【安卓Framework学习】Wifi框架学习之核心类

系列文章目录

【安卓Framework学习】Wifi框架学习之开启与关闭流程
【安卓Framework学习】Wifi框架学习之wifi状态机
【安卓Framework学习】Wifi框架学习之连接与断开流程
【安卓Framework学习】Wifi框架学习之扫描模式及扫描流程
【安卓Framework学习】Wifi框架学习之热点评分机制
【安卓Framework学习】安卓连接管理(ConnectivityService)之wifi连接及注册.

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前言

前段时间做了一个wifi相关的需求，但是看了安卓wifi的标准api之后发现不够用，仍然会出现许多问题，比如wifi连接会有不稳定的时候，有时候能连接上有时候无法连接，但是却不知道是什么原因。为此萌发了去翻看wifi框架的源码进行学习。本文主要是针对wifi框架中的一些核心类，根据自己看源码的注释进行理解学习，可能理解得不那么精确，但掌握大致的意思。文中所有涉及到的源码均来源于Android11.

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一、wifi框架中的核心类

1、WifiManager

此类是暴露给应用层开发者使用的一个管理类，我认为是一个代理类，其主要作用有：

• 1、提供可以获得系统中已经配置过的wifi网络信息列表，主要体现在WifiConfiguration对象中。
• 2、提供当前已经连接上的wifi的网络信息，并且能够通过广播获得当前连接时的动态状态。
• 3、提供wifi扫描的api，能够触发wifi芯片扫描周围非隐藏的热点以及被添加到系统中的隐藏热点，并通过广播获得详细的扫描结果。
• 4、定义了各种和wifi连接、扫描、状态相关的常用广播：
  • ACTION_WIFI_SCAN_AVAILABILITY_CHANGED 表示当前的wifi扫描是否有效，通过获取EXTRA_SCAN_AVAILABLE来判定本次扫描是否可以获得扫描结果。
  • SCAN_RESULTS_AVAILABLE_ACTION 表示扫描已经完成，并且可以获取扫描结果，通过getScanResults()方法获取
  • WIFI_STATE_CHANGED_ACTION 表示wifi的开启和关闭状态，一般会有已开启、正在开启、已关闭、正在关闭和未知这五个状态，通过EXTRA_WIFI_STATE来获取当前的状态值。
  • NETWORK_STATE_CHANGED_ACTION 表示wifi连接过程中的网络状态变化，可以通过获取EXTRA_NETWORK_INFO得到一个NetworkInfo对象获得详细的网络连接的状态信息。
  • CONFIGURED_NETWORKS_CHANGED_ACTION 表示已经存在系统中配置好的WifiConfiguration对象发生了变化和更新，获取EXTRA_WIFI_CONFIGURATION得到WifiConfiguration，但是在Android11之后就拿不到这个对象了。
  • RSSI_CHANGED_ACTION 表示wifi的信号强度有变化，获取EXTRA_NEW_RSSI得到新的信号强度。

2、WifiService

此类我认为是一个功能型类，继承了SystemService，主要是方便SystemServer统一启动其中的生命周期回调函数。在WifiService中实例化了真正的IWifiManager实现类的服务端WifiServiceImpl，服务端中实现了主要的wifi框架功能和流程。
以下为WifiService的构造函数，其中实例化了WifiServiceImpl和WifiInjector .

	public WifiService(Context contextBase) {
        super(contextBase);
        mWifiContext = new WifiContext(contextBase);
        WifiInjector injector = new WifiInjector(mWifiContext);
        WifiAsyncChannel channel =  new WifiAsyncChannel(TAG);
        mImpl = new WifiServiceImpl(mWifiContext, injector, channel);
    }

3、WifiServiceImpl

这个类是wifi框架中IWifiManager接口的实现类了，实现了安卓Framework中的wifi相关服务的核心函数，通过Binder跨进程通信，由WifiManager拿到其Binder对象调用相对应的api.

4、WifiInjector

此类在WifiService的构造函数中就实例化出一个对象，足以见得其与WifiServiceImpl是具有同等地位和作用的。根据官方的注释解释，WifiInjector是一个wifi相关类的依赖注入器，通过它可以获得各种wifi类的实例并且能够模拟注入。我推测其实官方为了方便测试wifi框架，然后用它来作为所有其他wifi相关类的一个入口，只要mock了它，就可以获得其他所有类，从而方便测试。

5、ClientModeImpl

在Android9.0的版本时，还不存在这个类，其实本类就是之前的wifi状态机WifiStateMachine，ClientModeImpl是由WifiInjector在初始化的时候实例化出来的对象，在WifiServiceImpl对象初始化的时候会去获得其对象。由于wifi框架中存在许多状态，大量运用到了状态模式来做开发，这个类主要处理wifi连接和断开的过程状态，所以一些连接、断开等业务实现是服务端WifiServiceImpl通过给ClientModeImpl发送消息然后交给它来实现具体的业务和切换具体的状态，每个状态在对同一个消息会有不同的处理。和之前WifiStateMachine不同，ClientModeImpl在Android11中将其他的状态移到别的类重了，目前只包含了8个状态，分别为DefaultState、ConnectModeState、L2ConnectedState、DisconnectedState、DisconnectingState、RoamingState、ObtainingIpState、ConnectedState，如果对状态模式不了解的可以另行学习。

6、WifiNative

这个类就顾名思义了，和底层（对接的其实是HAL层Framework）真正去操作wifi模块的守护进程直接发送请求，请求wifi模块扫描、pno扫描、连接、断开以及这些操作之后的状态返回通过回调来通知上层Framework是否成功或者是其他结果。

7、ScanRequestProxy

此类管理来自外部应用程序的所有扫描请求，在WifiServiceImpl和WifiScanningServiceImpl之间作为一个代理类。其主要职责有：

1. 启动/禁用扫描
2. 作为一个扫描请求的代理，介于WifiServiceImpl和WifiScanningServiceImpl之间
3. 缓存扫描结果，并用getScanResults()可以获取扫描结果
4. 当有新的扫描结果时，向外发送SCAN_RESULTS_AVAILABLE_ACTION广播
5. 限制非设置应用的扫描请求（并非不让飞设置应用扫描，只是做限制）

8、WifiScanner

和WifiManager一样在同一个位置被初始化，作为暴露给上层的一个wifi扫描的管理类，但是平时开发并不能够直接获得。其封装了一些api，然后通过异步通信AsyncChannel与WifiScanningServiceImpl之间进行消息发送和接收，实现响应的扫描功能和结果返回。

9、WifiScanningService

此类与WifiService一样，继承了SystemService，主要是方便SystemServer统一启动其中的生命周期回调函数。在WifiScanningService中实例化了真正的IWifiScanner实现类的服务端WifiScanningServiceImpl，服务端中实现了主要的wifi框架中扫描功能。
以下为WifiScanningService的构造函数，其中实例化了WifiScanningServiceImpl.

    public WifiScanningService(Context contextBase) {
        super(new WifiContext(contextBase));
        Log.i(TAG, "Creating " + Context.WIFI_SCANNING_SERVICE);
        mHandlerThread = new HandlerThread("WifiScanningService");
        mHandlerThread.start();
        mImpl = new WifiScanningServiceImpl(getContext(), mHandlerThread.getLooper(),
                WifiScannerImpl.DEFAULT_FACTORY,
                getContext().getSystemService(BatteryStatsManager.class),
                WifiInjector.getInstance());
    }

10、WifiScanningServiceImpl

这个类与WifiServiceImpl一样，是对IWifiScanner的实现，实现了wifi扫描服务主要的功能，主要是体现了三种扫描方式单次扫描、后台扫描、PNO扫描，这三种扫描方式对应的策略和场景不同不在这做详细描述，但是同时在这个类里面对应三种不同的状态机WifiSingleScanStateMachine、WifiBackgroundScanStateMachine、WifiPnoScanStateMachine.

11、WifiFrameworkInitializer

这个类用来注册wifi相关服务，可以在这里看到WifiManager和WifiScanner都是在这里被实例化，并且获得相对应的远端服务的Binder对象的。

    public static void registerServiceWrappers() {
        SystemServiceRegistry.registerContextAwareService(
                Context.WIFI_SERVICE,
                WifiManager.class,
                (context, serviceBinder) -> {
                    IWifiManager service = IWifiManager.Stub.asInterface(serviceBinder);
                    return new WifiManager(context, service, getInstanceLooper());
                }
        );
       ...//此处省略部分注册
        SystemServiceRegistry.registerContextAwareService(
                Context.WIFI_SCANNING_SERVICE,
                WifiScanner.class,
                (context, serviceBinder) -> {
                    IWifiScanner service = IWifiScanner.Stub.asInterface(serviceBinder);
                    return new WifiScanner(context, service, getInstanceLooper());
                }
        );
       ...//此处省略部分注册 
    }

12、WifiMonitor

WifiMonitor就是用来监听wpa_supplicant和wificond上报上来的事件，并且在java层Framework中将这些事件广播出去。wifi框架中的其他类例如ClientModeImpl会将自己的Handler注册到WifiMonitor中，WifiMonitor在接收到wpa_supplicant和wificond上报上来的事件然后给监听了对应消息的Handler发送消息，拥有Handler对象的类根据实际业务再做响应的处理。

	public synchronized void registerHandler(String iface, int what, Handler handler) {
	    SparseArray<Set<Handler>> ifaceHandlers = mHandlerMap.get(iface);
	    if (ifaceHandlers == null) {
	        ifaceHandlers = new SparseArray<>();
	        mHandlerMap.put(iface, ifaceHandlers);
	    }
	    Set<Handler> ifaceWhatHandlers = ifaceHandlers.get(what);
	    if (ifaceWhatHandlers == null) {
	        ifaceWhatHandlers = new ArraySet<>();
	        ifaceHandlers.put(what, ifaceWhatHandlers);
	    }
	    ifaceWhatHandlers.add(handler);
	}

13、WifiConnectivityManager

这个类就是用来管理所有的wifi连接的扫描活动，当屏幕开启或关闭、wifi连接或断开或者有扫描需求时，都会启动一次扫描，并将扫描结果传递给wifi框架选择并评分，然后让wifi框架选择出扫描结果中最优的热点最为推荐热点。

二、wifi相关服务获取

总结

总结起来，其实wifi框架主要是类比较繁多，但其实结构较为简单，主要是围绕wifi连接服务类和wifi扫描服务类