P2P-Verbindungen mit Wi-Fi Direct herstellen

Mit Wi-Fi Direct (auch als Peer-to-Peer oder P2P bezeichnet) kann deine App schnell Geräte in der Nähe 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 dass eine Verbindung zu einem Netzwerk oder Hotspot erforderlich ist. Wenn deine App für ein sicheres Netzwerk im Nahbereich konzipiert ist, ist Wi-Fi Direct aus folgenden Gründen besser geeignet als herkömmliche Wi-Fi-Ad-hoc-Netzwerke:

  • 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 leichter geeignete Peers finden können.
  • Bei der Bestimmung, welches Gerät der Gruppeninhaber für das Netzwerk sein soll, prüft Wi-Fi Direct die Energieverwaltung, die Benutzeroberfläche und die Dienstfunktionen der einzelnen Geräte und wählt anhand dieser Informationen das Gerät aus, das die Serveraufgaben am effektivsten bewältigen kann.
  • Android unterstützt den WLAN-Ad-hoc-Modus nicht.

In dieser Lektion erfährst du, wie du mithilfe von Wi-Fi P2P Geräte in der Nähe findest und eine Verbindung zu ihnen herstellst.

Anwendungsberechtigungen einrichten

Wenn Sie Wi-Fi Direct verwenden möchten, fügen Sie Ihrem 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 Ihrem Manifest auch die Berechtigung NEARBY_WIFI_DEVICES hinzu. Wi-Fi Direct erfordert keine Internetverbindung, verwendet aber Standard-Java-Sockets, für die die Berechtigung INTERNET erforderlich ist. Für die Verwendung von Wi-Fi Direct sind die folgenden Berechtigungen erforderlich:

<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"/>
    ...

Zusätzlich zu den oben genannten Berechtigungen muss für die folgenden APIs auch der Standortmodus aktiviert sein:

Übertragungsempfänger und Peer-to-Peer-Manager einrichten

Wenn du Wi-Fi Direct verwenden möchtest, musst du auf Broadcast-Intents warten, die deine Anwendung darüber informieren, wenn bestimmte Ereignisse aufgetreten sind. Instanziieren Sie in Ihrer Anwendung einen IntentFilter und legen Sie fest, dass er auf Folgendes warten soll:

WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION
Gibt an, ob Wi-Fi Direct aktiviert ist
WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION
Gibt an, dass sich die Liste der verfügbaren Peers 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 mehr der Fall. Wenn deine App diese Broadcasts bei der Registrierung erhalten hat, weil sie „sticky“ waren, verwende stattdessen die entsprechende get-Methode bei der Initialisierung, um die Informationen zu erhalten.
WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION
Gibt an, dass sich die Konfigurationsdetails dieses Geräts geändert haben. Ab Android 10 ist dies nicht mehr der Fall. Wenn deine App diese Broadcasts bei der Registrierung erhalten hat, weil sie „sticky“ waren, verwende stattdessen die entsprechende get-Methode bei der Initialisierung, um die Informationen zu erhalten.

Kotlin

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)
    ...
}

Java

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 Methode initialize() auf. Diese Methode gibt ein WifiP2pManager.Channel-Objekt zurück, das Sie später verwenden, um Ihre App mit dem Wi-Fi Direct-Framework zu verbinden.

Kotlin

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)
}

Java

Channel channel;
WifiP2pManager manager;

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

Erstelle jetzt eine neue BroadcastReceiver-Klasse, mit der du auf Änderungen des WLAN-Status des Systems reagieren kannst. Fügen Sie in der Methode onReceive() eine Bedingung hinzu, um jede der oben aufgeführten Statusänderungen zu verarbeiten.

Kotlin

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
                        )
                    }
        }
    }
}

Java

@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));

    }
}

Füge schließlich Code hinzu, um den Intent-Filter und den Übertragungsempfänger zu registrieren, wenn deine Hauptaktivität aktiv ist, und die Registrierung aufzuheben, wenn die Aktivität pausiert ist. Am besten eignen sich dafür die Methoden onResume() und onPause().

Kotlin

/** 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)
}

Java

/** 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-Erkennung starten

Wenn du mit Wi-Fi P2P nach Geräten in der Nähe suchen möchtest, rufe discoverPeers() auf. Diese Methode akzeptiert die folgenden Argumente:

Kotlin

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.
    }
})

Java

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 gibt dann sofort ein Ergebnis zurück. Das System benachrichtigt Sie, wenn der Prozess zur Peer-Erkennung erfolgreich initiiert wurde, indem Methoden im bereitgestellten Aktions-Listener aufgerufen werden. Außerdem bleibt die Erkennung aktiv, bis eine Verbindung initiiert oder eine P2P-Gruppe gebildet wird.

Liste der Peers abrufen

Schreiben Sie jetzt den Code, mit dem die Liste der Peers abgerufen und verarbeitet wird. Implementiere zuerst die Schnittstelle WifiP2pManager.PeerListListener, die Informationen zu den von Wi-Fi Direct erkannten Peers bereitstellt. Anhand dieser Informationen kann Ihre App auch feststellen, wann Peers dem Netzwerk beitreten oder es verlassen. Das folgende Code-Snippet veranschaulicht diese Vorgänge im Zusammenhang mit Peers:

Kotlin

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
    }
}

Java

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;
        }
    }
}

Ändere nun die Methode onReceive() deines Übertragungsempfängers so, dass requestPeers() aufgerufen wird, 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.

Kotlin

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")


        }
        ...
    }
}

Java

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 der Aktion WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION eine Anfrage für eine aktualisierte Peer-Liste aus.

Verbindung zu einem Peer herstellen

Wenn du eine Verbindung zu einem Peer herstellen möchtest, erstelle ein neues WifiP2pConfig-Objekt und kopiere Daten aus dem WifiP2pDevice, das das Gerät darstellt, mit dem du eine Verbindung herstellen möchtest. Rufen Sie dann die Methode connect() auf.

Kotlin

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()
        }
    })
}

Java

@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 alle Geräte in Ihrer Gruppe Wi-Fi Direct unterstützen, müssen Sie beim Herstellen einer Verbindung 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 jedoch durch Aufrufen von requestGroupInfo() abrufen, wie im folgenden Code-Snippet gezeigt:

Kotlin

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

Java

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

Beachten Sie, dass der in der Methode connect() implementierte WifiP2pManager.ActionListener Sie nur benachrichtigt, wenn die Initiierung erfolgreich ist oder fehlschlägt. Wenn du auf Änderungen des Verbindungsstatus reagieren möchtest, implementiere die Schnittstelle WifiP2pManager.ConnectionInfoListener. Der Callback onConnectionInfoAvailable() benachrichtigt dich, wenn sich der Status der Verbindung ändert. Wenn mehrere Geräte mit einem einzelnen Gerät verbunden werden sollen (z. B. bei einem Spiel mit drei oder mehr Spielern oder einer Chat-App), wird ein Gerät als „Gruppeninhaber“ festgelegt. Sie können ein bestimmtes Gerät als Gruppeninhaber des Netzwerks festlegen. Folgen Sie dazu der Anleitung im Abschnitt Gruppe erstellen.

Kotlin

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.
    }
}

Java

@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.
    }
}

Kehre nun zur Methode onReceive() des Übertragungsempfängers zurück und ändere den Abschnitt, der auf einen WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION-Intent wartet. Wenn dieser Intent empfangen wird, rufen Sie requestConnectionInfo() auf. Dies ist ein asynchroner Aufruf. Die Ergebnisse werden also vom Listener für Verbindungsinformationen empfangen, den du als Parameter angibst.

Kotlin

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)
            }
        }
    }
    ...
}

Java

    ...
    } 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 Geräten, die Wi-Fi Direct nicht unterstützen, führen Sie dieselben Schritte wie im Abschnitt Mit einem Peer verbinden aus. Sie erstellen jedoch eine neue WifiP2pManager.ActionListener mit createGroup() anstelle von connect(). Die Callback-Verarbeitung innerhalb von WifiP2pManager.ActionListener ist identisch, wie im folgenden Code-Snippet gezeigt:

Kotlin

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()
    }
})

Java

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.