10.4　基于WiFi连接的P2P通信

基于WiFi连接的P2P（Peer-to-Peer，点对点）通信，指的在同一WiFi网络下的设备彼此间通过WiFi网络直接建立连接，进行数据交换。其概念与Windows的网络邻居非常相似。在Windows网络邻居中，用户可以看到同一网络下的其他用户分享出来的文件资源，通过建立Socket连接从其他用户那里获取资源或上传数据。

对于基于Android的移动设备而言，无法在彼此间建立有线的物理连接，但在同一网络内部的不同设备，可以基于WiFi建立连接，进行点对点（P2P）地数据交互。与前面讨论的蓝牙和NFC相比，基于WiFi连接进行设备间点对点的数据交换，设备间有效的传输距离更远，可以是几米、几十米甚至上百米；并且基于WiFi的数据传输速度更快，对设备硬件的要求更低，是一种非常廉价并且高效的互联互通方式。

但是，基于WiFi的P2P通信，受到网络环境的约束。它要求设备需要同时连接到同一个WiFi网络下，因此比较难实现随时地数据交换。

在老的Android版本中，基于WiFi连接的P2P通信实现起来非常复杂，需要开发者自行监听端口，发送广播或组播数据包来发现彼此，然后建立TCP或者UDP连接进行数据交换。为了使得设备能够快速地发现彼此，开发者需要解决大量的实际问题，包括设备的兼容性、耗电量、后台运行，等等，严重影响了P2P连接的稳定性、实时性和便利性。

为了帮助开发者更好地在WiFi下建立P2P连接，在最新的Android 4.0中，Android对基于WiFi连接进行了系统级别的支持，使开发者无需关注设备发现、设备兼容等问题，而专注在连接建立和数据交换上，大大节省了开发成本。

10.4.1　Android 4.0的P2P连接实现

在Android 4.0中，Android对基于WiFi的P2P连接提供了全面的支持^[1]。在框架层，Android提供了android.net.wifi.p2p.WifiP2pManager来进行P2P连接，WifiP2pManager提供了扫描设备、连接设备、创建连接分组等接口，开发者对这些接口的调用，会被统一转发到android.net.wifi.p2p.WifiP2pService中。WifiP2pService是一个系统服务，运行在核心进程的独立线程中，它会将请求序列化成特殊的指令，通过预设的接口传递给底层实现。解析这些指令的底层实现，由硬件厂商提供（或者说为Android定制ROM的开发商或开发者提供），不同的设备提供商可以根据该设备的硬件特点最高效地支持基于WiFi的P2P发现和连接^[2]。一旦扫描发现了设备的变化、设备信息的变更等，都会通过事件广播出去，监听者可以根据这些事件妥善处理P2P连接问题。

在这样的架构模式下，WifiManager提供的接口大都是异步接口，调用时需要构建对应的回调对象，来处理返回结果。比如，使用WifiManager.discoverPeers接口，可以促使系统开始扫描同一WiFi网络下的其他设备，如果要了解该次调用是否使系统开始扫描设备，就需要实现android.net.wifi.p2p.WifiP2pManager.ActionListener接口来处理调用的返回值：

//获取P2P连接服务

WifiP2pManager manager=（WifiP2pManager）

getSystemService（Context.WIFI_P2P_SERVICE）；

//构造Channel，包含当前的消息循环

Channel channel=manager.initialize（this, getMainLooper（），null）；

//开始扫描设备，注册回调对象

//该回调对象的相关函数，会在给定Channel的消息循环中执行

manager.discoverPeers（channel，

new WifiP2pManager.ActionListener（）{

@Override

public void onSuccess（）{

//如果系统接收请求，开始扫描，会回调该函数

…

}

@Override

public void onFailure（int reasonCode）{

//如果系统无法接收请求，或者无法扫描，会回调该函数

…

}

}）；

其中，在调用WifiManager的相关接口时，需要传入android.net.wif.p2p.WifP2p-Manager.Channel对象。Channel，顾名思义，就是收听回调的频道，其中封装了给定的消息循环对象。WifiP2pManager保证所有的回调都发生在给定Channel所封装的消息循环上，使得调用者可以线程安全地处理各个回调事件。

当开发者调用WifiP2pManager提供的各个接口驱动P2P设备发现和连接后，系统会通过不断的广播事件告知最新的设备变化信息。比如，当WifiP2pManager.discoverPeers函数调用完毕后，系统发现同一WiFi网络下的设备发生变更时，会发出Action信息为android.net.wifi.p2p.PEERS_CHANGED的广播事件。开发者可以注册触发器组件来监听该事件，重新获取设备列表：

//监听Wifi P2P的事件变更

public class WiFiP2pReceiver extends BroadcastReceiver{

@Override

public void onReceive（Context context, Intent intent）{

String action=intent.getAction（）；

if（WifiP2pManager

.WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION.equals（action））{

//构造相关对象

…

//重新请求设备列表

manager.requestPeers（channel, listener）；

}else{

//处理其他的相关事件

…

}

}

}

触发器组件可以以不同的插拔方式注册监听，如果只是当用户与应用进行交互时需要监听设备的变更，那可以动态热插拔进行监听。

通过上述接口的扫描，系统就可以获得周边设备的信息android.net.wif.p2p.WifP2pDevice。WifiP2pDevice对象中，包含各个设备的名称、Mac地址、设备状态等信息，可以帮助用户找到需要连接的设备。

发现了目标设备后，系统就可以通过其WifiP2pDevice对象中包含的信息，发起连接。每次连接相关的信息，可以通过连接配置对象android.net.wifi.p2p.WifiP2pConfig来进行描述，依据WifiP2pConfig对象，可以通过WifiP2pManager.connect接口向目标设备发起连接请求。

如果目标设备在经过必要的验证后，允许了此次连接，WiFi P2P连接服务会广播Action名为android.net.wifi.p2p.CONNECTION_STATE_CHANGE的事件，告知所有的连接事件的监听者，该设备与目标设备间已经交换了必要信息，建立了连接，可以进行数据传输了。

而后，通过调用WifiP2pManager.requestConnectionInfo接口，该设备可以获取到目标设备的android.net.wif.p2p.WifP2pInfo信息，其中包含了目标设备的IP地址信息等信息。有了这些信息，就可以这两个设备间建立Socket连接，进行具体的数据交换。

[1]关于Android Wifi连接P2P的介绍，可以参见SDK文档：http：//developer.android.com/guide/topics/wireless/wifip2p.html。

[2]但这样的策略同样也给实际开发带来了很大的困扰。由于各个设备厂商对相关接口实现的技术跟进不够，导致市面上大部分设备还未能支持该功能。