Android Wifi P2P 入门

学习资料：

Demo 下载地址：https://github.com/mengzhinan/WiFi_P2P_test

GoogleAndroid Doc：https://developer.android.google.cn/guide/topics/connectivity/wifip2p

背景介绍：

Wifi P2P (peer to peer)：义为 Wifi 点对点，也叫 Wifi 直连(Wifi Direct)，他是 Wifi Display(投屏) 应用的技术基础。

官方描述：

使用 WLAN 直连 (P2P) 技术，可以让具备相应硬件的 Android 4.0（API 级别 14）或更高版本设备在没有中间接入点的情况下，通过 WLAN 进行直接互联。使用这些 API，您可以实现支持 WLAN P2P 的设备间相互发现和连接，从而获得比蓝牙连接更远距离的高速连接通信效果。对于多人游戏或照片共享等需要在用户之间共享数据的应用而言，这一技术非常有用。

总结以下优点：

1、有比蓝牙更远的传输距离。未测试

2、有比蓝牙更快速的数据传输速度，更大的带宽。未测试

3、只需要打开 Wifi 即可，不需要加入任何网络或 AP，即可实现对等点连接通讯。

可实现通过 Wifi 连接，同时使用数据网络的场景，比喻：手机遥控无人机的同时，无人机需要访问远程服务器上传数据。

Wifi P2P 架构：

虽然上面提到两台或多台 Android 设备通过 Wifi P2P 通讯时不需要加入任何网络，但是 Wifi P2P 协议还是需要组件网络才能发现对方并建立 TCP 连接通讯的。在组网和通讯阶段一共有 3 个角色：

1、P2P Group Owner，或称为群主，充当服务端，并需要创建 ServerSocket 等待客户端的连接，获得 IO 流与客户端通讯或转发消息给其他客户端。

2、P2P Client，或称为组员，充当客户端，需要创建 Socket 与服务器通讯。

3、P2P Device，在上面的过程中，服务器端和客户端都是一个独立的设备，拥有唯一的设备特征信息。

4、广播接收器：

WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION：检查 Wi-Fi P2P 是否已启用。Android 4.0 以上系统才有此功能。

WifiP2pManager.WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION：对等设备发生变化，一般是在调用 discoverPeers 方法后发送此广播。在此广播中，你可以调用 requestPeers 方法，获得扫描到的对等设备列表。

WifiP2pManager.WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION：连接状态发生变化，一般在调用 connect 或 cancelConnect 方法时会发送此广播。状态共有 5 种：WifiP2pDevice.AVAILABLE、WifiP2pDevice.INVITED、WifiP2pDevice.CONNECTED、WifiP2pDevice.FAILED 和 WifiP2pDevice.UNAVAILABLE 。

当判断连接信息为连接状态时，即 networkInfo.isConnected() ，你应当继续请求连接的具体信息 mManager.requestConnectionInfo(...)，然后获得群主的详细设备信息，建立 Socket 通讯。

WifiP2pManager.WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION：此设备的WiFi状态更改回调，应用可使用 requestDeviceInfo() 来检索当前连接信息。

在未组网之前，是不存在群主、组员之称的。只有在设备尝试发现并连接对方时，系统才会通过 P2P 协议尝试使多端设备组件为一个群组，并自动确定某一个设备为群主。但是本人在实测过程中发现，是需要先有群主，才会加入组员组网通讯的。

更底层的原理参考：https://blog.csdn.net/wirelessdisplay/article/details/53365377

连接流程：

绘制了一张流程图，描述我 Demo 的连接过程。

服务端流程：

客户端流程：

Android 代码层面介绍：

1、设置相关权限：

<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_WIFI_STATE" />
<uses-permission android:name="android.permission.CHANGE_WIFI_STATE" />
<uses-permission android:name="android.permission.CHANGE_NETWORK_STATE" />
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_NETWORK_STATE" />
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION" />
<uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />

因为在建立 P2P 连接后，需要建立 Socket 通讯，所以需要 INTERNET 权限。

2、注册广播，有 4 个核心广播 Action：

@Override
    public void onReceive(Context context, Intent intent) {
        String action = intent.getAction();
        if (WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION.equals(action)) {
            // Check to see if Wi-Fi is enabled and notify appropriate activity
            // 检查 Wi-Fi P2P 是否已启用
            int state = intent.getIntExtra(WifiP2pManager.EXTRA_WIFI_STATE, -1);
            boolean isEnabled = (state == WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_ENABLED);
            if (mWifiP2PListener != null) {
                mWifiP2PListener.onWifiP2pEnabled(isEnabled);
            }
        } else if (WifiP2pManager.WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION.equals(action)) {
            // Call WifiP2pManager.requestPeers() to get a list of current peers
            WifiP2pDeviceList wifiP2pDeviceList = intent.getParcelableExtra(WifiP2pManager.WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION);
            if (mWifiP2PListener != null && wifiP2pDeviceList != null) {
                mWifiP2PListener.onPeersAvailable(wifiP2pDeviceList.getDeviceList());
            }
            // 异步方法
            WifiP2PHelper.getInstance(context).requestPeers();
        } else if (WifiP2pManager.WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION.equals(action)) {
            // Respond to new connection or disconnections
            // 链接状态变化回调
            // 此广播 会和 WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION 同时回调
            // 注册广播、连接成功、连接失败 三种时机都会调用
            // 应用可使用 requestConnectionInfo()、requestNetworkInfo() 或 requestGroupInfo() 来检索当前连接信息。
            NetworkInfo networkInfo = intent.getParcelableExtra(WifiP2pManager.EXTRA_NETWORK_INFO);
            if (networkInfo != null
                    && networkInfo.isConnected()
                    && mManager != null
                    && mWifiP2PListener != null) {
                WifiP2PHelper.getInstance(context).requestConnectInfo();
            } else {
                if (mWifiP2PListener != null) {
                    mWifiP2PListener.onConnectionInfoAvailable(null);
                }
            }
        } else if (WifiP2pManager.WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION.equals(action)) {
            // Respond to this device's wifi state changing
            // 此设备的WiFi状态更改回调
            // 此广播 会和 WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION 同时回调
            // 注册广播、连接成功、连接失败 三种时机都会调用
            // 应用可使用 requestDeviceInfo() 来检索当前连接信息。
            WifiP2pDevice wifiP2pDevice = intent.getParcelableExtra(WifiP2pManager.EXTRA_WIFI_P2P_DEVICE);
            if (mWifiP2PListener != null) {
                mWifiP2PListener.onSelfDeviceAvailable(wifiP2pDevice);
            }
        }
    }

3、初始化 Wifi P2P：

private WifiP2PHelper(Context context) {
    if (context == null || context.getApplicationContext() == null) {
        throw new IllegalArgumentException("context is null exception.");
    }
    mApplicationContext = context.getApplicationContext();

    mManager = (WifiP2pManager) mApplicationContext.getSystemService(Context.WIFI_P2P_SERVICE);
    // 将此应用注册到 WLAN P2P 框架
    mChannel = mManager.initialize(mApplicationContext, Looper.getMainLooper(), null);
    mReceiver = new WifiP2PBroadCastReceiver(mManager, mChannel);
}

初始化阶段的核心就是调用 manager.initialize(...) 方法，得到群组内通讯的通道对象 channel。

4、服务端创建群组：

public void createGroup() {
    mManager.createGroup(mChannel, new WifiP2pManager.ActionListener() {
        @Override
        public void onSuccess() {
            if (mWifiP2PListener != null) {
                mWifiP2PListener.onCreateGroup(true);
            }
        }

        @Override
        public void onFailure(int reason) {
            if (mWifiP2PListener != null) {
                mWifiP2PListener.onCreateGroup(false);
            }
        }
    });
}

5、客户端扫描对等设备：

public void discover() {
    mManager.discoverPeers(mChannel, new WifiP2pManager.ActionListener() {
        @Override
        public void onSuccess() {
            if (mWifiP2PListener != null) {
                mWifiP2PListener.onDiscoverPeers(true);
            }
        }

        @Override
        public void onFailure(int reason) {
            if (mWifiP2PListener != null) {
                mWifiP2PListener.onDiscoverPeers(false);
            }
        }
    });
}

6、客户端收到扫描成功广播后，请求扫描到的结果。尝试了解设备，获取到连接广播，在连接成功时，请求连接的详细信息，获取服务端的 IP 地址，建立 Socket 连接。

} else if (WifiP2pManager.WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION.equals(action)) {
            // Call WifiP2pManager.requestPeers() to get a list of current peers
            WifiP2pDeviceList wifiP2pDeviceList = intent.getParcelableExtra(WifiP2pManager.WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION);
            if (mWifiP2PListener != null && wifiP2pDeviceList != null) {
                mWifiP2PListener.onPeersAvailable(wifiP2pDeviceList.getDeviceList());
            }
            // 异步方法
            WifiP2PHelper.getInstance(context).requestPeers();
        } else if (WifiP2pManager.WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION.equals(action)) {
            // Respond to new connection or disconnections
            // 链接状态变化回调
            // 此广播 会和 WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION 同时回调
            // 注册广播、连接成功、连接失败 三种时机都会调用
            // 应用可使用 requestConnectionInfo()、requestNetworkInfo() 或 requestGroupInfo() 来检索当前连接信息。
            NetworkInfo networkInfo = intent.getParcelableExtra(WifiP2pManager.EXTRA_NETWORK_INFO);
            if (networkInfo != null
                    && networkInfo.isConnected()
                    && mManager != null
                    && mWifiP2PListener != null) {
                WifiP2PHelper.getInstance(context).requestConnectInfo();
            } else {
                if (mWifiP2PListener != null) {
                    mWifiP2PListener.onConnectionInfoAvailable(null);
                }
            }
        } 

7、服务器创建 ServerSocket 接收客户端，并死循环读取 InputStream 数据：

private void initSocket() {
        try {
            serverSocket = new ServerSocket(SERVER_PORT);
            // 需要设置为无限超时
//            serverSocket.setSoTimeout(10000);
            while (!isQuitReadClient) {
                socket = serverSocket.accept();
                inputStream = socket.getInputStream();
                outputStream = socket.getOutputStream();
                String text = "连接到客户端 -> " + PHONE_INFO;
                IOHelper.writeText(outputStream, text);
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    private void receive() {
        try {
            while (!isQuitReadMessage) {
                Thread.sleep(500);
                String text = IOHelper.readText(inputStream);
                if (TextUtils.isEmpty(text)) {
                    continue;
                }
                postToUI(text);
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

8、客户端床架 Socket 连接服务端，并死循环读取 InputStream：

private void initSocket() {
        try {
            socket = new Socket(serverIP, SERVER_PORT);
            inputStream = socket.getInputStream();
            outputStream = socket.getOutputStream();
            String text = "连接到服务端 -> " + PHONE_INFO;
            IOHelper.writeText(outputStream, text);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    private void receive() {
        try {
            while (!isQuitReadMessage) {
                Thread.sleep(500);
                String text = IOHelper.readText(inputStream);
                if (TextUtils.isEmpty(text)) {
                    continue;
                }
                postToUI(text);
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

Demo 效果图：

服务端：

客户端：

服务端接收连接确认对话框：

坑点：

1、需要先创建群组，客户端才可以连接并加入组，否则连接不上。

2、服务端 ServerSocket 在等待时不要设置超时，否则遇到客户端连不上问题时难以排查。

3、如果服务端退出时没有移除群组，或客户端退出时没有断开连接，在下次连接时会出现连不上问题，不确定原因。

4、客户端首次连接服务端时，服务端会弹出请求对话框。服务端同意后才会建立连接。

Demo 下载地址：https://github.com/mengzhinan/WiFi_P2P_test