Android蓝牙开发系列文章-蓝牙音箱连接
经过一段时间的折腾，我的Android Studio终于可以正常工作了，期间遇到的坑记录在了文章《创建Android Studio 3.5第一个工程遇到的坑》。
我们在《Android蓝牙开发系列文章-策划篇》中对蓝牙专题的内容进行了大概的描述，现在开始a2dp的第一篇:a2dp设备的配对和连接。
目录
1.设备扫描
2.设备配对：
3.设备连接：
4.总结
首先介绍一下我的小伙伴，一个不知道牌子的蓝牙音响、华为荣耀7手机还有一个花了我9000大洋的thinkPadT480。
蓝牙音箱连接过程概述：首先，手机端需要发起扫描，扫描到设备后需要将目标设备也就是我的蓝牙音箱甄别出来，然后对蓝牙音箱发起配对，在配对成功后发起对设备的连接。
即大体需要三个流畅：（1）扫描，（2）配对，（3）连接。
一般来说，配对和连接流程在用户场景下是连贯性的动作，也就是配对成功后会自动发送对音箱的连接（音箱也只有一个提示音：蓝牙配对成功）。
1.设备扫描
现在AndroidManifest.xml中申请如下两个权限：
我创建了5个Button,用于手动的将相关的流程串接起来，其中PLAY_PCM和PLAY_MUSIC用户后面的文章使用。
在应用启动后，首先执行的逻辑如下：
初始化广播接收器，目的是将流程串接起来，下面会一一进行描述。
初始化蓝牙，拿到BluetoothAdater对象。
获取到BluetoothA2dp service的代理对象。
扫描设备
//初始化View
initView();
//初始化广播接收器
mBtReceiver = new BtReceiver();
IntentFilter intent = new IntentFilter();
intent.addAction(BluetoothDevice.ACTION_FOUND);
intent.addAction(BluetoothDevice.ACTION_BOND_STATE_CHANGED);
intent.addAction(BluetoothA2dp.ACTION_CONNECTION_STATE_CHANGED);
registerReceiver(mBtReceiver, intent);
//初始化蓝牙
initBt();
//初始化profileProxy
initProfileProxy();
//开始扫描
scanDevice();首先我们看一下initBt():
尝试获取BluetoothAdpter对象，如果获取不到，说明不支持蓝牙。当前，更正式的方式是看设备是否支持蓝牙feature，通过调用PackageManager的接口来判断，但是效果是一样的。
private void initBt() {
mBluetoothAdapter = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();
Log.d(TAG, "mBluetothAdapter = " + mBluetoothAdapter);
if (mBluetoothAdapter == null) {
Log.d(TAG, "do't support bt,return");
}
}在看一下initProfileProxy()：
目的是获取调用BluetoothA2dp的connect()方法实现对音箱的连接。我看到很多例子，甚至是原生设置中是在设备配对成功后再去获取，这样会有个问题：如果下面onServiceConnected()返回的慢，会影响后面的连接逻辑，即需要延迟等待一段时间才能发起对设备的连接。
其实该接口的调用可以在蓝牙打开后就去调用，可以省去上面说的等待时间。
private int initProfileProxy() {
mBluetoothAdapter.getProfileProxy(this,mProfileListener, BluetoothProfile.A2DP);
return 0;
}
private BluetoothProfile.ServiceListener mProfileListener = new BluetoothProfile.ServiceListener() {
@Override
public void onServiceConnected(int profile, BluetoothProfile proxy) {
Log.d(TAG, "onServiceConnected, profile = " + profile);
if(profile == BluetoothProfile.A2DP) {
mBluetoothA2dpProfile = (BluetoothA2dp)proxy;
}
}
@Override
public void onServiceDisconnected(int profile) {
Log.d(TAG, "onServiceDisconnected, profile = " + profile);
}
};
然后，可以发起蓝牙扫描：
扫描的前提是手机的蓝牙是打开的，所以，我们这里先调用了BluetoothAdapter::isEnable()方法判断蓝牙是否已经打开了，如果打开了就调用BluetoothAdapter::startDiscovery()方法发起设备扫描。
private void scanDevice() {
if(opentBt()) {
if (mBluetoothAdapter.isDiscovering()) {
Log.d(TAG, "scanDevice is already run");
return;
}
boolean ret = mBluetoothAdapter.startDiscovery();
Log.d(TAG, "scanDevice ret = " + ret);
} else {
Log.d(TAG, "bt is not open,wait");
}
}
private boolean opentBt() {
if(mBluetoothAdapter.isEnabled()) {
Log.d(TAG, "bt is aleady on,return");
return true;
} else {
mBluetoothAdapter.enable();
mHandler.sendEmptyMessageAtTime(MSG_SCAN, DELAYT_TIMES);
return false;
}
}
如果蓝牙没有打开，我们就先去打开蓝牙，然后延迟发送一个消息出去，该消息到了之后再次触发扫描的逻辑。
mHandler = new Handler(){
@Override
public void dispatchMessage(Message msg) {
Log.d(TAG, "dispatchMessage, msg.what = " + msg.what);
switch (msg.what) {
case MSG_SCAN:
scanDevice();
break;
case MSG_PAIR:
pairDevice();
break;
case MSG_CONNECT:
connectDevice();
break;
default:
break;
}
}
};这里有2个问题需要回答一下：
第一个问题：为什么调用BluetoothAdapter::startDiscovery()发起扫描，而不是调用其他接口？
因为我们音箱设备是经典蓝牙设备，也就是BR/EDR类型设备，还有一种蓝牙设备类型叫低功耗蓝牙设备，即BLE设备。
startDiscovery()接口能扫描到这两种类型的设备，而其他接口只能扫描BLE类型设备。
关于这些设备接口的区别以及如何快速搜索到目标设备，我会单独写一个文章进行总结。
第二个问题：为什么要延迟一段时间来再次调用扫描，而不是调用了打开蓝牙接着就去调用？
原因是因为，蓝牙的打开需要一段时间（当前正常情况下也是1s以内），再者蓝牙协议栈一个时间内只能处理一个指令，如果连续调用两个接口，会导致蓝牙底层出现问题。
那对于我们应用层来说，怎么知道扫描到的设备呢？
蓝牙协议栈通过回调的方式上报扫描到的蓝牙设备到framework层，framework层会发送BluetoothDeive.ACTION_FOUND广播出来。应用层注册接收该广播，接收到后从intent中获取到设备的信息。
//onReceive()方法
final String action = intent.getAction();
Log.d(TAG, "onReceive intent = " + action);
if(action.equals(BluetoothDevice.ACTION_FOUND)) {
BluetoothDevice btdevice = intent.getParcelableExtra(BluetoothDevice.EXTRA_DEVICE);
final String address = btdevice.getAddress();
final String deviceName = btdevice.getName();
Log.d(TAG, "onReceive found device, deivce address = " + address + ",deviceName = " + deviceName);
if(isTargetDevice(btdevice)) {
stopScan();
mHandler.sendEmptyMessageDelayed(MSG_PAIR, DELAYT_TIMES);
}
}接收到广播后，我们需要对搜索到的设备进行判断，看是否是我们的目标设备。判断目标设备的方法就是就是进行一系列的判读，将干扰设备剔除出来。在这里，我进用设备的名词进行判断。
//可以根据多个限制条件来设定目标设备，例如，信号强度，设备类型，设备名称等。
//此处我们只用了设备名称来判断
private boolean isTargetDevice(BluetoothDevice device) {
if(device.getName() != null && device.getName().equals("S7")) {
Log.d(TAG, "deivce :" + device.getName() + "is target device");
mTargetDevice = device;
return true;
}
Log.d(TAG, "deivce :" + device.getName() + "is not target device");
return false;
}2.设备配对：
蓝牙设备的配对都是调用：BluetoothDevice::createBond()方法，
private void pairDevice() {
Log.d(TAG,"start pair device = " + mTargetDevice);
if(mTargetDevice.getBondState() != BluetoothDevice.BOND_NONE){
Log.d(TAG, "targetdevice is already bonded,return");
return;
}
mTargetDevice.createBond();
}应用层注册接收BluetoothDevice.ACTION_BOND_STATE_CHANGED广播，接收到之后进行配对状态变化的判断。
我们从intent中获取到BluetoothDevice对象，也就是是哪个设备的配对状态发生了改变。
preBondState是前一个配对状态，newBondState是新状态，一个成功的配对流程是：
BluetoothDevice.BOND_NONE(10)-->BluetoothDevice.BOND_BONDING(11)-->BluetoothDevice.BOND_BONDED(12)，如果是其他状态变化，则说明配对失败了~
在收到11--->12的配对状态变化时，即可认为设备配对成功了。我们需要再判断一下这个配对成功的设备是否是目标设备，只有是目标设备（也就是我们发起配对的设备）才能进行下一步的流程：连接。
if (action.equals(BluetoothDevice.ACTION_BOND_STATE_CHANGED)) {
BluetoothDevice btdevice = intent.getParcelableExtra(BluetoothDevice.EXTRA_DEVICE);
int preBondState = intent.getIntExtra(BluetoothDevice.EXTRA_PREVIOUS_BOND_STATE, BluetoothDevice.ERROR);
int newBondState = intent.getIntExtra(BluetoothDevice.EXTRA_BOND_STATE, BluetoothDevice.ERROR);
Log.d(TAG, "btdeivice = " + btdevice.getName() + "bond state change, preBondState = " + preBondState
+ ", newBondState = " + newBondState);
if(preBondState == BluetoothDevice.BOND_BONDING && newBondState == BluetoothDevice.BOND_BONDED) {
//判断一下是否是目标设备
if(isTargetDevice(btdevice)) {
connectDevice();
}
}3.设备连接：
设备的连接是通过不同的profile,A2DP设备需要通过a2dp profile来连接，hid设备（例如鼠标）需要通过input profile来连接。
我会单独写一篇文章讲解如何区分设备类型。
private void connectDevice() {
if(mBluetoothA2dpProfile == null) {
Log.d(TAG, "don't get a2dp profile,can not run connect");
} else {
try {
//通过反射获取BluetoothA2dp中connect方法
Method connectMethod = BluetoothA2dp.class.getMethod("connect",
BluetoothDevice.class);
Log.d(TAG, "connectMethod = " + connectMethod);
connectMethod.invoke(mBluetoothA2dpProfile, mTargetDevice);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}因为BluetoothA2dp的connect()方法是hide的，需要通过反射的方式来获取调用，当然你可以自己在源码中编译，这样就不需要用反射了。
/**
209 * Initiate connection to a profile of the remote bluetooth device.
210 *
211 * Currently, the system supports only 1 connection to the
212 * A2DP profile. The API will automatically disconnect connected
213 * devices before connecting.
214 *
215 *
This API returns false in scenarios like the profile on the
216 * device is already connected or Bluetooth is not turned on.
217 * When this API returns true, it is guaranteed that
218 * connection state intent for the profile will be broadcasted with
219 * the state. Users can get the connection state of the profile
220 * from this intent.
221 *
222 *
Requires {@link android.Manifest.permission#BLUETOOTH_ADMIN}
223 * permission.
224 *
225 * @param device Remote Bluetooth Device
226 * @return false on immediate error,
227 * true otherwise
228 * @hide
229 */
230 public boolean connect(BluetoothDevice device) {
231 if (DBG) log("connect(" + device + ")");
232 if (mService != null && isEnabled() &&
233 isValidDevice(device)) {
234 try {
235 return mService.connect(device);
236 } catch (RemoteException e) {
237 Log.e(TAG, "Stack:" + Log.getStackTraceString(new Throwable()));
238 return false;
239 }
240 }
241 if (mService == null) Log.w(TAG, "Proxy not attached to service");
242 return false;
243 }
连接状态的变化可以通过监听BluetoothA2dp.ACTION_CONNECTION_STATE_CHANGED来实现，preConnectionState表示前一个连接状态，newConnectionState表示后一个连接状态。
一个正常的连接状态流程为：BluetoothProfile.STATE_DISCONNECTED(0)-->BluetoothProfile.STATE_CONNECTING(1)-->
BluetoothProfile.STATE_CONNCTED(2)。
如果出现0-->1-->0的状态变化，则说明连接失败了，需要根据蓝牙log进行分析了。
一个正常的断开流程为：BluetoothProfile.STATE_CONNECTED(2)-->BluetoothProfile.STATE_DISCONNECTING(3)-->BluetoothProfile.STATE_DISCONNECTED(0)。
if (action.equals(BluetoothA2dp.ACTION_CONNECTION_STATE_CHANGED)) {
BluetoothDevice btdevice = intent.getParcelableExtra(BluetoothDevice.EXTRA_DEVICE);
int preConnectionState = intent.getIntExtra(BluetoothProfile.EXTRA_PREVIOUS_STATE, 0);
int newConnectionState = intent.getIntExtra(BluetoothProfile.EXTRA_STATE, 0);
Log.d(TAG, "btdevice = " + btdevice.getName() + ", preConnectionState = "
+ preConnectionState + ", newConnectionState" + newConnectionState);
if(newConnectionState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED && preConnectionState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTING) {
Log.d(TAG, "target device connect success");
}
}4.总结
本文主要从应用层的角度分析了经典蓝牙设备的配对、连接流程。大致为：扫描设备--监听DEVICE_FOUND广播-->直到找到目标设备-->对目标设备发起配对-->监听到设备配对成功-->发起设备连接-->监听连接状态的广播，连接成功。
在后面的文章中，会对如下内容进行分析：
（1）如何进行设备区分，即设备分类；
（2）如何快速扫描设备；
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