Tworzenie połączeń P2P za pomocą Wi-Fi Direct

Wi-Fi Direct (inaczej: peer-to-peer lub P2P) umożliwia aplikacji szybkie znajdowanie urządzeń w pobliżu i interakcję z nimi w zakresie wykraczającym poza możliwości Bluetootha.

Interfejsy API Wi-Fi Direct (P2P) pozwalają aplikacjom łączyć się z urządzeniami w pobliżu bez konieczności łączenia się z siecią czy hotspotem. Jeśli Twoja aplikacja ma działać w bezpiecznej sieci w pobliżu, Wi-Fi Direct jest bardziej odpowiednim wyborem niż tradycyjne sieci Wi-Fi. Oto możliwe powody:

• Wi-Fi Direct obsługuje szyfrowanie WPA2. (Niektóre sieci doraźne obsługują tylko szyfrowanie WEP).
• Urządzenia mogą transmitować udostępniane przez siebie usługi, co ułatwia innym znajdowanie odpowiednich elementów równorzędnych.
• Aby określić, które urządzenie powinno być właścicielem grupy w sieci, Wi-Fi Direct analizuje możliwości zarządzania energią oraz interfejs użytkownika i usługi każdego z nich, a następnie na podstawie tych informacji wybiera urządzenie, które najskuteczniej obsługuje zadania serwera.
• Android nie obsługuje trybu ad-hoc Wi-Fi.

Z tej lekcji dowiesz się, jak znajdować urządzenia w pobliżu i łączyć się z nimi za pomocą sieci Wi-Fi P2P.

Konfigurowanie uprawnień aplikacji

Aby używać 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 interfejsu API 33) lub nowszego, dodaj do pliku manifestu uprawnienia NEARBY_WIFI_DEVICES. Wi-Fi Direct nie wymaga połączenia z internetem, ale używa standardowego gniazda Java, które wymaga uprawnienia INTERNET. Aby korzystać z Wi-Fi Direct, potrzebujesz tych uprawnień:

<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 poprzednich uprawnień te interfejsy API wymagają też włączenia trybu lokalizacji:

• discoverPeers
• discoverServices
• requestPeers

Konfigurowanie odbiornika i menedżera połączeń peer-to-peer

Aby używać Wi-Fi Direct, musisz nasłuchiwać intencji transmisji, które informują aplikację o wystąpieniu określonych zdarzeń. Utwórz w aplikacji instancję IntentFilter i ustaw ją tak, aby nasłuchiwał:

WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION

Wskazuje, czy funkcja Wi-Fi Direct jest włączona

WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION

Oznacza, że dostępna lista podobnych wydawców uległa zmianie.

WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION

Wskazuje zmianę stanu połączenia Wi-Fi Direct. Od Androida 10 ta funkcja nie jest przyklejona. Jeśli Twoja aplikacja odbierała te komunikaty podczas rejestracji, ponieważ były one trwałe, użyj odpowiedniej metody get przy inicjowaniu, aby uzyskać informacje.

WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION

Wskazuje, że szczegóły konfiguracji urządzenia uległy zmianie. Od Androida 10 ta funkcja nie jest przyklejona. Jeśli Twoja aplikacja odbierała te komunikaty podczas rejestracji, ponieważ były one trwałe, użyj odpowiedniej metody get przy inicjowaniu, aby uzyskać 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 instancję WifiP2pManager i wywołaj jej metodę initialize(). Ta metoda zwraca obiekt WifiP2pManager.Channel, którego użyjesz później do połączenia aplikacji ze platformą 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);
}

Teraz utwórz nową klasę BroadcastReceiver, której będziesz używać do nasłuchiwania zmian stanu Wi-Fi systemu. W metodzie onReceive() dodaj warunek do obsługi każdej zmiany stanu wymienionej powyżej.

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 rejestrujący filtr intencji i odbiornik, gdy główne działanie jest aktywne, oraz wyrejestruj je, gdy aktywność jest wstrzymana. Najlepiej użyć do tego 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);
}

Rozpocznij wyszukiwanie rówieśników

Aby zacząć wyszukiwać urządzenia w pobliżu z użyciem Wi-Fi P2P, zadzwoń pod numer discoverPeers(). Ta metoda przyjmuje następujące argumenty:

• WifiP2pManager.Channel otrzymany po zainicjowaniu menedżera mManagera typu peer-to-peer
• Implementacja funkcji WifiP2pManager.ActionListener z metodami wywoływanymi przez system w celu zapewnienia udanego lub nieudanego 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 odkrywanie aplikacji porównawczych. Metoda discoverPeers() rozpoczyna proces wykrywania, a następnie natychmiast zwraca. System powiadomi Cię, jeśli proces wykrywania peera zostanie zainicjowany za pomocą metod wywoływania w podanym detektorze działań. Wykrywanie pozostaje aktywne do czasu zainicjowania połączenia lub utworzenia grupy P2P.

Pobierz listę elementów z grupy porównawczej

Teraz napisz kod, który będzie pobierać i przetwarzać listę elementów równorzędnych. Najpierw zaimplementuj interfejs WifiP2pManager.PeerListListener, który dostarcza informacje o połączeniach równorzędnych wykrytych przez Wi-Fi Direct. Dzięki tym informacjom aplikacja może też określać, kiedy inne podmioty dołączają do sieci lub ją opuszczają. Ten fragment kodu ilustruje operacje związane z elementami równorzędnymi:

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;
        }
    }
}

Zmodyfikuj metodę onReceive() odbiornika, aby wywoływała metodę requestPeers() po otrzymaniu intencji z działaniem WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION. Musisz w jakiś sposób przekazać ten detektor do odbiornika. Jednym ze sposobów jest wysłanie go jako argumentu do konstruktora odbiornika.

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");
    }...
}

Intencja z intencją działania WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION wyzwala teraz żądanie zaktualizowanej listy elementów porównawczych.

Nawiąż połączenie

Aby połączyć się z peerem, utwórz nowy obiekt WifiP2pConfig i skopiuj do niego dane z WifiP2pDevice reprezentującego urządzenie, z którym chcesz się połączyć. Potem 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, podczas nawiązywania połączenia nie musisz prosić o podanie hasła grupy. Jeśli jednak chcesz zezwolić na dołączenie do grupy urządzeniu, które nie obsługuje Wi-Fi Direct, musisz wywołać funkcję requestGroupInfo(), jak to widać 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 zaimplementowany w metodzie connect() powiadamia Cię tylko wtedy, gdy inicjacja się powiedzie lub zakończy się niepowodzeniem. Aby nasłuchiwać zmian w stanie połączenia, zaimplementuj interfejs WifiP2pManager.ConnectionInfoListener. Jej wywołanie zwrotne onConnectionInfoAvailable() powiadamia o zmianie stanu połączenia. W sytuacjach, gdy do jednego urządzenia będzie połączonych wiele urządzeń (np. w grze z 3 lub większą liczbą graczy lub w aplikacji do obsługi czatu), „właścicielem grupy” zostanie jedno z tych urządzeń. Jeśli jako właściciela grupy sieci możesz wyznaczyć konkretne urządzenie, 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.
    }
}

Teraz wróć do metody onReceive() odbiornika i zmodyfikuj sekcję, która nasłuchuje intencji WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION. Po otrzymaniu tej intencji wywołaj requestConnectionInfo(). Jest to wywołanie asynchroniczne, więc wyniki są odbierane przez odbiornik informacji o połączeniu, który podasz 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, na którym działa Twoja aplikacja, było właścicielem grupy sieci obejmującej starsze urządzenia (czyli urządzenia, które nie obsługują Wi-Fi Direct), wykonaj te same czynności co w sekcji Połącz z peerem, ale utwórz nową WifiP2pManager.ActionListener przy użyciu createGroup() zamiast connect(). Obsługa wywołań zwrotnych w obiekcie 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 używać metody connect() na każdym z nich, ponieważ ta metoda utworzy grupę i automatycznie wybierze jej właściciela.

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