Tworzenie połączeń P2P za pomocą Wi-Fi Direct

Wi-Fi Direct (nazywane też peer-to-peer lub P2P) umożliwia aplikacji szybkie znajdowanie urządzeń w pobliżu i interakcje 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 lub hotspotem. Jeśli Twoja aplikacja działa w bezpiecznej sieci bliskiej zasięgu, Wi-Fi Direct jest lepszym rozwiązaniem niż tradycyjne sieci doraźne Wi-Fi. Powód:

• Wi-Fi Direct obsługuje szyfrowanie WPA2. (Niektóre sieci doraźne obsługują tylko szyfrowanie WEP).
• Urządzenia mogą transmitować świadczone przez siebie usługi, co pomaga innym urządzeniom łatwiej znajdować odpowiednich użytkowników.
• Podczas określania, które urządzenie powinno być właścicielem grupy dla sieci, Wi-Fi Direct analizuje funkcje zarządzania energią, interfejs użytkownika i możliwości usług każdego urządzenia, a następnie na podstawie tych informacji wybiera urządzenie, które będzie efektywniej realizować zadania związane z serwerem.
• Android nie obsługuje trybu ad-hoc Wi-Fi.

Z tej lekcji dowiesz się, jak znaleźć urządzenia w pobliżu i połączyć 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 też do pliku manifestu uprawnienie NEARBY_WIFI_DEVICES. Wi-Fi Direct nie wymaga połączenia z internetem, ale korzysta ze standardowych gniazd Java, które wymaga 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 poprzednich uprawnień następujące interfejsy API wymagają również włączenia trybu lokalizacji:

• discoverPeers
• discoverServices
• requestPeers

Konfigurowanie odbiornika i menedżera peer-to-peer

Aby korzystać z Wi-Fi Direct, musisz nasłuchiwać intencji przesyłania, które informują aplikację o wystąpieniu określonych zdarzeń. Utwórz w aplikacji instancję IntentFilter i ustaw ją tak, by nasłuchiwała tych zdarzeń:

WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION

Wskazuje, czy Wi-Fi Direct jest włączone

WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION

Oznacza, że dostępna lista podobnych reklamodawców uległa zmianie.

WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION

Wskazuje, że stan połączenia Wi-Fi Direct uległ zmianie. Od Androida 10 nie jest to aplikacja przyklejona. Jeśli Twoja aplikacja polegała na odbieraniu tych komunikatów podczas rejestracji, ponieważ były one przyklejone, podczas inicjowania użyj odpowiedniej metody get, aby uzyskać te informacje.

WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION

Wskazuje, że szczegóły konfiguracji urządzenia uległy zmianie. Od Androida 10 nie jest to aplikacja przyklejona. Jeśli Twoja aplikacja polegała na odbieraniu tych komunikatów podczas rejestracji, ponieważ były one przyklejone, podczas inicjowania użyj odpowiedniej metody get, 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 WifiP2pManager i wywołaj jej metodę initialize(). Ta metoda zwraca obiekt WifiP2pManager.Channel, którego użyjesz później do połączenia aplikacji z 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, która będzie służyć do nasłuchiwania zmian stanu sieci Wi-Fi systemu. W metodzie onReceive() dodaj warunek 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, aby zarejestrować filtr intencji i odbiornik, gdy główne działanie jest aktywne, i wyrejestrować je po wstrzymaniu. 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 odkrywanie grupy porównawczej

Aby rozpocząć wyszukiwanie urządzeń w pobliżu przez sieć Wi-Fi P2P, zadzwoń pod numer discoverPeers(). Ta metoda przyjmuje następujące argumenty:

• WifiP2pManager.Channel otrzymany z powrotem po zainicjowaniu menedżera mManagera peer-to-peer
• Implementacja WifiP2pManager.ActionListener z metodami wywoływanymi przez system w celu udanego i niepomyślnego wykrycia.

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 spowoduje to tylko zainicjowanie odkrywania przez innych uczniów. Metoda discoverPeers() rozpoczyna proces wykrywania, po czym natychmiast powraca. System powiadomi Cię, czy proces wykrywania peera został zainicjowany przez wywołanie metod w podanym detektorze działań. Wykrywanie pozostaje aktywne do czasu zainicjowania połączenia lub utworzenia grupy P2P.

Pobierz listę aplikacji równorzędnych

Teraz napisz kod, który będzie pobierać i przetwarzać listę połączeń równorzędnych. Najpierw zaimplementuj interfejs WifiP2pManager.PeerListListener, który podaje informacje o połączeniach równorzędnych wykrytych przez Wi-Fi Direct. Dzięki tym informacjom aplikacja może też określać, kiedy połączenia równorzędne dołączają do sieci, czy opuszczają ją. Poniższy fragment kodu ilustruje operacje związane z połączeniami z siecią równorzędną:

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 jakoś przekazać go do odbiornika. Jednym ze sposobów jest wysłanie go jako argumentu do konstruktora odbiorcy.

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 wywołuje żądanie zaktualizowanej listy aplikacji porównawczych.

Połącz się z grupą porównawczą

Aby połączyć się z siecią równorzędną, utwórz nowy obiekt WifiP2pConfig i skopiuj do niego dane z urządzenia 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 grupy przy łączeniu. Aby jednak umożliwić urządzeniu, które nie obsługuje Wi-Fi Direct, dołączenie do grupy, musisz odzyskać to hasło, wywołując metodę 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 obiekt WifiP2pManager.ActionListener zaimplementowany w metodzie connect() powiadamia Cię tylko o powodzeniu lub niepowodzeniu inicjowania. Aby nasłuchiwać zmian stanu połączenia, zaimplementuj interfejs WifiP2pManager.ConnectionInfoListener. Wywołanie zwrotne onConnectionInfoAvailable() informuje o zmianie stanu połączenia. W przypadku, gdy do jednego urządzenia zostanie podłączonych wiele urządzeń (np. gra z co najmniej 3 graczami lub aplikacja do obsługi czatu), „właścicielem grupy” jest 1 urządzenie. 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 i zmodyfikuj sekcję, która nasłuchuje intencji WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION. Po otrzymaniu tej intencji wywołaj requestConnectionInfo(). Jest to wywołanie asynchroniczne, więc wyniki otrzymuje detektor 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, na którym działa Twoja aplikacja, pełniło funkcję właściciela grupy obejmującej starsze urządzenia, czyli urządzenia nieobsługujące Wi-Fi Direct, musisz wykonać tę samą sekwencję czynności co w sekcji Połączenie z siecią równorzędną, z tym że tworzysz nowe połączenie WifiP2pManager.ActionListenerz użyciem createGroup() zamiast connect(). Obsługa wywołania zwrotnego 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 metoda tworzy grupę i automatycznie wybiera jej właściciela.

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