Tworzenie połączeń P2P za pomocą Wi-Fi Direct

Wi-Fi Direct (znany też jako peer-to-peer lub P2P) umożliwia aplikacji szybkie znajdowanie i nawiązywanie interakcji z urządzeniami w pobliżu, w zakresie wykraczającym poza możliwości Bluetootha.

Interfejsy API Wi-Fi Direct (P2P) umożliwiają aplikacjom łączenie się z urządzeniami w pobliżu bez konieczności łączenia się z siecią lub hotspotem. Jeśli Twoja aplikacja ma być częścią bezpiecznej sieci lokalnej, Wi-Fi Direct jest bardziej odpowiednią opcją niż tradycyjna sieć Wi-Fi ad-hoc z tych powodów:

• Wi-Fi Direct obsługuje szyfrowanie WPA2. (niektóre sieci ad-hoc obsługują tylko szyfrowanie WEP).
• Urządzenia mogą nadawać usługi, które zapewniają, co ułatwia innym urządzeniom znajdowanie odpowiednich urządzeń.
• Aby określić, które urządzenie ma być właścicielem grupy w sieci, Wi-Fi Direct sprawdza możliwości zarządzania energią, interfejsu użytkownika i usługi każdego urządzenia. Następnie na podstawie tych informacji wybiera urządzenie, które może najlepiej pełnić rolę serwera.
• Android nie obsługuje trybu ad-hoc Wi-Fi.

W tej lekcji dowiesz się, jak znaleźć urządzenia w pobliżu i połączyć się z nimi za pomocą Wi-Fi P2P.

Konfigurowanie uprawnień aplikacji

Aby korzystać z Wi-Fi Direct, dodaj do pliku manifestu uprawnienia ACCESS_FINE_LOCATION, CHANGE_WIFI_STATE, ACCESS_WIFI_STATE i INTERNET. Jeśli Twoja aplikacja jest kierowana na Androida 13 (poziom API 33) lub nowszego, dodaj do pliku manifestu uprawnienie NEARBY_WIFI_DEVICES. Wi-Fi Direct nie wymaga połączenia z internetem, ale korzysta ze standardowych gniazd Java, które wymagają uprawnienia INTERNET. Aby korzystać z Wi-Fi Direct, musisz mieć te uprawnienia:

<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"/>
    ...

Oprócz tych uprawnień, te interfejsy API wymagają też włączenia trybu lokalizacji:

• discoverPeers
• discoverServices
• requestPeers

Konfigurowanie odbiornika transmisji i menedżera peer-to-peer

Aby korzystać z Wi-Fi Direct, musisz nasłuchiwać intencji transmisji, które informują aplikację o wystąpieniu określonych zdarzeń. W aplikacji utwórz instancję IntentFilter i skonfiguruj ją tak, aby nasłuchiwała tych słów:

WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION

Wskazuje, czy Wi-Fi Direct jest włączone

WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION

Wskazuje, że lista dostępnych urządzeń porównawczych uległa zmianie.

WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION

Wskazuje, że stan łączności Wi-Fi Direct uległ zmianie. Od Androida 10 nie jest to już wymagane. Jeśli Twoja aplikacja polegała na odbieraniu tych transmisji podczas rejestracji, ponieważ były one trwałe, użyj odpowiedniej metody get podczas inicjalizacji, aby uzyskać te informacje.

WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION

Wskazuje, że szczegóły konfiguracji tego urządzenia uległy zmianie. Od Androida 10 nie jest to już wymagane. Jeśli Twoja aplikacja polegała na odbieraniu tych transmisji podczas rejestracji, ponieważ były one trwałe, użyj odpowiedniej metody get podczas inicjalizacji, aby uzyskać te informacje.

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);
    ...
}

Na końcu metody onCreate() pobierz wystąpienie klasy WifiP2pManager i wywołaj metodę initialize(). Ta metoda zwraca obiekt WifiP2pManager.Channel, którego później użyjesz do połączenia aplikacji z ramówkami Wi-Fi Direct.

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);
}

Utwórz teraz nową klasę BroadcastReceiver, której użyjesz do odbierania zmian stanu Wi-Fi systemu. W metodzie onReceive() dodaj warunek, aby obsłużyć każde z wymienionych wyżej stanów.

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));

    }
}

Na koniec dodaj kod, który rejestruje filtr intencji i odbiornik transmisji, gdy aktywna jest główna aktywność, oraz odwołuje ich rejestrację, gdy aktywność jest wstrzymana. Najlepiej to zrobić za pomocą metod onResume() i 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);
}

Rozpoczęcie wykrywania rówieśników

Aby rozpocząć wyszukiwanie urządzeń w pobliżu za pomocą Wi-Fi P2P, wybierz discoverPeers(). Ta metoda przyjmuje te argumenty:

• WifiP2pManager.Channel otrzymane po zainicjowaniu peer-to-peer mManager
• Implementacja WifiP2pManager.ActionListener z metodami wywoływanymi przez system w przypadku pomyślnego i niepomyślnego wykrywania.

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.
    }
});

Pamiętaj, że to tylko inicjuje wykrywanie urządzeń. Metoda discoverPeers() uruchamia proces wykrywania, a następnie zwraca wynik. System powiadomi Cię, jeśli proces wykrywania peer został pomyślnie zainicjowany przez wywołanie metod w podstawionym odbiorniku działania. Wykrywanie pozostaje aktywne do momentu nawiązania połączenia lub utworzenia grupy P2P.

Pobieranie listy rówieśników

Teraz napisz kod, który pobiera i przetwarza listę peerów. Najpierw zaimplementuj interfejs WifiP2pManager.PeerListListener, który zawiera informacje o urządzeniach wykrytych przez Wi-Fi Direct. Dzięki tym informacjom aplikacja może też określić, kiedy inne urządzenia dołączają do sieci lub z niej odchodzą. Ten fragment kodu ilustruje te operacje związane z węzłami:

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;
        }
    }
}

Teraz zmodyfikuj metodę onReceive() odbiornika transmisji, aby wywołać funkcję requestPeers(), gdy zostanie odebrana intencja z działaniem WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION. Musisz jakoś przekazać tego słuchacza do odbiornika. Jednym ze sposobów jest przesłanie go jako argumentu do konstruktora odbiornika transmisji.

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");
    }...
}

Teraz intencja z działaniem WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION powoduje wysłanie żądania zaktualizowanej listy peerów.

Łączenie się z innym uczestnikiem

Aby połączyć się z urządzeniem peer, utwórz nowy obiekt WifiP2pConfig i przekaż do niego dane z obiektu WifiP2pDevice reprezentującego urządzenie, z którym chcesz się połączyć. Następnie wywołaj metodę connect().

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();
        }
    });
}

Jeśli każde z urządzeń w grupie obsługuje Wi-Fi Direct, nie musisz prosić o hasło do grupy podczas łączenia. Aby umożliwić urządzeniu, które nie obsługuje Wi-Fi Direct, dołączenie do grupy, musisz pobrać to hasło, wywołując funkcję requestGroupInfo(), jak pokazano w tym fragmencie kodu:

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

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

Pamiętaj, że WifiP2pManager.ActionListener zaimplementowane w metodzie connect() wysyła powiadomienie tylko wtedy, gdy inicjacja zakończyła się powodzeniem lub niepowodzeniem. Aby nasłuchiwać zmian stanu połączenia, zaimplementuj interfejs WifiP2pManager.ConnectionInfoListener. Gdy zmieni się stan połączenia, onConnectionInfoAvailable() wyśle Ci powiadomienie. W przypadku, gdy kilka urządzeń ma być połączonych z jednym urządzeniem (np. w grze z 3 lub więcej graczami lub w aplikacji do czatu), jedno urządzenie jest wyznaczane jako „właściciel grupy”. Aby wyznaczyć konkretne urządzenie jako właściciela grupy sieci, wykonaj czynności opisane w sekcji Tworzenie grupy.

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.
    }
}

Wróć do metody onReceive() odbiornika transmisji i zmodyfikuj sekcję, która nasłuchuje intencji WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION. Po otrzymaniu tej intencji zadzwoń pod numer requestConnectionInfo(). Jest to wywołanie asynchroniczne, więc wyniki są odbierane przez odbiornik informacji o połączeniu podany jako parametr.

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);
        }
        ...

Tworzenie grupy

Jeśli chcesz, aby urządzenie z Twoją aplikacją pełniło rolę właściciela grupy w sieci, która obejmuje starsze urządzenia (czyli urządzenia, które nie obsługują Wi-Fi Direct), wykonaj te same czynności jak w sekcji Łączenie z urządzeniem peer, z tym że zamiast connect() utworzysz nową WifiP2pManager.ActionListener, używając createGroup(). Obsługa wywołania zwrotnego w funkcji WifiP2pManager.ActionListener jest taka sama, jak w tym fragmencie kodu:

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();
    }
});

Uwaga: jeśli wszystkie urządzenia w sieci obsługują Wi-Fi Direct, możesz użyć metody connect() na każdym urządzeniu, ponieważ ta metoda automatycznie utworzy grupę i wybierze jej właściciela.

Po utworzeniu grupy możesz wywołać funkcję requestGroupInfo(), aby pobrać informacje o urządzeniach w sieci, w tym nazwy urządzeń i stany połączeń.