P2P-Verbindungen mit Wi-Fi Direct herstellen

Mit Wi-Fi Direct (auch als Peer-to-Peer oder P2P bezeichnet) kann Ihre App Geräte in der Nähe schnell finden und mit ihnen interagieren, und zwar in einem Bereich, der über die Möglichkeiten von Bluetooth hinausgeht.

Mit den Wi-Fi Direct (P2P) APIs können Anwendungen eine Verbindung zu Geräten in der Nähe herstellen, ohne eine Verbindung zu einem Netzwerk oder Hotspot herstellen zu müssen. Wenn deine App als Teil eines sicheren Nahbereichsnetzwerks entwickelt wurde, ist Wi-Fi Direct aus folgenden Gründen besser als herkömmliche Ad-hoc-WLAN-Netzwerke geeignet:

• Wi-Fi Direct unterstützt die WPA2-Verschlüsselung. Einige Ad-hoc-Netzwerke unterstützen nur die WEP-Verschlüsselung.
• Geräte können die von ihnen bereitgestellten Dienste übertragen, sodass andere Geräte geeignete Peers leichter finden können.
• Um zu bestimmen, welches Gerät der Gruppeninhaber des Netzwerks sein soll, prüft Wi-Fi Direct die Energieverwaltung, die UI und die Dienstfunktionen jedes Geräts und verwendet diese Informationen, um das Gerät auszuwählen, das Serveraufgaben am effektivsten erledigen kann.
• Android unterstützt den Ad-hoc-WLAN-Modus nicht.

In dieser Lektion erfahren Sie, wie Sie mithilfe von Wi-Fi P2P Geräte in der Nähe finden und eine Verbindung zu ihnen herstellen.

App-Berechtigungen einrichten

Wenn du Wi-Fi Direct verwenden möchtest, füge deinem Manifest die Berechtigungen ACCESS_FINE_LOCATION, CHANGE_WIFI_STATE, ACCESS_WIFI_STATE und INTERNET hinzu. Wenn Ihre App auf Android 13 (API-Level 33) oder höher ausgerichtet ist, fügen Sie auch Ihrem Manifest die Berechtigung NEARBY_WIFI_DEVICES hinzu. Wi-Fi Direct benötigt keine Internetverbindung, verwendet dafür aber Java-Standard-Sockets, für die die Berechtigung INTERNET erforderlich ist. Zur Verwendung von Wi-Fi Direct benötigen Sie daher die folgenden Berechtigungen:

<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    package="com.example.android.nsdchat"
    ...
    <!-- 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:required="true"
        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" />
    <uses-permission
        android:required="true"
        android:name="android.permission.ACCESS_WIFI_STATE"/>
    <uses-permission
        android:required="true"
        android:name="android.permission.CHANGE_WIFI_STATE"/>
    <uses-permission
        android:required="true"
        android:name="android.permission.INTERNET"/>
    ...

Neben den oben genannten Berechtigungen muss für die folgenden APIs auch der Standortmodus aktiviert werden:

• discoverPeers
• discoverServices
• requestPeers

Übertragungsempfänger und Peer-to-Peer-Manager einrichten

Zur Verwendung von Wi-Fi Direct müssen Sie auf Broadcast-Intents warten, die Ihrer Anwendung mitteilen, wann bestimmte Ereignisse eingetreten sind. Instanziieren Sie in Ihrer Anwendung ein IntentFilter und legen Sie fest, dass Folgendes überwacht wird:

WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION

Gibt an, ob Wi-Fi Direct aktiviert ist

WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION

Zeigt an, dass sich die verfügbare Liste ähnlicher Apps geändert hat.

WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION

Gibt an, dass sich der Status der Wi-Fi Direct-Verbindung geändert hat. Ab Android 10 ist dies nicht fixiert. Wenn deine App diese Broadcasts bei der Registrierung empfangen hat, weil sie fixiert waren, verwende die entsprechende get-Methode bei der Initialisierung, um stattdessen die Informationen abzurufen.

WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION

Gibt an, dass sich die Konfigurationsdetails dieses Geräts geändert haben. Ab Android 10 ist dies nicht fixiert. Wenn deine App diese Broadcasts bei der Registrierung empfangen hat, weil sie fixiert waren, verwende die entsprechende get-Methode bei der Initialisierung, um stattdessen die Informationen abzurufen.

private val intentFilter = IntentFilter()
...
override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
    super.onCreate(savedInstanceState)
    setContentView(R.layout.main)

    // Indicates a change in the Wi-Fi Direct status.
    intentFilter.addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION)

    // Indicates a change in the list of available peers.
    intentFilter.addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION)

    // Indicates the state of Wi-Fi Direct connectivity has changed.
    intentFilter.addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION)

    // Indicates this device's details have changed.
    intentFilter.addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION)
    ...
}

private final IntentFilter intentFilter = new IntentFilter();
...
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.main);

    // Indicates a change in the Wi-Fi Direct status.
    intentFilter.addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION);

    // Indicates a change in the list of available peers.
    intentFilter.addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION);

    // Indicates the state of Wi-Fi Direct connectivity has changed.
    intentFilter.addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION);

    // Indicates this device's details have changed.
    intentFilter.addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION);
    ...
}

Rufen Sie am Ende der Methode onCreate() eine Instanz von WifiP2pManager ab und rufen Sie die zugehörige Methode initialize() auf. Bei dieser Methode wird ein WifiP2pManager.Channel-Objekt zurückgegeben, mit dem Sie Ihre App später mit dem Wi-Fi Direct-Framework verbinden.

private lateinit var channel: WifiP2pManager.Channel
private lateinit var manager: WifiP2pManager

override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
    ...
    manager = getSystemService(Context.WIFI_P2P_SERVICE) as WifiP2pManager
    channel = manager.initialize(this, mainLooper, null)
}

Channel channel;
WifiP2pManager manager;

@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    ...
    manager = (WifiP2pManager) getSystemService(Context.WIFI_P2P_SERVICE);
    channel = manager.initialize(this, getMainLooper(), null);
}

Erstellen Sie nun eine neue BroadcastReceiver-Klasse, mit der Sie Änderungen am WLAN-Status des Systems erkennen. Fügen Sie in der Methode onReceive() eine Bedingung für jede oben aufgeführte Statusänderung hinzu.

override fun onReceive(context: Context, intent: Intent) {
    when(intent.action) {
        WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION -> {
            // Determine if Wi-Fi Direct mode is enabled or not, alert
            // the Activity.
            val state = intent.getIntExtra(WifiP2pManager.EXTRA_WIFI_STATE, -1)
            activity.isWifiP2pEnabled = state == WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_ENABLED
        }
        WifiP2pManager.WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION -> {

            // The peer list has changed! We should probably do something about
            // that.

        }
        WifiP2pManager.WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION -> {

            // Connection state changed! We should probably do something about
            // that.

        }
        WifiP2pManager.WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION -> {
            (activity.supportFragmentManager.findFragmentById(R.id.frag_list) as DeviceListFragment)
                    .apply {
                        updateThisDevice(
                                intent.getParcelableExtra(
                                        WifiP2pManager.EXTRA_WIFI_P2P_DEVICE) as WifiP2pDevice
                        )
                    }
        }
    }
}

@Override
public void onReceive(Context context, Intent intent) {
    String action = intent.getAction();
    if (WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION.equals(action)) {
        // Determine if Wi-Fi Direct mode is enabled or not, alert
        // the Activity.
        int state = intent.getIntExtra(WifiP2pManager.EXTRA_WIFI_STATE, -1);
        if (state == WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_ENABLED) {
            activity.setIsWifiP2pEnabled(true);
        } else {
            activity.setIsWifiP2pEnabled(false);
        }
    } else if (WifiP2pManager.WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION.equals(action)) {

        // The peer list has changed! We should probably do something about
        // that.

    } else if (WifiP2pManager.WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION.equals(action)) {

        // Connection state changed! We should probably do something about
        // that.

    } else if (WifiP2pManager.WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION.equals(action)) {
        DeviceListFragment fragment = (DeviceListFragment) activity.getFragmentManager()
                .findFragmentById(R.id.frag_list);
        fragment.updateThisDevice((WifiP2pDevice) intent.getParcelableExtra(
                WifiP2pManager.EXTRA_WIFI_P2P_DEVICE));

    }
}

Fügen Sie schließlich Code hinzu, um den Intent-Filter und den Übertragungsempfänger zu registrieren, wenn Ihre Hauptaktivität aktiv ist, und die Registrierung aufzuheben, wenn die Aktivität pausiert wird. Der beste Ort dafür sind die Methoden onResume() und onPause().

/** register the BroadcastReceiver with the intent values to be matched  */
public override fun onResume() {
    super.onResume()
    receiver = WiFiDirectBroadcastReceiver(manager, channel, this)
    registerReceiver(receiver, intentFilter)
}

public override fun onPause() {
    super.onPause()
    unregisterReceiver(receiver)
}

/** register the BroadcastReceiver with the intent values to be matched */
@Override
public void onResume() {
    super.onResume();
    receiver = new WiFiDirectBroadcastReceiver(manager, channel, this);
    registerReceiver(receiver, intentFilter);
}

@Override
public void onPause() {
    super.onPause();
    unregisterReceiver(receiver);
}

Peer Discovery initiieren

Wenn du per WLAN-P2P nach Geräten in der Nähe suchen möchtest, ruf discoverPeers() an. Diese Methode verwendet die folgenden Argumente:

• Die WifiP2pManager.Channel, die Sie bei der Initialisierung des Peer-to-Peer-mManagers zurückgegeben haben
• Eine Implementierung von WifiP2pManager.ActionListener mit Methoden, die das System für eine erfolgreiche oder fehlgeschlagene Erkennung aufruft.

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

    override fun onSuccess() {
        // Code for when the discovery initiation is successful goes here.
        // No services have actually been discovered yet, so this method
        // can often be left blank. Code for peer discovery goes in the
        // onReceive method, detailed below.
    }

    override fun onFailure(reasonCode: Int) {
        // Code for when the discovery initiation fails goes here.
        // Alert the user that something went wrong.
    }
})

manager.discoverPeers(channel, new WifiP2pManager.ActionListener() {

    @Override
    public void onSuccess() {
        // Code for when the discovery initiation is successful goes here.
        // No services have actually been discovered yet, so this method
        // can often be left blank. Code for peer discovery goes in the
        // onReceive method, detailed below.
    }

    @Override
    public void onFailure(int reasonCode) {
        // Code for when the discovery initiation fails goes here.
        // Alert the user that something went wrong.
    }
});

Beachten Sie, dass dadurch nur die Peer-Erkennung initiiert wird. Die Methode discoverPeers() startet den Erkennungsprozess und kehrt dann sofort zurück. Sie werden vom System benachrichtigt, wenn der Peer-Erkennungsprozess durch das Aufrufen von Methoden im bereitgestellten Aktions-Listener erfolgreich initiiert wird. Außerdem bleibt die Erkennung aktiv, bis eine Verbindung initiiert oder eine P2P-Gruppe gebildet wird.

Liste der Peers abrufen

Schreiben Sie nun den Code, der die Liste der Peers abruft und verarbeitet. Implementieren Sie zuerst die WifiP2pManager.PeerListListener-Schnittstelle, die Informationen über die von Wi-Fi Direct erkannten Peers liefert. Anhand dieser Informationen kann Ihre Anwendung auch feststellen, wann Peers dem Netzwerk beitreten oder es verlassen. Das folgende Code-Snippet veranschaulicht diese Vorgänge in Bezug auf Peers:

private val peers = mutableListOf<WifiP2pDevice>()
...

private val peerListListener = WifiP2pManager.PeerListListener { peerList ->
    val refreshedPeers = peerList.deviceList
    if (refreshedPeers != peers) {
        peers.clear()
        peers.addAll(refreshedPeers)

        // If an AdapterView is backed by this data, notify it
        // of the change. For instance, if you have a ListView of
        // available peers, trigger an update.
        (listAdapter as WiFiPeerListAdapter).notifyDataSetChanged()

        // Perform any other updates needed based on the new list of
        // peers connected to the Wi-Fi P2P network.
    }

    if (peers.isEmpty()) {
        Log.d(TAG, "No devices found")
        return@PeerListListener
    }
}

private List<WifiP2pDevice> peers = new ArrayList<WifiP2pDevice>();
...

private PeerListListener peerListListener = new PeerListListener() {
    @Override
    public void onPeersAvailable(WifiP2pDeviceList peerList) {

        List<WifiP2pDevice> refreshedPeers = peerList.getDeviceList();
        if (!refreshedPeers.equals(peers)) {
            peers.clear();
            peers.addAll(refreshedPeers);

            // If an AdapterView is backed by this data, notify it
            // of the change. For instance, if you have a ListView of
            // available peers, trigger an update.
            ((WiFiPeerListAdapter) getListAdapter()).notifyDataSetChanged();

            // Perform any other updates needed based on the new list of
            // peers connected to the Wi-Fi P2P network.
        }

        if (peers.size() == 0) {
            Log.d(WiFiDirectActivity.TAG, "No devices found");
            return;
        }
    }
}

Ändern Sie nun die Methode onReceive() des Übertragungsempfängers, um requestPeers() aufzurufen, wenn ein Intent mit der Aktion WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION empfangen wird. Sie müssen diesen Listener irgendwie an den Empfänger übergeben. Eine Möglichkeit besteht darin, sie als Argument an den Konstruktor des Übertragungsempfängers zu senden.

fun onReceive(context: Context, intent: Intent) {
    when (intent.action) {
        ...
        WifiP2pManager.WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_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()
            mManager?.requestPeers(channel, peerListListener)
            Log.d(TAG, "P2P peers changed")


        }
        ...
    }
}

public void onReceive(Context context, Intent intent) {
    ...
    else 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 (mManager != null) {
            mManager.requestPeers(channel, peerListListener);
        }
        Log.d(WiFiDirectActivity.TAG, "P2P peers changed");
    }...
}

Jetzt löst ein Intent mit dem Intent WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION eine Anfrage für eine aktualisierte Peer-Liste aus.

Mit einem Kollegen verbinden

Um eine Verbindung zu einem Peer herzustellen, müssen Sie ein neues WifiP2pConfig-Objekt erstellen und Daten aus dem WifiP2pDevice kopieren, das das Gerät darstellt, mit dem Sie eine Verbindung herstellen möchten. Rufen Sie dann die Methode connect() auf.

override fun connect() {
    // Picking the first device found on the network.
    val device = peers[0]

    val config = WifiP2pConfig().apply {
        deviceAddress = device.deviceAddress
        wps.setup = WpsInfo.PBC
    }

    manager.connect(channel, config, object : WifiP2pManager.ActionListener {

        override fun onSuccess() {
            // WiFiDirectBroadcastReceiver notifies us. Ignore for now.
        }

        override fun onFailure(reason: Int) {
            Toast.makeText(
                    this@WiFiDirectActivity,
                    "Connect failed. Retry.",
                    Toast.LENGTH_SHORT
            ).show()
        }
    })
}

@Override
public void connect() {
    // Picking the first device found on the network.
    WifiP2pDevice device = peers.get(0);

    WifiP2pConfig config = new WifiP2pConfig();
    config.deviceAddress = device.deviceAddress;
    config.wps.setup = WpsInfo.PBC;

    manager.connect(channel, config, new ActionListener() {

        @Override
        public void onSuccess() {
            // WiFiDirectBroadcastReceiver notifies us. Ignore for now.
        }

        @Override
        public void onFailure(int reason) {
            Toast.makeText(WiFiDirectActivity.this, "Connect failed. Retry.",
                    Toast.LENGTH_SHORT).show();
        }
    });
}

Wenn jedes Gerät in Ihrer Gruppe Wi-Fi Direct unterstützt, müssen Sie beim Verbinden nicht explizit nach dem Passwort der Gruppe fragen. Damit ein Gerät, das Wi-Fi Direct nicht unterstützt, einer Gruppe beitreten kann, müssen Sie dieses Passwort abrufen, indem Sie requestGroupInfo() aufrufen, wie im folgenden Code-Snippet gezeigt:

manager.requestGroupInfo(channel) { group ->
    val groupPassword = group.passphrase
}

manager.requestGroupInfo(channel, new GroupInfoListener() {
  @Override
  public void onGroupInfoAvailable(WifiP2pGroup group) {
      String groupPassword = group.getPassphrase();
  }
});

Sie werden durch die in der Methode connect() implementierte WifiP2pManager.ActionListener nur benachrichtigt, wenn die Initiierung erfolgreich ist oder fehlschlägt. Implementieren Sie die Schnittstelle WifiP2pManager.ConnectionInfoListener, um auf Änderungen am Verbindungsstatus zu warten. Der onConnectionInfoAvailable()-Callback benachrichtigt Sie, wenn sich der Status der Verbindung ändert. In Fällen, in denen mehrere Geräte mit einem einzigen Gerät verbunden werden sollen (z. B. ein Spiel mit drei oder mehr Spielern oder eine Chat-App), wird ein Gerät als "Gruppeninhaber" bezeichnet. Sie können ein bestimmtes Gerät als Gruppeninhaber des Netzwerks festlegen. Folgen Sie dazu den Schritten im Abschnitt Gruppe erstellen.

private val connectionListener = WifiP2pManager.ConnectionInfoListener { info ->

    // String from WifiP2pInfo struct
    val groupOwnerAddress: String = info.groupOwnerAddress.hostAddress

    // After the group negotiation, we can determine the group owner
    // (server).
    if (info.groupFormed && info.isGroupOwner) {
        // Do whatever tasks are specific to the group owner.
        // One common case is creating a group owner thread and accepting
        // incoming connections.
    } else if (info.groupFormed) {
        // The other device acts as the peer (client). In this case,
        // you'll want to create a peer thread that connects
        // to the group owner.
    }
}

@Override
public void onConnectionInfoAvailable(final WifiP2pInfo info) {

    // String from WifiP2pInfo struct
    String groupOwnerAddress = info.groupOwnerAddress.getHostAddress();

    // After the group negotiation, we can determine the group owner
    // (server).
    if (info.groupFormed && info.isGroupOwner) {
        // Do whatever tasks are specific to the group owner.
        // One common case is creating a group owner thread and accepting
        // incoming connections.
    } else if (info.groupFormed) {
        // The other device acts as the peer (client). In this case,
        // you'll want to create a peer thread that connects
        // to the group owner.
    }
}

Kehren Sie nun zur Methode onReceive() des Übertragungsempfängers zurück und ändern Sie den Abschnitt, der auf einen WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION-Intent wartet. Wenn der Intent empfangen wird, rufen Sie requestConnectionInfo() auf. Da dies ein asynchroner Aufruf ist, werden die Ergebnisse von dem Listener für Verbindungsinformationen empfangen, den Sie als Parameter angeben.

when (intent.action) {
    ...
    WifiP2pManager.WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION -> {

        // Connection state changed! We should probably do something about
        // that.

        mManager?.let { manager ->

            val networkInfo: NetworkInfo? = intent
                    .getParcelableExtra(WifiP2pManager.EXTRA_NETWORK_INFO) as NetworkInfo

            if (networkInfo?.isConnected == true) {

                // We are connected with the other device, request connection
                // info to find group owner IP

                manager.requestConnectionInfo(channel, connectionListener)
            }
        }
    }
    ...
}

    ...
    } else if (WifiP2pManager.WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION.equals(action)) {

        if (manager == null) {
            return;
        }

        NetworkInfo networkInfo = (NetworkInfo) intent
                .getParcelableExtra(WifiP2pManager.EXTRA_NETWORK_INFO);

        if (networkInfo.isConnected()) {

            // We are connected with the other device, request connection
            // info to find group owner IP

            manager.requestConnectionInfo(channel, connectionListener);
        }
        ...

Gruppe erstellen

Wenn das Gerät, auf dem Ihre App ausgeführt wird, als Gruppeninhaber für ein Netzwerk mit Legacy-Geräten dienen soll, also Geräte, die Wi-Fi Direct nicht unterstützen, gehen Sie genauso vor wie im Abschnitt Mit Peer verbinden. Sie erstellen jedoch mit createGroup() statt connect() eine neue WifiP2pManager.ActionListener. Die Callback-Verarbeitung innerhalb von WifiP2pManager.ActionListener erfolgt auf dieselbe Weise, wie im folgenden Code-Snippet gezeigt:

manager.createGroup(channel, object : WifiP2pManager.ActionListener {
    override fun onSuccess() {
        // Device is ready to accept incoming connections from peers.
    }

    override fun onFailure(reason: Int) {
        Toast.makeText(
                this@WiFiDirectActivity,
                "P2P group creation failed. Retry.",
                Toast.LENGTH_SHORT
        ).show()
    }
})

manager.createGroup(channel, new WifiP2pManager.ActionListener() {
    @Override
    public void onSuccess() {
        // Device is ready to accept incoming connections from peers.
    }

    @Override
    public void onFailure(int reason) {
        Toast.makeText(WiFiDirectActivity.this, "P2P group creation failed. Retry.",
                Toast.LENGTH_SHORT).show();
    }
});

Hinweis : Wenn alle Geräte in einem Netzwerk Wi-Fi Direct unterstützen, können Sie die Methode connect() auf jedem Gerät verwenden, da die Methode dann die Gruppe erstellt und automatisch einen Gruppeninhaber auswählt.

Nachdem Sie eine Gruppe erstellt haben, können Sie requestGroupInfo() aufrufen, um Details zu den Peers im Netzwerk abzurufen, einschließlich Gerätenamen und Verbindungsstatus.