Wi-Fi Direct で P2P 接続を作成する

Wi-Fi Direct(ピアツーピア(P2P)とも呼ばれます)を使用すると、アプリは Bluetooth の能力を超える範囲で、付近のデバイスをすばやく検出して通信できます。

Wi-Fi Direct(P2P)API を使用すると、アプリはネットワークやアクセス ポイントに接続することなく、付近のデバイスに接続できます。アプリが安全な近距離ネットワークの一部となるように設計されている場合、従来の Wi-Fi アドホック ネットワークよりも Wi-Fi Direct の方が適しています。その理由は次のとおりです。

  • Wi-Fi Direct は WPA2 暗号化をサポートします(一部のアドホック ネットワークは、WEP 暗号化のみをサポートしています)。
  • デバイスは自身が提供するサービスをブロードキャストできるため、他のデバイスは適切なピアを簡単に検出できます。
  • ネットワークのグループ オーナーにすべきデバイスを決定する際、Wi-Fi Direct は、各デバイスの電源管理、UI、サービス機能を調べ、この情報を使用して、サーバーの役割を最も効果的に処理できるデバイスを選択します。
  • Android は Wi-Fi アドホック モードをサポートしていません。

このレッスンでは、Wi-Fi P2P を使用して付近のデバイスを見つけて接続する方法について説明します。

アプリの権限をセットアップする

Wi-Fi Direct を使用するには、ACCESS_FINE_LOCATIONCHANGE_WIFI_STATEACCESS_WIFI_STATEINTERNET の各権限をマニフェストに追加します。アプリが Android 13(API レベル 33)以降をターゲットとしている場合は、NEARBY_WIFI_DEVICES 権限もマニフェストに追加します。Wi-Fi Direct はインターネット接続を必要としませんが、標準の Java ソケットを使用します。これには INTERNET 権限が必要です。Wi-Fi Direct を使用するには、次の権限が必要です。

<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"/>
    ...

上記の権限に加えて、次の API を使用するには、位置情報モードを有効にする必要があります。

ブロードキャスト レシーバとピアツーピア マネージャーをセットアップする

Wi-Fi Direct を使用するには、特定のイベントが発生したときにアプリに通知するブロードキャスト インテントをリッスンする必要があります。アプリ内で IntentFilter をインスタンス化し、以下をリッスンするように設定します。

WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION
Wi-Fi Direct が有効かどうかを示します。
WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION
利用可能なピアリストが変更されたことを示します。
WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION
Wi-Fi Direct 接続の状態が変更されたことを示します。Android 10 以降では、これは固定されません。これらのブロードキャストはスティッキーであるため、登録時にアプリがこれらのブロードキャストの受信に依存していた場合は、代わりに初期化時に適切な get メソッドを使用して、情報を取得します。
WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION
このデバイスの設定の詳細が変更されたことを示します。Android 10 以降では、これは固定されません。これらのブロードキャストはスティッキーであるため、登録時にアプリがこれらのブロードキャストの受信に依存していた場合は、代わりに初期化時に適切な get メソッドを使用して、情報を取得します。

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);
    ...
}

onCreate() メソッドの最後で、WifiP2pManager のインスタンスを取得し、その initialize() メソッドを呼び出します。このメソッドは WifiP2pManager.Channel オブジェクトを返します。このオブジェクトは、後でアプリを Wi-Fi Direct フレームワークに接続する際に使用します。

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);
}

次に、システムの Wi-Fi 状態の変化をリッスンするために使用する新しい BroadcastReceiver クラスを作成します。onReceive() メソッドに、上記の各状態変更を処理する条件を追加します。

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));

    }
}

最後に、メイン アクティビティがアクティブになったときにインテント フィルタとブロードキャスト レシーバを登録し、アクティビティが一時停止されたときにインテント フィルタとブロードキャスト レシーバの登録を解除するコードを追加します。そのためには、onResume() メソッドと onPause() メソッドが最適です。

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);
}

ピアの検出を開始する

Wi-Fi P2P を使用して近くのデバイスの検索を開始するには、discoverPeers() を呼び出します。このメソッドは、次の引数を取ります。

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.
    }
});

このコードはピア検出を開始するのみであることにご注意ください。discoverPeers() メソッドは検出プロセスを開始し、すぐに結果に戻ります。指定されたアクション リスナーのメソッドを呼び出して、ピア検出プロセスが正常に開始された場合、システムから通知されます。また、接続が開始されるか P2P グループが形成されるまで、検出はアクティブなままです。

ピアのリストを取得する

次に、ピアのリストを取得して処理するコードを作成します。まず、Wi-Fi Direct が検出したピアに関する情報を提供する WifiP2pManager.PeerListListener インターフェースを実装します。この情報により、アプリはピアがネットワークに参加または離脱するタイミングを特定することもできます。次のコード スニペットは、ピアに関連するこれらのオペレーションを示しています。

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;
        }
    }
}

次に、アクション WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION のインテントを受信したときに requestPeers() を呼び出すように、ブロードキャスト レシーバの onReceive() メソッドを変更します。なんらかの方法でこのリスナーをレシーバーに渡す必要があります。1 つの方法は、ブロードキャスト レシーバのコンストラクタに引数として送信することです。

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");
    }...
}

アクション WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION を含むインテントによって、更新されたピアリストに対するリクエストがトリガーされます。

ピアに接続する

ピアに接続するには、新しい WifiP2pConfig オブジェクトを作成し、接続するデバイスを表す WifiP2pDevice からデータをコピーします。次に、connect() メソッドを呼び出します。

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();
        }
    });
}

グループ内の各デバイスが Wi-Fi Direct をサポートしている場合は、接続時にグループのパスワードを明示的に要求する必要はありません。ただし、Wi-Fi Direct をサポートしていないデバイスがグループに参加できるようにするには、次のコード スニペットに示すように、requestGroupInfo() を呼び出してこのパスワードを取得する必要があります。

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();
  }
});

connect() メソッドに実装された WifiP2pManager.ActionListener は、開始の成功または失敗のみを通知します。接続状態の変化をリッスンするには、WifiP2pManager.ConnectionInfoListener インターフェースを実装します。その onConnectionInfoAvailable() コールバックは、接続の状態が変化したときに通知します。複数のデバイスを 1 つのデバイスに接続する場合(3 人以上のプレーヤーが参加するゲームやチャットアプリなど)、1 つのデバイスを「グループ オーナー」と呼びます。グループを作成するセクションの手順に沿って、特定のデバイスをネットワークのグループ オーナーとして指定できます。

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.
    }
}

次に、ブロードキャスト レシーバの onReceive() メソッドに戻り、WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION インテントをリッスンするセクションを変更します。このインテントが受信されたら、requestConnectionInfo() を呼び出します。これは非同期呼び出しであるため、結果はパラメータとして指定した接続情報リスナーによって受信されます。

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);
        }
        ...

グループを作成する

アプリを実行しているデバイスを、レガシー デバイス(つまり Wi-Fi Direct をサポートしていないデバイス)を含むネットワークのグループ オーナーとして機能するには、connect() ではなく createGroup() を使用して新しい WifiP2pManager.ActionListener を作成する以外は、ピアに接続するセクションと同じ手順を行います。WifiP2pManager.ActionListener 内のコールバック処理は、次のコード スニペットに示すように、同じです。

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();
    }
});

注: ネットワーク内のすべてのデバイスが Wi-Fi Direct をサポートしている場合は、各デバイスで connect() メソッドを使用できます。このメソッドは、その後にグループを作成してグループ オーナーを自動的に選択するためです。

グループを作成したら、requestGroupInfo() を呼び出して、デバイス名や接続ステータスなど、ネットワーク上のピアの詳細情報を取得できます。