Wi-Fi Direct(点对点或P2P)概述

Wi-Fi Direct (P2P) 允许具有相应硬件的设备通过 Wi-Fi 直接相互连接,无需中间接入点。使用这些 API,当每个设备都支持 Wi-Fi P2P 时,您可以发现并连接到其他设备,然后通过比蓝牙连接更长的距离进行高速连接通信。这对于在用户之间共享数据的应用程序非常有用,例如多人游戏或照片共享应用程序。

Wi-Fi P2P API 包含以下主要部分

  • 允许您发现、请求和连接到对等方的程序,这些程序在 WifiP2pManager 类中定义。
  • 允许您接收 WifiP2pManager 方法调用成功或失败通知的侦听器。调用 WifiP2pManager 方法时,每个方法都可以接收作为参数传入的特定侦听器。
  • 通知您 Wi-Fi P2P 框架检测到的特定事件(例如连接中断或新发现的对等方)的意图。

您通常会一起使用API的这三个主要组件。例如,您可以向WifiP2pManager.ActionListenerdiscoverPeers()调用提供一个监听器,以便ActionListener.onSuccess()ActionListener.onFailure() 方法可以通知您。discoverPeers()方法发现对等节点列表已更改时,还会广播WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION意图。

API概述

WifiP2pManager 类提供方法,使您可以与设备上的Wi-Fi硬件交互,执行诸如发现和连接到对等节点等操作。可以使用以下操作

表1. Wi-Fi P2P 方法

方法 描述
initialize() 将应用程序注册到Wi-Fi框架。在调用任何其他Wi-Fi P2P方法之前调用此方法。
connect() 使用指定的配置启动与设备的对等连接。
cancelConnect() 取消任何正在进行的对等组协商。
requestConnectInfo() 请求设备的连接信息。
createGroup() 创建对等组,并将当前设备作为组所有者。
removeGroup() 删除当前的对等组。
requestGroupInfo() 请求对等组信息。
discoverPeers() 启动对等发现。
requestPeers() 请求当前已发现的对等节点列表。

WifiP2pManager 方法允许您传入监听器,以便Wi-Fi P2P框架可以将调用的状态通知您的活动。表2中描述了可用的监听器接口以及使用这些监听器的相应WifiP2pManager方法调用。

表2. Wi-Fi P2P 监听器

监听器接口 关联操作
WifiP2pManager.ActionListener connect()cancelConnect()createGroup()removeGroup()discoverPeers()
WifiP2pManager.ChannelListener initialize()
WifiP2pManager.ConnectionInfoListener requestConnectInfo()
WifiP2pManager.GroupInfoListener requestGroupInfo()
WifiP2pManager.PeerListListener requestPeers()

Wi-Fi P2P API定义了在发生某些Wi-Fi P2P事件(例如发现新的对等节点或设备的Wi-Fi状态发生更改时)时广播的意图。您可以通过创建处理这些意图的广播接收器来注册以接收应用程序中的这些意图

表3. Wi-Fi P2P 意图

意图 描述
WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION 设备的Wi-Fi连接状态发生变化时广播。
WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION 调用discoverPeers()时广播。如果您的应用程序处理此意图,通常会调用requestPeers()以获取对等节点的更新列表。
WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION 在设备上启用或禁用Wi-Fi P2P时广播。
WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION 设备的详细信息(例如设备名称)发生更改时广播。

为Wi-Fi P2P意图创建广播接收器

广播接收器允许您接收Android系统广播的意图,以便您的应用程序可以响应您感兴趣的事件。创建广播接收器以处理Wi-Fi P2P意图的基本步骤如下

  1. 创建一个扩展BroadcastReceiver类的类。对于类的构造函数,您将使用WifiP2pManagerWifiP2pManager.Channel以及将注册此广播接收器的活动的参数。这允许广播接收器向活动发送更新,并在需要时访问Wi-Fi硬件和通信通道。

  2. 在广播接收器中,在onReceive()方法中检查您感兴趣的意图。根据接收到的意图执行任何必要的操作。例如,如果广播接收器接收到WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION意图,您可以调用requestPeers()方法以获取当前已发现的对等节点列表。

以下代码向您展示如何创建典型的广播接收器。广播接收器将WifiP2pManager对象和活动作为参数,并使用这两个类在广播接收器接收到意图时适当地执行所需的操作

Kotlin

/**
* A BroadcastReceiver that notifies of important Wi-Fi p2p events.
*/
class WiFiDirectBroadcastReceiver(
       private val manager: WifiP2pManager,
       private val channel: WifiP2pManager.Channel,
       private val activity: MyWifiActivity
) : BroadcastReceiver() {

   override fun onReceive(context: Context, intent: Intent) {
       val action: String = intent.action
       when (action) {
           WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION -> {
               // Check to see if Wi-Fi is enabled and notify appropriate activity
           }
           WifiP2pManager.WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION -> {
               // Call WifiP2pManager.requestPeers() to get a list of current peers
           }
           WifiP2pManager.WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION -> {
               // Respond to new connection or disconnections
           }
           WifiP2pManager.WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION -> {
               // Respond to this device's wifi state changing
           }
       }
   }
}

Java

/**
* A BroadcastReceiver that notifies of important Wi-Fi p2p events.
*/
public class WiFiDirectBroadcastReceiver extends BroadcastReceiver {

   private WifiP2pManager manager;
   private Channel channel;
   private MyWiFiActivity activity;

   public WiFiDirectBroadcastReceiver(WifiP2pManager manager, Channel channel,
           MyWifiActivity activity) {
       super();
       this.manager = manager;
       this.channel = channel;
       this.activity = activity;
   }

   @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
       } else if (WifiP2pManager.WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION.equals(action)) {
           // Call WifiP2pManager.requestPeers() to get a list of current peers
       } else if (WifiP2pManager.WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION.equals(action)) {
           // Respond to new connection or disconnections
       } else if (WifiP2pManager.WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION.equals(action)) {
           // Respond to this device's wifi state changing
       }
   }
}

在运行Android 10及更高版本的设备上,以下广播意图是非粘性的

WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION
应用程序可以使用requestConnectionInfo()requestNetworkInfo()requestGroupInfo()来检索当前的连接信息。
WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION
应用程序可以使用requestDeviceInfo()来检索当前的连接信息。

创建Wi-Fi P2P应用程序

创建Wi-Fi P2P应用程序涉及为您的应用程序创建和注册广播接收器、发现对等节点、连接到对等节点以及将数据传输到对等节点。以下部分描述了如何执行此操作。

初始设置

在使用Wi-Fi P2P API之前,您必须确保您的应用程序可以访问硬件并且设备支持Wi-Fi P2P协议。如果支持Wi-Fi P2P,您可以获取WifiP2pManager的实例,创建和注册您的广播接收器,然后开始使用Wi-Fi P2P API。

  1. 请求使用设备上Wi-Fi硬件的权限,并在Android清单中声明您的应用程序具有正确的最低SDK版本

    <uses-sdk android:minSdkVersion="14" />
    <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.INTERNET" />
    <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_NETWORK_STATE" />
    <!-- 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: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" />
    

    除了上述权限外,以下API还需要启用位置模式

  2. 检查Wi-Fi P2P是否已开启并受支持。当您的广播接收器接收到WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION意图时,检查此项的好地方是在您的广播接收器中。将Wi-Fi P2P状态通知您的活动并相应地做出反应

    Kotlin

    override fun onReceive(context: Context, intent: Intent) {
    ...
    val action: String = intent.action
    when (action) {
       WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION -> {
           val state = intent.getIntExtra(WifiP2pManager.EXTRA_WIFI_STATE, -1)
           when (state) {
               WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_ENABLED -> {
                   // Wifi P2P is enabled
               }
               else -> {
                   // Wi-Fi P2P is not enabled
               }
           }
       }
    }
    ...
    }

    Java

    @Override
    public void onReceive(Context context, Intent intent) {
    ...
    String action = intent.getAction();
    if (WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION.equals(action)) {
       int state = intent.getIntExtra(WifiP2pManager.EXTRA_WIFI_STATE, -1);
       if (state == WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_ENABLED) {
           // Wifi P2P is enabled
       } else {
           // Wi-Fi P2P is not enabled
       }
    }
    ...
    }
  3. 在您的活动的onCreate()方法中,获取WifiP2pManager的实例,并通过调用initialize()将您的应用程序注册到Wi-Fi P2P框架。此方法返回WifiP2pManager.Channel,用于将您的应用程序连接到Wi-Fi P2P框架。您还应该使用WifiP2pManagerWifiP2pManager.Channel对象以及对您的活动的引用来创建广播接收器的实例。这使您的广播接收器能够将有趣的事件通知您的活动并进行相应的更新。它还使您可以根据需要操作设备的Wi-Fi状态

    Kotlin

    val manager: WifiP2pManager? by lazy(LazyThreadSafetyMode.NONE) {
       getSystemService(Context.WIFI_P2P_SERVICE) as WifiP2pManager?
    }
    
    var channel: WifiP2pManager.Channel? = null
    var receiver: BroadcastReceiver? = null
    
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
       ...
    
       channel = manager?.initialize(this, mainLooper, null)
       channel?.also { channel ->
           receiver = WiFiDirectBroadcastReceiver(manager, channel, this)
       }
    }

    Java

    WifiP2pManager manager;
    Channel channel;
    BroadcastReceiver receiver;
    ...
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState){
       ...
       manager = (WifiP2pManager) getSystemService(Context.WIFI_P2P_SERVICE);
       channel = manager.initialize(this, getMainLooper(), null);
       receiver = new WiFiDirectBroadcastReceiver(manager, channel, this);
       ...
    }
  4. 创建一个意图过滤器并添加您的广播接收器检查的相同意图

    Kotlin

    val intentFilter = IntentFilter().apply {
       addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION)
       addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION)
       addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION)
       addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION)
    }

    Java

    IntentFilter intentFilter;
    ...
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState){
       ...
       intentFilter = new IntentFilter();
       intentFilter.addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION);
       intentFilter.addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION);
       intentFilter.addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION);
       intentFilter.addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION);
       ...
    }
  5. 在活动的onResume()方法中注册广播接收器,并在活动的onPause()方法中取消注册它

    Kotlin

    /* register the broadcast receiver with the intent values to be matched */
    override fun onResume() {
       super.onResume()
       receiver?.also { receiver ->
           registerReceiver(receiver, intentFilter)
       }
    }
    
    /* unregister the broadcast receiver */
    override fun onPause() {
       super.onPause()
       receiver?.also { receiver ->
           unregisterReceiver(receiver)
       }
    }

    Java

    /* register the broadcast receiver with the intent values to be matched */
    @Override
    protected void onResume() {
       super.onResume();
       registerReceiver(receiver, intentFilter);
    }
    /* unregister the broadcast receiver */
    @Override
    protected void onPause() {
       super.onPause();
       unregisterReceiver(receiver);
    }
  6. 获得WifiP2pManager.Channel并设置广播接收器后,您的应用程序可以进行Wi-Fi P2P方法调用并接收Wi-Fi P2P意图。

  7. 通过调用WifiP2pManager中的方法来实现您的应用程序,使用Wi-Fi P2P功能。

接下来的部分将描述如何执行常见的操作,例如发现和连接到对等节点。

发现对等节点

调用discoverPeers()以检测范围内且可供连接的可用对等节点。对该函数的调用是异步的,如果创建了WifiP2pManager.ActionListener,则会使用onSuccess()onFailure()将成功或失败通知您的应用程序。onSuccess()方法仅通知您发现过程成功,并且不提供有关实际发现的任何对等节点(如果有)的任何信息。以下代码示例显示了如何设置它。

Kotlin

manager?.discoverPeers(channel, object : WifiP2pManager.ActionListener {

   override fun onSuccess() {
       ...
   }

   override fun onFailure(reasonCode: Int) {
       ...
   }
})

Java

manager.discoverPeers(channel, new WifiP2pManager.ActionListener() {
   @Override
   public void onSuccess() {
       ...
   }

   @Override
   public void onFailure(int reasonCode) {
       ...
   }
});

如果发现过程成功并检测到对等节点,则系统会广播WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION意图,您可以在广播接收器中监听该意图以获取对等节点列表。当您的应用程序接收到WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION意图时,您可以使用requestPeers()请求已发现的对等节点列表。以下代码显示了如何设置它。

Kotlin

override fun onReceive(context: Context, intent: Intent) {
   val action: String = intent.action
   when (action) {
       ...
       WifiP2pManager.WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION -> {
           manager?.requestPeers(channel) { peers: WifiP2pDeviceList? ->
               // Handle peers list
           }
       }
       ...
   }
}

Java

PeerListListener myPeerListListener;
...
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 (manager != null) {
       manager.requestPeers(channel, myPeerListListener);
   }
}

requestPeers() 方法也是异步的,当可用对等设备列表可用时,它可以通过 onPeersAvailable() 通知您的活动,该方法定义在 WifiP2pManager.PeerListListener 接口中。onPeersAvailable() 方法为您提供一个 WifiP2pDeviceList,您可以遍历该列表以查找要连接的对等设备。

连接到对等设备

获得可能的对等设备列表并选择要连接的设备后,请调用 connect() 方法来连接到该设备。此方法调用需要一个 WifiP2pConfig 对象,其中包含要连接的设备的信息。WifiP2pManager.ActionListener 可以通知您连接成功或失败。以下代码演示如何创建到设备的连接。

Kotlin

val device: WifiP2pDevice = ...
val config = WifiP2pConfig()
config.deviceAddress = device.deviceAddress
channel?.also { channel ->
   manager?.connect(channel, config, object : WifiP2pManager.ActionListener {

       override fun onSuccess() {
           //success logic
       }

       override fun onFailure(reason: Int) {
           //failure logic
       }
   }
)}

Java

//obtain a peer from the WifiP2pDeviceList
WifiP2pDevice device;
WifiP2pConfig config = new WifiP2pConfig();
config.deviceAddress = device.deviceAddress;
manager.connect(channel, config, new ActionListener() {

   @Override
   public void onSuccess() {
       //success logic
   }

   @Override
   public void onFailure(int reason) {
       //failure logic
   }
});

传输数据

建立连接后,您可以使用套接字在设备之间传输数据。传输数据的基本步骤如下:

  1. 创建一个 ServerSocket。此套接字等待来自客户端在指定端口上的连接,并在连接发生之前阻塞,因此请在后台线程中执行此操作。
  2. 创建一个客户端 Socket。客户端使用服务器套接字的IP地址和端口连接到服务器设备。
  3. 从客户端发送数据到服务器。当客户端套接字成功连接到服务器套接字时,您可以使用字节流将数据从客户端发送到服务器。
  4. 服务器套接字等待客户端连接(使用 accept() 方法)。此调用会在客户端连接之前阻塞,因此请在另一个线程中调用此方法。连接发生后,服务器设备可以接收来自客户端的数据。

以下示例(修改自 Wi-Fi P2P 演示)演示了如何创建此客户端-服务器套接字通信以及如何使用服务将 JPEG 图片从客户端传输到服务器。要获得完整的可运行示例,请编译并运行该演示。

Kotlin

class FileServerAsyncTask(
       private val context: Context,
       private var statusText: TextView
) : AsyncTask<Void, Void, String?>() {

   override fun doInBackground(vararg params: Void): String? {
       /**
        * Create a server socket.
        */
       val serverSocket = ServerSocket(8888)
       return serverSocket.use {
           /**
            * Wait for client connections. This call blocks until a
            * connection is accepted from a client.
            */
           val client = serverSocket.accept()
           /**
            * If this code is reached, a client has connected and transferred data
            * Save the input stream from the client as a JPEG file
            */
           val f = File(Environment.getExternalStorageDirectory().absolutePath +
                   "/${context.packageName}/wifip2pshared-${System.currentTimeMillis()}.jpg")
           val dirs = File(f.parent)

           dirs.takeIf { it.doesNotExist() }?.apply {
               mkdirs()
           }
           f.createNewFile()
           val inputstream = client.getInputStream()
           copyFile(inputstream, FileOutputStream(f))
           serverSocket.close()
           f.absolutePath
       }
   }

   private fun File.doesNotExist(): Boolean = !exists()

   /**
    * Start activity that can handle the JPEG image
    */
   override fun onPostExecute(result: String?) {
       result?.run {
           statusText.text = "File copied - $result"
           val intent = Intent(android.content.Intent.ACTION_VIEW).apply {
               setDataAndType(Uri.parse("file://$result"), "image/*")
           }
           context.startActivity(intent)
       }
   }
}

Java

public static class FileServerAsyncTask extends AsyncTask {

   private Context context;
   private TextView statusText;

   public FileServerAsyncTask(Context context, View statusText) {
       this.context = context;
       this.statusText = (TextView) statusText;
   }

   @Override
   protected String doInBackground(Void... params) {
       try {

           /**
            * Create a server socket and wait for client connections. This
            * call blocks until a connection is accepted from a client
            */
           ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
           Socket client = serverSocket.accept();

           /**
            * If this code is reached, a client has connected and transferred data
            * Save the input stream from the client as a JPEG file
            */
           final File f = new File(Environment.getExternalStorageDirectory() + "/"
                   + context.getPackageName() + "/wifip2pshared-" + System.currentTimeMillis()
                   + ".jpg");

           File dirs = new File(f.getParent());
           if (!dirs.exists())
               dirs.mkdirs();
           f.createNewFile();
           InputStream inputstream = client.getInputStream();
           copyFile(inputstream, new FileOutputStream(f));
           serverSocket.close();
           return f.getAbsolutePath();
       } catch (IOException e) {
           Log.e(WiFiDirectActivity.TAG, e.getMessage());
           return null;
       }
   }

   /**
    * Start activity that can handle the JPEG image
    */
   @Override
   protected void onPostExecute(String result) {
       if (result != null) {
           statusText.setText("File copied - " + result);
           Intent intent = new Intent();
           intent.setAction(android.content.Intent.ACTION_VIEW);
           intent.setDataAndType(Uri.parse("file://" + result), "image/*");
           context.startActivity(intent);
       }
   }
}

在客户端,使用客户端套接字连接到服务器套接字并传输数据。此示例传输客户端设备文件系统上的 JPEG 文件。

Kotlin

val context = applicationContext
val host: String
val port: Int
val len: Int
val socket = Socket()
val buf = ByteArray(1024)
...
try {
   /**
    * Create a client socket with the host,
    * port, and timeout information.
    */
   socket.bind(null)
   socket.connect((InetSocketAddress(host, port)), 500)

   /**
    * Create a byte stream from a JPEG file and pipe it to the output stream
    * of the socket. This data is retrieved by the server device.
    */
   val outputStream = socket.getOutputStream()
   val cr = context.contentResolver
   val inputStream: InputStream = cr.openInputStream(Uri.parse("path/to/picture.jpg"))
   while (inputStream.read(buf).also { len = it } != -1) {
       outputStream.write(buf, 0, len)
   }
   outputStream.close()
   inputStream.close()
} catch (e: FileNotFoundException) {
   //catch logic
} catch (e: IOException) {
   //catch logic
} finally {
   /**
    * Clean up any open sockets when done
    * transferring or if an exception occurred.
    */
   socket.takeIf { it.isConnected }?.apply {
       close()
   }
}

Java

Context context = this.getApplicationContext();
String host;
int port;
int len;
Socket socket = new Socket();
byte buf[]  = new byte[1024];
...
try {
   /**
    * Create a client socket with the host,
    * port, and timeout information.
    */
   socket.bind(null);
   socket.connect((new InetSocketAddress(host, port)), 500);

   /**
    * Create a byte stream from a JPEG file and pipe it to the output stream
    * of the socket. This data is retrieved by the server device.
    */
   OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
   ContentResolver cr = context.getContentResolver();
   InputStream inputStream = null;
   inputStream = cr.openInputStream(Uri.parse("path/to/picture.jpg"));
   while ((len = inputStream.read(buf)) != -1) {
       outputStream.write(buf, 0, len);
   }
   outputStream.close();
   inputStream.close();
} catch (FileNotFoundException e) {
   //catch logic
} catch (IOException e) {
   //catch logic
}

/**
* Clean up any open sockets when done
* transferring or if an exception occurred.
*/
finally {
   if (socket != null) {
       if (socket.isConnected()) {
           try {
               socket.close();
           } catch (IOException e) {
               //catch logic
           }
       }
   }
}