试非常简单，就是向mUrl发送一个HTTP GET请求。如果无线网络提供商没
  8.     有设置PortalCheck，则HTTP GET请求将返回204。204表示请求处理成功，但没有数据返回。
  9.     如果无线网络提供商设置了Portal Check，则它一定会重定向到某个特定网页。这样，HTTP GET的
  10.     返回值就不是204。
  11.     */
  12.     try {
  13.             URL url = new URL(mUrl);
  14.             urlConnection = (HttpURLConnection) url.openConnection();
  15.             urlConnection.setInstanceFollowRedirects(false);
  16.             urlConnection.setConnectTimeout(SOCKET_TIMEOUT_MS);
  17.             urlConnection.setReadTimeout(SOCKET_TIMEOUT_MS);
  18.             urlConnection.setUseCaches(false);
  19.             urlConnection.getInputStream();
  20.             return urlConnection.getResponseCode() != 204;
  21.      }......
  22. }

处理完毕后，CaptivePortalTracker将转入ActiveNetworkState状态。该状态的内容非常简单，读者可自行阅读它。由于笔者家中所在小区宽带提供商使用了Capive Portal Check，所以笔者利用AirPcap截获了相关网络交换数据，如图5-8所示。

5.5　Captive Portal Check介绍 - 图1

图5-8　Captive Portal Check示意图

测试时禁用了无线网络安全，所以AirPcap可以解析这些没有加密的数据包。由图5-8可知，当Note 2发起HTTP GET请求后，小区宽带服务器回复了HTTP 302，所以笔者手机状态栏才会显然如图5-9所示的提示项以提醒该无线网络需要登录。

5.5　Captive Portal Check介绍 - 图2

图5-9　Captive Portal Check提示

4.CaptivePortalTracker总结

和WifiWatchdogStateMachine一样，CaptivePortalTracker也比较有意思。CaptivePortalTracker类出现于4.2版本中，而4.1版本中的Captive Portacl Check功能则是由WifiWatchdogStateMachin来完成的。在4.1版本中，WifiWatchdogStateMachine定义了一个WalledGardenCheckState类用于处理Captive Portal Check。

不过，笔者在研究4.1版本和4.2版本相关模块的代码后，发现4.2版本中的处理似乎有一些问题。此处先记下此问题，希望有兴趣的读者参与讨论。问题如下。

4.2版本中，WifiStateMachine在ConnectedState前增加了一个CaptivePortalCheckState。很明显，CaptivePortalCheckState的目的是在WifiStateMachine转入ConnectedState之前完成Captive Portal Check。但根据本节对CaptivePortalTracker的介绍，只有WifiStateMachine进入ConnectedState后，ConnectivityService才会发送CONNECTIVITY_ACTION广播。而在4.1版本中，WifiWatchdogStateMachine也是在WifiStateMachine转入ConnectedState后进入WalledGardenCheckState的。

提示　WifiStateMachine如何从CaptivePortalCheckState转为ConnectedState呢？

答案在ConnectivityService的handleCaptivePortalTrackerCheck函数中。在那里，WifiStateMachine的captivePortalCheckComplete函数最终会被调用。在该函数中，CMD_CAPTIVE_CHECK_COMPLETE将被发送，CaptivePortalCheckState才会转入ConnectedState状态。但是，在这个流程中，CaptivePortalTracker并未被真正触发以进行Captive Portal Check。