Android基于Cling开发DLNA应用

# Android基于Cling开发DLNA应用

## DLNA

DLNA，Digital Living Network Alliance的简称，即数字生活网络联盟。其由消费性电子、移动电话以及电脑厂商组成。目标在于创建一套可以使得各厂商的产品互相连接，互相适应的工业标准，从而为消费者实现数字化生活。

更多资料：

1. About DLNA
2. 维基百科
3. 百度百科

## Cling

UPnP/DLNA library for Java and Android。

GitHub最多关注，当前仍在维护，许可协议为LGPL或CDDL。

用户手册：Cling on Android

以下为中文译文：

## 5. Android上的Cling
Cling Core为Android应用提供了UPnP栈。由于如今大部分Android系统都是小型手持设备，所以通常你需要写控制端应用。然而你也可以写Android上的UPnP服务应用，其所有特性Cling Core都支持。

```
Android模拟器上的Cling
在写此时，Android模拟器还不支持接收UDP组播。不过，可以发送UDP组播。你能够发送一个组播UPnP搜寻，并接收UDP单播回应，继而发现正运行的设备。你发现不了在搜寻后新开启的设备，并且在设备关闭时也收不到消息。另外，其他在你网络的控制端应用，则不能发现你本地的Android设备或服务。在你测试应用时，所有这些情况都会使你感到困惑，所以除非你真得理解哪些有作用、哪些没有，不然你应当使用一个真正的设备。
这章阐述了你如何整合Cling到你的Android应用，使其成为一个共享的部件。
```

### 5.1. 配置应用服务
你可以在Android应用主activity中实例化Cling UpnpService。另一方面，如果你好些activities都要要求访问UPnP栈，那么最好采用后台服务，android.app.Service。之后，任何想要访问UPnP栈的activity，都能够在需要时绑定或解绑该服务。

该服务组件的接口是org.teleal.cling.android.AndroidUpnpService：

```
public interface AndroidUpnpService {
    public UpnpService get();
    public UpnpServiceConfiguration getConfiguration();
    public Registry getRegistry();
    public ControlPoint getControlPoint();
}
```

activity通常访问已知UPnP设备的注册表，或者通过ControlPoint查询和控制UPnP设备。
你必须在AndroidManifest.xml内配置内建的服务实现：

```
<manifest ...>

    <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET"/>
    <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_WIFI_STATE"/>
    <uses-permission android:name="android.permission.CHANGE_WIFI_MULTICAST_STATE"/>
    <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_NETWORK_STATE"/>

    <application ...>

        <activity ...>
            ...
        </activity>

        <service android:name="org.teleal.cling.android.AndroidUpnpServiceImpl"/>

    </application>

</manifest>
```

此Cling UPnP服务要求设备WiFi接口的访问权限，事实上其也只将会绑定网络接口。
此服务将会自动检测WiFi接口的关闭，并优雅地处理这种情形：任何客户端操作都会导致"no response from server"状态，而你的代码必须预料并处理该状态。

当服务组件创建或销毁时，会相应开启和关闭UPnP系统。这依赖于在你的activities里是如何访问此组件的。

### 5.2 activity如何访问服务
service的生命周期在Android中很好的被定义了。如果service还没启动的话，第一个绑定服务的activity将会启动它。当不再有activity绑定到service上时，操作系统将会销毁此service。

让我们写一个简单的UPnP浏览activity。它用于将所有你网络内的设备显示在一个列表内，并有一个菜单选项来触发搜寻。activity连接UPnP服务之后，会一直监听注册表内设备的增加和删除，所以显示的设备列表会实时更新。

以下是activity类的骨架：

```
import android.app.ListActivity;
import android.content.ComponentName;
import android.content.Context;
import android.content.Intent;
import android.content.ServiceConnection;
import android.os.Bundle;
import android.os.IBinder;
import android.view.Menu;
import android.view.MenuItem;
import android.widget.ArrayAdapter;
import android.widget.Toast;
import org.teleal.cling.android.AndroidUpnpService;
import org.teleal.cling.android.AndroidUpnpServiceImpl;
import org.teleal.cling.model.meta.Device;
import org.teleal.cling.model.meta.LocalDevice;
import org.teleal.cling.model.meta.RemoteDevice;
import org.teleal.cling.registry.DefaultRegistryListener;
import org.teleal.cling.registry.Registry;

public class UpnpBrowser extends ListActivity {

    private ArrayAdapter<DeviceDisplay> listAdapter;

    private AndroidUpnpService upnpService;

    private ServiceConnection serviceConnection = ...

    private RegistryListener registryListener = new BrowseRegistryListener();

    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);

        listAdapter =
            new ArrayAdapter(
                this,
                android.R.layout.simple_list_item_1
            );
        setListAdapter(listAdapter);

        getApplicationContext().bindService(
            new Intent(this, AndroidUpnpServiceImpl.class),
            serviceConnection,
            Context.BIND_AUTO_CREATE
        );
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        if (upnpService != null) {
            upnpService.getRegistry().removeListener(registryListener);
        }
        getApplicationContext().unbindService(serviceConnection);
    }

    ...

}
```

我们采用Android运行时默认提供的布局和ListActivity父类。注意这个类可以是你应用的主activity，或者进一步上升进任务的堆栈。listAdapter黏合了Cling Registry上设备的增加移除事件与展示在用户界面的列表项目。

当没有后台服务绑定到该activity时，upnpService变量为null。绑定和解绑发生在onCreate()和onDestroy()回调，所以activity绑定服务和它的生存周期一样长。

```
暂停后台的UPnP服务
当一个activity不再活动时（停止或暂停状态），它仍会绑定着UPnP服务。UPnP服务将会持续运行，即使应用不再可见。由于UPnP服务的注册表一定会定期维护发现的设备、刷新本地设备的通告、删除过期的GENA事件订阅等，将会消耗你设备的CPU和电量。当activity onPause()或onStop()方法被调用时，你可以调用Registry#pause()来通知UPnP服务不再维护注册表。之后，你可以通过Registry#resume()来恢复后台服务，或同时用Registry#isPaused()检查状态。请阅读这些方法的Javadoc了解详细信息，以及暂停注册表维护对于设备、服务和GENA订阅的意义。
```

以下是使用ServiceConnection处理绑定和解绑服务：

```
private ServiceConnection serviceConnection = new ServiceConnection() {

    public void onServiceConnected(ComponentName className, IBinder service) {
        upnpService = (AndroidUpnpService) service;

        // Refresh the list with all known devices
        listAdapter.clear();
        for (Device device : upnpService.getRegistry().getDevices()) {
            registryListener.deviceAdded(device);
        }

        // Getting ready for future device advertisements
        upnpService.getRegistry().addListener(registryListener);

        // Search asynchronously for all devices
        upnpService.getControlPoint().search();
    }

    public void onServiceDisconnected(ComponentName className) {
        upnpService = null;
    }
};
```

首先，所有已知的UPnP设备能够被查询和显示（如果UPnP服务刚开启且到到目前还没有设备通告它的存在）。

然后，给UPnP服务的注册表增加一个监听者。该监听者将会处理在你网络上发现的设备的增加和移除，并在更新在用户界面列表内显示的项目。当activity销毁时，BrowseRegistryListener会被移除。

最后，通过发送一个搜寻消息给所有UPnP设备，你会开启异步搜索，此时这些设备将通告它们的存在。注意这个搜寻消息不是每次连接服务都需要的。这只需一次，在当主activity和应用启动时，其会将已知设备写入注册表。

以下是BrowseRegistryListener，他的任务就是更新列表项的显示：

```
class BrowseRegistryListener extends DefaultRegistryListener {

    @Override
    public void remoteDeviceDiscoveryStarted(Registry registry, RemoteDevice device) {
        deviceAdded(device);
    }

    @Override
    public void remoteDeviceDiscoveryFailed(Registry registry, final RemoteDevice device, final Exception ex) {
        runOnUiThread(new Runnable() {
            public void run() {
                Toast.makeText(
                        BrowseActivity.this,
                        "Discovery failed of '" + device.getDisplayString() + "': " +
                                (ex != null ? ex.toString() : "Couldn't retrieve device/service descriptors"),
                        Toast.LENGTH_LONG
                ).show();
            }
        });
        deviceRemoved(device);
    }

    @Override
    public void remoteDeviceAdded(Registry registry, RemoteDevice device) {
        deviceAdded(device);
    }

    @Override
    public void remoteDeviceRemoved(Registry registry, RemoteDevice device) {
        deviceRemoved(device);
    }

    @Override
    public void localDeviceAdded(Registry registry, LocalDevice device) {
        deviceAdded(device);
    }

    @Override
    public void localDeviceRemoved(Registry registry, LocalDevice device) {
        deviceRemoved(device);
    }

    public void deviceAdded(final Device device) {
        runOnUiThread(new Runnable() {
            public void run() {
                DeviceDisplay d = new DeviceDisplay(device);
                int position = listAdapter.getPosition(d);
                if (position >= 0) {
                    // Device already in the list, re-set new value at same position
                    listAdapter.remove(d);
                    listAdapter.insert(d, position);
                } else {
                    listAdapter.add(d);
                }
            }
        });
    }

    public void deviceRemoved(final Device device) {
        runOnUiThread(new Runnable() {
            public void run() {
                listAdapter.remove(new DeviceDisplay(device));
            }
        });
    }
}
```

鉴于性能的原因，当发现设备时，我们会直到一个完整的hydrated（所有设备被检索和验证）设备元数据模型可用时才执行等待。我们响应尽可能得快，同时只当remoteDeviceAdded()方法被调用时才去等待。甚至当搜索仍在运行时，我们仍旧显示所有设备。在台式电脑上你通常不需要关心这个，不过，Android手持设备效率慢，并且UPnP使用好些臃肿的XML描述符来交换关于设备和服务的元数据。有时，在设备和它的服务完全可用前，这可能会花费数秒钟。而remoteDeviceDiscoveryStarted()和remoteDeviceDiscoveryFailed()方法在搜索处理时会尽快被调用。顺便说一句，如果设备有相同的UDN就表示相等的(a.equal(b))，但它们可能不会完全一致(a==b)。

注意注册表将会在分开的线程中调用监听者方法。你必须在UI线程中更新显示列表数据。

activity中以下两个方法增加了用来搜寻的菜单，如此用户才能手动的刷新列表：

```
@Override
public boolean onCreateOptionsMenu(Menu menu) {
    menu.add(0, 0, 0, R.string.search_lan)
        .setIcon(android.R.drawable.ic_menu_search);
    return true;
}

@Override
public boolean onOptionsItemSelected(MenuItem item) {
    if (item.getItemId() == 0 && upnpService != null) {
        upnpService.getRegistry().removeAllRemoteDevices();
        upnpService.getControlPoint().search();
    }
    return false;
}
```

最后，DeviceDisplay类是一个非常简单的JavaBean，只提供一个toString()方法来呈现列表信息。通过修改此方法，你能够显示任何关于UPnP设备的信息：

```
class DeviceDisplay {
    Device device;

    public DeviceDisplay(Device device) {
        this.device = device;
    }

    public Device getDevice() {
        return device;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        DeviceDisplay that = (DeviceDisplay) o;
        return device.equals(that.device);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return device.hashCode();
    }

    @Override
    public String toString() {
        // Display a little star while the device is being loaded
        return device.isFullyHydrated() ? device.getDisplayString() : device.getDisplayString() + " *";
    }
}
```

还有我们必须覆盖相等操作，这样我们才可以用DeviceDisplay实例作为便捷的处理，从列表中手动地移除和增加设备。

### 5.3. 优化服务行为
UPnP服务运行时会消耗内存和CPU。尽管通常在一个正常的机器上没有什么问题，但在Android手持设备上就可能会有了。如果你禁用Cling UPnP服务的某些功能，或者设置暂停且在合适时恢复它，你可以留有更多的内存和电量。

#### 5.3.1. 调整注册表维护
当服务运行时，后台有好些东西在执行。首先，有一个服务的注册表和其维护线程。如果你写一个控制端，后台注册表维护者将会定期从远程服务更新你对外的GENA订阅。当没有通知断开网络时，它也会到期并移除任何远程服务。如果你正提供服务，你的设备通告将被注册表维护者刷新，并在GENA订阅没及时更新时移除它。注册表维护者为了有效得防止UPnP网络上的过时状态，所以所有参与者会实时更新其他参与者的视图等等。

默认情况下，注册表维护者会每秒运行并检查是否有事要做（当然，大多数情况下没事做）。然而默认的Android配置有5秒的间隔休眠，所以这已经花费了更少的后台CPU占用时间 — 不过你的应用可能会暴露稍微过时的信息。在UpnpServiceConfiguration你可以通过覆盖getRegistryMaintenanceIntervalMillis()进一步的调整设置。在Android上，你必须子类化服务实现来提供一个新的配置。

```
public class MyUpnpService extends AndroidUpnpServiceImpl {

    @Override
    protected AndroidUpnpServiceConfiguration createConfiguration(WifiManager wifiManager) {
        return new AndroidUpnpServiceConfiguration(wifiManager) {

            @Override
            public int getRegistryMaintenanceIntervalMillis() {
                return 7000;
            }

        };
    }
}
```

此时不要忘了在AndroidManifest.xml内配置MyUpnpService，而不是原先的实现。当在你的activities里绑定服务时，也必须使用该类型。

#### 5.3.2. 暂停和恢复注册表维护
另外一个更有效同时也不是很复杂的优化是，每当你的activites不再需要UPnP服务时，暂停和恢复注册表。这通常发生在当activity不在前台（暂停），甚至不再显示（停止）时。默认情况下，activity状态改变对UPnP服务没有影响，除非你在activities生命周期的回调内绑定和解绑服务。

除了绑定和解绑服务，你也可以在activity onPause()或onStop()方法被调用时，通过调用Registry#pause()来暂停注册表。之后，你可以通过Registry#resume()来恢复后台服务，或同时用Registry#isPaused()检查状态。

请阅读这些方法的Javadoc了解详细信息，以及暂停注册表维护对于设备、服务和GENA订阅的意义。根据你的应用要做什么，否则这种小的优化可能不值得处理这些效果。另一方面，你的应用应当能够处理失败的GENA订阅续期，或者消失的远程设备。

#### 5.3.3. 配置搜索
最有效的优化是UPnP设备有选择性的搜索。尽管UPnP服务的网络传输层在后台会保持运行（线程正等待且socket被绑定），这个特性允许你有选择且快速的丢弃搜索信息。

举例来说，如果你正在写一个控制端，且不通告你想要控制的服务（对其他设备没兴趣），那么你可以丢弃所有接收的搜索信息。另一方面，如果你只提供设备和服务，所有搜索信息（除了你自身服务的搜索信息）可能都可以被丢弃，你对其他远程设备和其服务一点都不会有兴趣。

一旦UDP数据包内容可用，该搜索信息就会被Cling选择并偷偷的丢弃，所以不需要进一步得解析和处理，同时CPU时间和内存消耗显著得减少，即使当你在Android手持设备上后台持续运行UPnP服务。

为了配置你的控制端应用支持哪些服务，需要覆盖前面章节展示的服务接口并提供一组ServiceType实例：

```
public class MyUpnpService extends AndroidUpnpServiceImpl {

    @Override
    protected AndroidUpnpServiceConfiguration createConfiguration(WifiManager wifiManager) {
        return new AndroidUpnpServiceConfiguration(wifiManager) {

            @Override
            public ServiceType[] getExclusiveServiceTypes() {
                return new ServiceType[] {
                        new UDAServiceType("SwitchPower")
                };
            }

        };
    }
}
```

这个配置将会忽略所有不通告chemas-upnp-org:SwitchPower:1的任何通告。这是我们控制端要处理的，不需要其他任何东西了。如果你返回一个空的数组（默认行为），所有服务和设备将会发现以及没有通告会被丢弃。

如果你正在写一个控制端应用而不是服务应用，你可以让getExclusiveServiceTypes()方法返回null。这将会完全禁用搜索，此时所有设备和服务的通告一接收就会被丢弃。