Wi-Fi Direct（点对点或 P2P）概述

Wi-Fi Direct (P2P) 允许具有适当硬件的设备通过 Wi-Fi 直接相互连接，而无需中间接入点。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长得多的距离跨越高速连接进行通信。这对于在用户之间共享数据的应用很有用，例如多人游戏或照片共享应用。

Wi-Fi P2P API 由以下主要部分组成

  • 允许您发现、请求和连接到对等节点的方法，这些方法在 WifiP2pManager 类中定义。
  • 允许您在 WifiP2pManager 方法调用成功或失败时收到通知的侦听器。在调用 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（例如连接断开或新发现的对等节点）的 Intent。

您通常会将 API 的这三个主要组件一起使用。例如，您可以为对 discoverPeers() 的调用提供 WifiP2pManager.ActionListener，以便 ActionListener.onSuccess() 和 ActionListener.onFailure() 方法可以通知您。如果 discoverPeers() 方法发现对等节点列表已更改，则还会广播 WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION Intent。

API 概述

WifiP2pManager 类提供方法，使您能够与设备上的 Wi-Fi 硬件进行交互，以执行诸如发现和连接到对等节点等操作。以下操作可用

表 1. Wi-Fi P2P 方法

方法 描述
initialize() 将应用注册到 Wi-Fi 框架。在调用任何其他 Wi-Fi P2P 方法之前，请先调用此方法。
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 方法允许您传入侦听器，以便 Wi-Fi P2P 框架可以通知您的活动关于调用的状态。表 2 中描述了可用的侦听器接口以及使用这些侦听器的相应 WifiP2pManager 方法调用。

表 2. Wi-Fi P2P 侦听器

监听器接口 关联操作
WifiP2pManager.ActionListener connect()、cancelConnect()、createGroup()、removeGroup() 和 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 事件时广播的意图，例如发现新的对等节点或设备的 Wi-Fi 状态发生变化时。您可以通过创建处理这些意图的广播接收器来注册接收您的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 当您调用 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 设备上启用或禁用 Wi-Fi P2P 时广播。
WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION 设备的详细信息发生更改时广播，例如设备名称。

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。创建用于处理 Wi-Fi P2P 意图的广播接收器的基本步骤如下所示

  1. 创建一个扩展 BroadcastReceiver 类的类。对于类的构造函数，您将使用 WifiP2pManager、WifiP2pManager.Channel 和此广播接收器将在其中注册的 Activity 的参数。这允许广播接收器向 Activity 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，则可以调用 requestPeers() 方法以获取当前已发现的对等节点列表。

以下代码显示了如何创建一个典型的广播接收器。广播接收器将 WifiP2pManager 对象和 Activity 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() 或 requestGroupInfo() 来检索当前连接信息。
WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION
应用程序可以使用 requestDeviceInfo() 来检索当前连接信息。

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。以下部分介绍了如何执行此操作。

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，则可以获取 WifiP2pManager 的实例，创建和注册您的广播接收器，并开始使用 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 是否已打开并受支持。一个好的检查位置是在您的广播接收器接收到 WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION 意图时。通知您的 Activity Wi-Fi P2P 状态并做出相应的反应

    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 Activity 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 WifiP2pManager 和 WifiP2pManager.Channel 对象以及对您的 Activity 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通知您的 Activity 有趣的事件并相应地更新它。它还使您能够在必要时操作设备的 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 Activity 的 onResume() 方法中注册广播接收器，并在 Activity 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. 当您获得 WifiP2pManager.Channel 并设置了广播接收器后，您的应用程序就可以进行 Wi-Fi P2P 方法调用并接收 Wi-Fi P2P 意图。

  7. 使用 Wi-Fi P2P 功能实现您的应用程序，方法是调用 WifiP2pManager 中的方法。

接下来的部分将介绍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，则会通过 onSuccess() 和 onFailure() 将成功或失败通知给您的应用程序。onSuccess() 方法仅通知您发现过程成功，而不提供有关其发现的任何实际对等节点的信息（如果有）。以下代码示例显示了如何设置此项。

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侦听此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此项。

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，可以在 onPeersAvailable()（在 WifiP2pManager.PeerListListener 接口中定义）中通知您的 Activity 对等节点列表可用。onPeersAvailable() 方法为您提供 WifiP2pDeviceList，您可以遍历此列表以查找要连接的对等节点。

连接到对等节点

获得可能的对等节点列表并选择要连接的设备后，调用 connect() 方法以连接到该设备。此方法调用需要包含有关要连接的设备信息的 WifiP2pConfig 对象。WifiP2pManager.ActionListener 可以通知您连接成功或失败。以下代码显示了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所示

  1. 创建一个 ServerSocket。此套接字在指定端口上等待来自客户端的连接，并在发生连接时阻塞，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，您可以使用字节流从客户端发送数据到服务器。
  4. 服务器套接字等待客户端连接（使用 accept() 方法）。此调用会阻塞，直到客户端连接，因此请在另一个线程中调用此方法。发生连接时，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）显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 图像从客户端传输到服务器。有关完整的可运行示例，请编译并运行演示。

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);
       }
   }
}

在客户端上，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
           }
       }
   }
}