Android低功耗蓝牙(BLE)开发的一点感受

最近一段时间，因为产品的需要我做了一个基于低功耗蓝牙设备的Android应用，其中碰到了一些困难，使我深深体会到Android开发的难处：不同品牌，不同型号和不同版本之间的差异使得Android应用适配成为一个痛点，尤其是跟硬件相关的，每个厂商在实现Android API的时候，或多或少都会有些差别。这些区别，有些是明显的Bug，有些则是对API理解的差异造成的。

我的开发是基于Android 4.3+ 标准BLE API。Android 4.3之前厂商自己实现的API不在讨论之列。Android 5.0对BLE API进行了改进，但由于基于Android 5.0的智能设备还没有普及，所以我也没有针对Android 5.0进行适配。希望新的API实现可以不仅仅是语义上的统一，在这背后的行为上也应该是一致的，

在这里我分享一些在Android BLE开发过程中遇到的奇怪的事，希望后来者不要走我走过的弯路......

命令执行的顺序

机型 － 红米 1S， Android 4.4.2   / 华为 荣耀6， Android 4.4.2

在BLE设备连接并且做完Service Discovery之后，下一步要做的就是读写设备的Characteristic了，通常在连接后需要读写几个Characteristic。因为我之前做过苹果的开发，这些对BLE读写的命令都是异步，可以并发的，底层实现应该会有一个queue来缓存硬件没有实际执行的命令。于是我想当然的就按照以前的做法实现了对Characteristic的读写，并且在红米 1S上成功运行。可是当我用华为手机测试的时候出错了，我要的数据没有读出来。Debug后发现底层报错，在执行第二个命令时，出现了“有命令在执行中”的错误。请教了伟大的Stack Overflow后才知道，原来有些Android的实现是没有底层的Command Queue的。我在应用层实现了一个简单的Queue，只有当前一个BLE命令执行完成后才进行下一个命令的执行，华为手机的问题就解决了！当然在已经实现了Command Queue的手机上，新的方法也是没有问题的。

所以，同样是实现了Android API，不同的厂商对这背后行为的理解是不同的。如果Google能够不仅对API的语义进行规范，同时也对其行为进行统一，那该多完美！

设备的搜索（Scan）

机型 － Samsung S3 Android 4.3 （机锋ROM）

Android提供了两个API做BLE设备的搜索，一个是带Service UUID过滤，一个不带过滤。我最初的实现选择了带UUID过滤的API，这样效率应该会稍稍高一些吧。在红米1S，华为荣耀6以及魅族MX2上都工作正常，可以搜索到我指定的设备。然而三星S3却无法搜索到任何设备，我百思不得其解，只得再次求助Stack Overflow － 原来不是所有的设备都支持带UUID过滤的设备搜索（怎么会这样？）。我只好使用不带UUID过滤的API了，然后在应用层通过设备名称来过滤我想要的结果。这样一切都好了...吧？

红米1S的奇葩行为

机型 － 红米 1S， Android 4.4.2

俗话说拆了东墙补西墙，用来形容Android开发再恰当不过了，好不容易为一款手机做完了改动，结果原来工作正常的机型却又出了问题。上面为三星S3做过的改动就是一个例子：三星倒是OK了，可是原来一切安好的红米1S却收不到从设备发来的Notification了（读写Characteristic正常）。一开始我很抓狂，不知道为什么红米突然就不工作了，Debug底层也没有报错。万般无奈，只好一点点回退，最后终于发现问题出现在Scan设备的API使用上：如果我用不带UUID过滤的API，红米1S就无法收到从设备发来的Notification！多么奇葩的行为！在红米上我可以搜寻到设备，可以连接，可以发现Service，可以读写Characteristic，却单单无法收到Notification。当我改成带Service UUID过滤的API后，一切就都好了！好吧，这个Bug一般人真的很难理解了，就交给小米去解决吧。

可是我该怎么办呢？只有hack一下，判断机型和版本号，使用不同的BLE Scan API了。太丑陋了！

三星的连接问题

机型 － Samsung Note 2， Android 4.3

三星手机是我做适配时出问题最多的机型了，可能的原因是三星在很早之前就支持了低功耗蓝牙，并且在Android 4.3之前提供了它自己的BLE API。当Android 4.3标准BLE API出来之后，三星做了API的适配，但并不完美。由于条件所限，我们只测试了三星比较老的一些机型，感觉问题还是比较多的，最新的机型以及ROM版本应该会好很多（我们还没有收到关于S5的问题报告）。除了上面讲到的BLE Scan的问题，三星手机对BLE设备的连接也有比较特别的要求：（来自Stack Overflow）某些三星手机在进行BLE连接时，需要在UI thread里调用相应的API。我的应用场景是当手机搜索到设备后自动进行设备连接，在实际的使用中我发现即使是把connect device调用放在UI Thread里，三星手机也是经常不工作的。最后，我在连接设备之前加了一个延时，它就工作了。。。至于是怎么发现的就不啰嗦了，说多了都是泪啊。

Android的BLE API

安卓对于BLE的支持相比iOS来说确实差了许多：API是基于传统Bluetooth API改进的，不支持BLE peripheral模式，在一些API的行为上没有iOS友好，等等。Android 5.0对BLE API进行了重构，并且支持了BLE peripheral模式，希望会大大改善BLE在安卓系统上的体验。

最后贴一段代码，这是用来设置接收设备Notification的，如果不调用writeDescriptor那段代码，notification就不工作。可是谷歌你就不能把它封装在setCharacteristicNotification里么？这个坑不知道害了多少码农啊。。。

 

/**
 * Enables or disables notification on a give characteristic.
 *
 * @param characteristic Characteristic to act on.
 * @param enabled If true, enable notification.  False otherwise.
 */
public boolean setCharacteristicNotification(BluetoothGattCharacteristic characteristic,
                                          boolean enabled) {
    if (mBluetoothAdapter == null || mBluetoothGatt == null) {
        Log.w(TAG, "BluetoothAdapter not initialized");
        return false;
    }

    mBluetoothGatt.setCharacteristicNotification(characteristic, enabled);

    if (enabled && CHARACT_UUID_BATT_LEVEL.equals(characteristic.getUuid().toString()))
    {
        Log.i(TAG, "setCharacteristicNotification");
        BluetoothGattDescriptor descriptor = characteristic.getDescriptor(
                UUID.fromString());
        descriptor.setValue("00002902-0000-1000-8000-00805f9b34fb");
        mBluetoothGatt.writeDescriptor(descriptor);
    }

    return true;
}