Android连接指定Wifi的方法

Posted 2020-09-05 ZhangJianIsAStark

本篇博客主要记录一下android中打开Wifi、获取Wifi接入点信息及连接指接入点的方法。

自己写的demo主要用于测试接口的基本功能，因此界面及底层逻辑比较粗糙。

demo的整体界面如下所示：

上图中的OPEN按键负责开启Wifi；
GET按键负责获取扫描到的接入点信息。

当获取到接入点信息后，我选取了其中的名称及信号强度，以列表的形式显示在主界面下方，如下图：

当点击列表中的Item时，就会去连接对应的接入点。
自己的逻辑比较简单，测试时的代码，假定连接的是不许要密码或密码已知的接入点。

demo的布局文件就不介绍了，就是Button和RecyclerView。
主要记录一下，使用到的核心代码。

---

        ....................
        //Open按键点击后的逻辑
        mOpenWifiButton.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                //WifiManager的isWifiEnabled接口，用于判断Wifi开关是否已经开启
                if (!mWifiManager.isWifiEnabled()) {
                    //setWifiEnabled接口用于开启Wifi
                    mWifiManager.setWifiEnabled(true);
                    mMainHandler.post(mMainRunnable);
                }
            }
        });
        ....................

mMainRunnable的代码如下，主要用于判断Wifi是否开启成功。

    ................
    private Runnable mMainRunnable = new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            if (mWifiManager.isWifiEnabled()) {
                //开启成功后，使能Get按键
                mGetWifiInfoButton.setEnabled(true);
            } else {
                mMainHandler.postDelayed(mMainRunnable, 1000);
            }
        }
    };
    ...............

这部分代码，主要使用了WifiManager的公有接口，开启Wifi开关及判断开启状态。
这部分操作需要的权限是：

    <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_WIFI_STATE"/>
    <uses-permission android:name="android.permission.CHANGE_WIFI_STATE"/>

---

Get按键被点击后，对应的代码如下：

        .................
        mGetWifiInfoButton.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                if (mWifiManager.isWifiEnabled()) {
                    //getScanResults接口将返回List<ScanResult>
                    //ScanResult中保留了每个接入点的基本信息
                    mScanResultList = mWifiManager.getScanResults();

                    //多个接入点可能携带相同的信息，形成一个整体的Wifi覆盖网络
                    //因此，筛除一些冗余信息
                    sortList(mScanResultList);

                    //我使用的是RecyclerView，得到数据后，刷新界面进行显示
                    mWifiInfoRecyclerView.getAdapter().notifyDataSetChanged();
                }
            }
        });
        .................

上面这部分代码也比较简单，主要利用WifiManager的getScanResults接口，获取终端探索到的接入点信息。
其中，sortList的代码如下：

    ..............
    private void sortList(List<ScanResult> list) {
        TreeMap<String, ScanResult> map = new TreeMap<>();
        //demo中仅按照SSID进行筛选
        //实际使用时，还可以参考信号强度等条件
        for (ScanResult scanResult : list) {
            map.put(scanResult.SSID, scanResult);
        }
        list.clear();
        list.addAll(map.values());
    }
    .............

这部分代码唯一需要注意的地方是，需要申明权限：

    <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION"/>
    <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION"/>

同时，在高版本中还需要主动获取运行时权限。

权限的要求，是由WifiServiceImpl的实现决定的，我们以Android 7.0为例，看看对应的代码：

public List<ScanResult> getScanResults(String callingPackage) {
    //这里要求的是ACCESS_WIFI_STATE
    enforceAccessPermission();
    ............
    try {
        ...........
        if (!canReadPeerMacAddresses && !isActiveNetworkScorer
                //在checkCallerCanAccessScanResults中检查了ACCESS_FINE_LOCATION和ACCESS_COARSE_LOCATION
                //如果没有这两个权限，就会返回一个empty List
                && !checkCallerCanAccessScanResults(callingPackage, uid)) {
            return new ArrayList<ScanResult>();
        }
        ...........
    } fianlly {
        ..........
    }
}

---

获取到信息后，就可以显示和点击列表中的Item了。
由于自己使用的是RecyclerView，因此这部分工作全部交给了对应ViewHolder：

    ...............
    private class ScanResultViewHolder extends RecyclerView.ViewHolder {
        private View mView;
        private TextView mWifiName;
        private TextView mWifiLevel;

        ScanResultViewHolder(View itemView) {
            super(itemView);

            mView = itemView;
            mWifiName = (TextView) itemView.findViewById(R.id.ssid);
            mWifiLevel = (TextView) itemView.findViewById(R.id.level);
        }

        void bindScanResult(final ScanResult scanResult) {
            //将接入点的名称和强度显示到界面上
            mWifiName.setText(
                    getString(R.string.scan_wifi_name, "" + scanResult.SSID));
            mWifiLevel.setText(
                    getString(R.string.scan_wifi_level, "" + scanResult.level));

            //点击Item后，就连接对应的接入点
            mView.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
                @Override
                public void onClick(View v) {
                    //createWifiConfig主要用于构建一个WifiConfiguration，代码中的例子主要用于连接不需要密码的Wifi
                    //WifiManager的addNetwork接口，传入WifiConfiguration后，得到对应的NetworkId
                    int netId = mWifiManager.addNetwork(createWifiConfig(scanResult.SSID, "", WIFICIPHER_NOPASS));

                    //WifiManager的enableNetwork接口，就可以连接到netId对应的wifi了
                    //其中boolean参数，主要用于指定是否需要断开其它Wifi网络
                    boolean enable = mWifiManager.enableNetwork(netId, true);
                    Log.d("ZJTest", "enable: " + enable);

                    //可选操作，让Wifi重新连接最近使用过的接入点
                    //如果上文的enableNetwork成功，那么reconnect同样连接netId对应的网络
                    //若失败，则连接之前成功过的网络
                    boolean reconnect = mWifiManager.reconnect();
                    Log.d("ZJTest", "reconnect: " + reconnect);
                }
            });
        }
    }
    .................

以上就是连接指定Wifi的基本套路，从代码中容易看出，关键问题是如何创建出有效的WifiConfiguration。
自己测试时，初始创建WifiConfiguration失败，手机怎么都没法连接到热点上，后来修改后，基本功能终于能够实现：

    ....................
    private static final int WIFICIPHER_NOPASS = 0;
    private static final int WIFICIPHER_WEP = 1;
    private static final int WIFICIPHER_WPA = 2;

    private WifiConfiguration createWifiConfig(String ssid, String password, int type) {
        //初始化WifiConfiguration
        WifiConfiguration config = new WifiConfiguration();
        config.allowedAuthAlgorithms.clear();
        config.allowedGroupCiphers.clear();
        config.allowedKeyManagement.clear();
        config.allowedPairwiseCiphers.clear();
        config.allowedProtocols.clear();

        //指定对应的SSID
        config.SSID = "\\"" + ssid + "\\"";

        //如果之前有类似的配置
        WifiConfiguration tempConfig = isExist(ssid);
        if(tempConfig != null) {
            //则清除旧有配置
            mWifiManager.removeNetwork(tempConfig.networkId);
        }

        //不需要密码的场景
        if(type == WIFICIPHER_NOPASS) {
            config.allowedKeyManagement.set(WifiConfiguration.KeyMgmt.NONE);
        //以WEP加密的场景
        } else if(type == WIFICIPHER_WEP) {
            config.hiddenSSID = true;
            config.wepKeys[0]= "\\""+password+"\\"";
            config.allowedAuthAlgorithms.set(WifiConfiguration.AuthAlgorithm.OPEN);
            config.allowedAuthAlgorithms.set(WifiConfiguration.AuthAlgorithm.SHARED);
            config.allowedKeyManagement.set(WifiConfiguration.KeyMgmt.NONE);
            config.wepTxKeyIndex = 0;
        //以WPA加密的场景，自己测试时，发现热点以WPA2建立时，同样可以用这种配置连接
        } else if(type == WIFICIPHER_WPA) {
            config.preSharedKey = "\\""+password+"\\"";
            config.hiddenSSID = true;
            config.allowedAuthAlgorithms.set(WifiConfiguration.AuthAlgorithm.OPEN);
            config.allowedGroupCiphers.set(WifiConfiguration.GroupCipher.TKIP);
            config.allowedKeyManagement.set(WifiConfiguration.KeyMgmt.WPA_PSK);
            config.allowedPairwiseCiphers.set(WifiConfiguration.PairwiseCipher.TKIP);
            config.allowedGroupCiphers.set(WifiConfiguration.GroupCipher.CCMP);
            config.allowedPairwiseCiphers.set(WifiConfiguration.PairwiseCipher.CCMP);
            config.status = WifiConfiguration.Status.ENABLED;
        }

        return config;
    }
    .................
    private WifiConfiguration isExist(String ssid) {
        List<WifiConfiguration> configs = mWifiManager.getConfiguredNetworks();

        for (WifiConfiguration config : configs) {
            if (config.SSID.equals("\\""+ssid+"\\"")) {
                return config;
            }
        }
        return null;
    }
    .................

---

自己写完demo后，以一个手机建立热点，分别测试了有密码和无密码的场景（对应的，需要修改createWifiConfig的传入参数）。
发现demo运行的手机在两种场景下，均能够连接到指定热点。

Demo地址如下：
https://github.com/ZhangJianIsAStark/Demos/tree/master/wifitest

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在本文的最后，补充一下终端作为热点时的接口。

public boolean isWifiApEnabled()

具有@SystemApi、@hide注解的公有接口，判断手机的热点是否开启。

在Android 5.1之前，这个接口没有@SystemApi注解，
于是有很多代码会利用Java发射机制，获取该方法并判断手机热点是否开启。
现在那些老代码已经没法使用了。

现在的做法（以5.1以上为例），应该利用广播接收器监听WifiManager中定义的WIFI_AP_STATE_CHANGED_ACTION。
注意到该Action也有@SystemApi注解，所以要直接监听对应的字符串，示例如下(上面链接中的demo也有涉及)：

    ...................
    private BroadcastReceiver mBroadcastReceiver;
    private void registerBroadcastReceiver() {
        mBroadcastReceiver = new BroadcastReceiver() {
            @Override
            public void onReceive(Context context, Intent intent) {
                //收到广播后，利用"wifi_state"的字段，得到AP的状态
                int state = intent.getIntExtra("wifi_state", 11);
                Log.d("ZJTest", "AP state: " + state);
            }
        };

        IntentFilter intentFilter = new IntentFilter();
        //添加Action对应的字符信息
        intentFilter.addAction("android.net.wifi.WIFI_AP_STATE_CHANGED");
        this.registerReceiver(mBroadcastReceiver, intentFilter);
    }
    .........
    private void unregisterBroadcastReceiver() {
        this.unregisterReceiver(mBroadcastReceiver);
    }
    ..........

我暂时没有深究Wifi模块开启AP的流程。
不过从自己的测试结果来看，Wifi开启或关闭AP时，推测发送的应该是Sticky类型的广播。
于是，只要APK注册了广播监听器，立马就会得到回复，明白当前AP的状态。

例如，我在开启AP后，再打开自己的测试Demo，立马会收到如下信息：

//对应WIFI_AP_STATE_ENABLED，定义于WifiManager中，@SystemApi
02-20 17:48:52.470 12773-12773/? D/ZJTest: AP state: 13

手动关闭AP后可以得到如下结果：

//WIFI_AP_STATE_DISABLING
02-20 17:49:35.803 12773-12773/stark.a.is.zhang.wifitest D/ZJTest: AP state: 10

//WIFI_AP_STATE_DISABLED
02-20 17:49:36.960 12773-12773/stark.a.is.zhang.wifitest D/ZJTest: AP state: 11

public boolean setWifiApConfiguration(WifiConfiguration wifiConfig)

public WifiConfiguration getWifiApConfiguration()

@SystemApi，设置和获取Wifi-AP的配置信息。

可以看出不论手机作为AP还是STA，在Framework中均利用WifiConfiguration抽象对应的配置信息，包括鉴权算法、密码、SSID、协议等。
这种设计是符合802.11协议精神的，毕竟在物理设备的角度上，AP和STA是完全对等的。只不过在实际情况中，根据各自的需求，特质化了一些组件。

实际上从底层协议来看，仅在传输这个角度上，AP和STA的主要区别仅在于收到数据帧后的处理流程不同。AP收到数据帧后，发现目的地址不是自己，就会进入转发流程；而STA可能就直接丢弃该数据帧了。当然如果从控制的角度来看，即考虑通信信令，AP和STA还是主从的关系。

public boolean setWifiApEnabled(WifiConfiguration wifiConfig, boolean enabled)

@SystemApi，改变Wifi-AP的开关状态。开启的AP，将使用参数定义的WifiConfiguration信息。

可以看出，手机热点对应接口全部变成了SystemApi，因此在android的高版本上，应用基本上是无法再操作热点了。