Android wifi扫描机制(Android O)


一、 Android O wifi扫描场景

Android O上的wifi扫面场景可以归结为以下四种:

1、 亮屏情况下,在Wifi settings界面,固定扫描,时间间隔为10s

2、 亮屏情况下,非Wifi settings界面,二进制指数退避扫描,退避算法:interval*(2^n), 最小间隔min=20s, 最大间隔max=160s.

3、 灭屏情况下,有保存网络时,若已连接,不扫描,否则,PNO扫描,即只扫描已保存的网络。最小间隔min=20s,最大间隔max=60s. (详见Android wifi PNO扫描流程(Android O))

4、 无保存网络情况下,固定扫描,间隔为5分钟,用于通知用户周围存在可用开放网络。

另外,当打开wifi时、进入wifi settings时、亮屏时、灭屏时、链接状态变化时,都会触发扫描。

其中场景1的逻辑在中WifiTracker控制,2~3的逻辑主要在WifiConnectivityManager中控制,场景4的逻辑在WifiStateMachine中控制。

下面,我们看一下代码逻辑如何实现扫描机制的各种场景(wifi已打开)。

二、 Android O wifi扫描代码实现


1、 亮屏情况下,在Wifi settings界面,固定扫描,时间间隔为10s

Android wifi扫描机制(Android O)_第1张图片

1>. packages/apps/Settings/src/com/android/settings/wifi/WifiSettings.java

public void onStart()

    mWifiTracker.startTracking(); //startTracking for scan in a certain interval 

public void onStop()

    mWifiTracker.stopTracking(); //stop certain_interval_scan


2>. frameworks/base/packages/SettingsLib/src/com/android/settingslib/wifi/WifiTracker.java

public void startTracking()

    resumeScanning();

 

public void resumeScanning()

    if (mScanner == null) {

        mScanner = new Scanner();

    }

    mWorkHandler.sendEmptyMessage(WorkHandler.MSG_RESUME);

    if (mWifiManager.isWifiEnabled()) {

        mScanner.resume();

    }

 

class Scanner extends Handler

    void resume() 

        if (!hasMessages(MSG_SCAN)) {

            sendEmptyMessage(MSG_SCAN);

        }

 

public void handleMessage(Message message)

    mWifiManager.startScan()  //调用wifimanager开始扫描

    sendEmptyMessageDelayed(MSG_SCAN, WIFI_RESCAN_INTERVAL_MS); //waiting WIFI_RESCAN_INTERVAL_MS to send msg “MSG_SCAN”

 

private static final int WIFI_RESCAN_INTERVAL_MS = 10 * 1000;  //default 10s

可以看到每间隔10s发送一次MSG_SCAN消息触发扫描。


3>. frameworks/base/wifi/java/android/net/wifi/WifiManager.java

mService.startScan(null, workSource, packageName);

4>. WifiServiceImpl.java

mWifiStateMachine.startScan(Binder.getCallingUid(), scanRequestCounter++,

settings, workSource);

5>. WifiStateMachine.java 

sendMessage(CMD_START_SCAN, callingUid, scanCounter, bundle);

 

2、 亮屏情况下,非Wifi settings界面,二进制指数退避扫描,退避:interval*(2^n), 最小间隔min=20s, 最大间隔max=160s.

1>. WifiConnectivityManager.java

private void startConnectivityScan(boolean scanImmediately)

if (mScreenOn) {

    startPeriodicScan(scanImmediately);

 

private void startPeriodicScan(boolean scanImmediately)

mPeriodicSingleScanInterval = PERIODIC_SCAN_INTERVAL_MS; //20s

startPeriodicSingleScan();

 

private void startPeriodicSingleScan()

startSingleScan(isFullBandScan, WIFI_WORK_SOURCE); //scan

schedulePeriodicScanTimer(mPeriodicSingleScanInterval);

mPeriodicSingleScanInterval *= 2; // next scan interval

if (mPeriodicSingleScanInterval >  MAX_PERIODIC_SCAN_INTERVAL_MS) {

    mPeriodicSingleScanInterval = MAX_PERIODIC_SCAN_INTERVAL_MS;

} // max is 160s

 

3、 灭屏情况下,有保存网络时,若已连接,不扫描,否则,PNO扫描,即只扫描已保存的网络。

1>. WifiConnectivityManager.java

public void handleScreenStateChanged

startConnectivityScan(SCAN_ON_SCHEDULE); //开关屏幕时会触发对应的扫描

 

private void startConnectivityScan(boolean scanImmediately)

if (mScreenOn) {

startPeriodicScan(scanImmediately);

} else {

if (mWifiState == WIFI_STATE_DISCONNECTED && !mPnoScanStarted) {

startDisconnectedPnoScan(); //无连接时启动PNO扫描

}

 

private void startDisconnectedPnoScan()

if (listSize == 0) {

// No saved network

return; // 无保存网络时,不扫描

}

scanSettings.periodInMs = DISCONNECTED_PNO_SCAN_INTERVAL_MS; //20s

mScanner.startDisconnectedPnoScan(scanSettings, pnoSettings, mPnoScanListener); //有已保存网络时,启动PNO扫描

mPnoScanStarted = true;

 (PNO扫描比较复杂,详见Android wifi PNO扫描流程(Android O)


4、 无保存网络情况下,固定扫描,间隔为5分钟,用于通知用户周围存在可用开放网络。

1>. WifiStateMachine.java

DisconnectedState

A. enter()

if (mNoNetworksPeriodicScan != 0 && !mP2pConnected.get()

&& mWifiConfigManager.getSavedNetworks().size() == 0) {

sendMessageDelayed(obtainMessage(CMD_NO_NETWORKS_PERIODIC_SCAN,

      ++mPeriodicScanToken, 0), mNoNetworksPeriodicScan);

} // mNoNetworksPeriodicScan = 3000s

 

B. processMessage()

case CMD_NO_NETWORKS_PERIODIC_SCAN:

if (mNoNetworksPeriodicScan != 0 && message.arg1 == mPeriodicScanToken &&

mWifiConfigManager.getSavedNetworks().size() == 0) {

startScan(UNKNOWN_SCAN_SOURCE, -1, null, WIFI_WORK_SOURCE); //scan

sendMessageDelayed(obtainMessage(CMD_NO_NETWORKS_PERIODIC_SCAN,

           ++mPeriodicScanToken, 0), mNoNetworksPeriodicScan);

}

 

5、 打开wifi时、进入wifi settings时、亮屏时、灭屏时、链接状态变化时,都会触发扫描。

WifiConnnectivityManager.java

1>. 

public void handleConnectionStateChanged(int state) //链接状态变化时,触发对应的扫描

if (mWifiState == WIFI_STATE_DISCONNECTED) {

startConnectivityScan(SCAN_IMMEDIATELY);

} else {

startConnectivityScan(SCAN_ON_SCHEDULE);

}

note:

SCAN_ON_SCHEDULE, SCAN_IMMEDIATELY is false, true. the different is:

        // timer based single scan will be scheduled
        // to provide periodic scan in an exponential backoff fashion.
        if (scanImmediately) {
            resetLastPeriodicSingleScanTimeStamp();
        }

2>.

public void handleScreenStateChanged //开关屏幕时会触发对应的扫描

startConnectivityScan(SCAN_ON_SCHEDULE); 

 

三、 wifi扫描功耗优化

Android手机一直以来都存在一个问题--待机时间短。对于功耗优化,wifi扫描也可以做一些贡献。通过android wifi扫描场景的分析,结合wifi的具体使用场景,我们可以通过减少不必要的扫面来优化设备的功耗。

1.  亮屏非wifi settings界面,没有保存热点时,不扫描。

因为没有保存热点时,不存在自动链接的情况;用户需要链接热点时,必须进入wifi settings界面,而进入wifi settings界面时,会触发扫描;这种场景下的扫描只用一种作用:通知用户周围存在可用wifi。可以根据实际情况,对此场景进行优化。


2.  亮屏非wifi settings界面,只保存一个且已链接, 不扫描。

这个场景也不存在自动链接的情况;用户需要更换热点时,必须进入wifi settings界面。此场景可以进行优化。


3.  灭屏状态,没有保存热点时,不扫描。

这个场景也没有必要进行扫描,可以进行优化。


4.  已连接热点信号强度较强时,不需要考虑更换热点,在非wifi settings界面,也可以不用进行扫描,优化功耗。


5.  其他场景

如更改扫描间隔进行优化,更改信号强度进行优化等等。


以上扫描优化都可以在上述扫描机制中,通过修改扫描逻辑来实现。

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