第4节 蓝牙连接模块
蓝牙连接的管理模块需要为ChatActivity提供于连接相关的所有功能，要设计的方便使用，并尽量隐藏连接的细节。
4.1 对外接口
我们首先来看看ConnectionManager需要向Chat Activity提供哪些接口。
- 监听。当应用运行起来后，聊天应用需要启动对其它蓝牙设备的监听，迎接随时可能到来的连接请求。所以
ConnectionManager需要提供启动监听-startListen()和停止监听-stopListen()的两个接口； - 主动连接。应用搜索到可连接到设备后，可以主动的连接对方设备。假如正在连接，用户可能会取消连接；假如已经连接上，用户可能会想断开这个连接。所以
ConnectionManager需要提供连接-connect()、断开连接-disconnect()（包含取消连接的功能）两个接口； - 主动查询当前连接状态。应用在采取某些操作的时候，可能需要知道当前的连接状态。所以需要提供主动查询当前连接状态的接口。
连接的状态，我们可以把它分成两类，一个是监听的状态，一个是连接的状态。监听的状态表示当前是否在监听；连接的状态应该包括没有连接，正在连接和已经连接。
所以接口应该有
getCurrentListenState()和getCurrentConnectState()。 - 获取连接状态变化通知。应用界面需要根据连接的状态做出相应的变化，需要
ConnectionManager能在连接状态发生变化的时候，主动把信息通知给ChatActivity。所以还要提供一个通知状态变化的接口。 - 接收数据。
ConnectionManager收到数据以后，需要一个机制将数据通知给ChatActivity，这样ChatActivity才能显示接收到的内容。 - 发送数据。用户要发送数据给被连接的设备，所以
ConnectionManager要提供一个发送数据的接口-sendData()。
4与5都需要ConnectionManager主动向ChatActivity传递信息（收到的数据、状态改变），可以通过设计监听器来实现。因此需要设计安装监听器的方法：定义一个回调的接口－ConnectionListener；把监听器设置到ConnectioManager中。
综上所述，ConnectionManager大概应该是这个样子，
public class ConnectionManager {
//定义监听器
public interface ConnectionListener {
//当ConnectionManager的连接状态发生变化，
//通过onConnectStateChange()将变化通知到ChatActivity
public void onConnectStateChange(int oldState, int State);
//当ConnectionManager的监听状态发生变化，
//通过onListenStateChange()将变化通知到ChatActivity
public void onListenStateChange(int oldState, int State);
//当ConnectionManager的数据发送完成后，
//通过onSendData()将发送的内容通知到ChatActivity
public void onSendData(boolean suc, byte[] data);
//当ConnectionManager的接收到对方连接设备传来的数据，
//通过onReadData()将传来的数据通知到ChatActivity
public void onReadData(byte [] data);
}
private ConnectionListener mConnectionListener;
//构造函数中设置监听器
public ConnectionManager(ConnectionListener cl) {
mConnectionListener = cl;
}
public void startListen() {
}
public void stopListen() {
}
public void connect() {
}
public void disconnect() {
}
public int getCurrentListenState() {
}
public int getCurrentConnectState() {
}
public void sendData(byte[] data) {
}
}/*******************************************************************/
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4.2 ConnectionManager的结构
我们已经明确了ConnectionManager对外的接口。接下来就需要来实现功能了。
由Android SDK提供的蓝牙连接接口函数，很多都是阻塞的（wifi连接也是如此），例如accept()、connect()等等，所以就需要将这些操作放到单独的工作线程中进行。
因此，我们将会在ConnectionManager中设计两个工作线程，
AcceptThread：负责监听别的蓝牙设备发起的连接；ConnectThread：用来维持与其它设备的连接。
主线程首先创建一个监听线程，用来接收其它设备可能发出的连接请求，当监听线程监听到了连接请求，就会得到一个Socket；然后我们再创建一个连接线程，将Socket交给连接线程，两个设备就可以通过这个Socket，在连接线程中进行消息的发送和接收了。
4.2.1 ConnectionManager
AcceptThread线程的工作状态，反应的就是监听状态。它包括
LISTEN_STATE_IDLE和LISTEN_STATE_LISTENING。这个状态保存在mListenState变量中；当监听状态发生改变的时候，通过
setListenState()设置状态的改变，并利用回调的方式，将改变的状态通知给关注者。public class ConnectionManager { ...... //监听的两种状态 public static final int LISTEN_STATE_IDLE = 3; public static final int LISTEN_STATE_LISTENING = 4; //记录当前监听的状态 private int mListenState = LISTEN_STATE_IDLE; //修改当前监听的状态 private void setListenState(int state) { //状态没有发生变化，不用通知 if(mListenState == state) { return; } int oldState = mListenState; mListenState = state; //状态发生变化，发起通知 if(mConnectionListener != null) { mConnectionListener.onListenStateChange(oldState, mListenState); } } ...... ｝ConnectedThread线程的工作状态，反应的就是连接状态。它包括
CONNECT_STATE_IDLECONNECT_STATE_CONNECTING和CONNECT_STATE_CONNECTED;这个状态保存在
mConnectState变量中；当连接状态发生改变的时候，通过
setConnectState()设置状态的改变，并利用回调的方式，将改变的状态通知给关注者。public class ConnectionManager { ...... //连接的三种状态 public static final int CONNECT_STATE_IDLE = 0; public static final int CONNECT_STATE_CONNECTING = 1; public static final int CONNECT_STATE_CONNECTED = 2; //记录当前连接的状态 private int mConnectState = CONNECT_STATE_IDLE; //修改当前连接的状态 private void setConnectState(int state) { ///状态没有发生变化，不用通知 if(mConnectState == state) { return; } int oldState = mConnectState; mConnectState = state; //状态发生变化，发起通知 if(mConnectionListener != null) { mConnectionListener.onConnectStateChange(oldState, mConnectState); } } ...... ｝ConnectionManager对外提供的接口，实际上就是对这两个工作线程的控制；
public class ConnectionManager {
......
private ConnectionListener mConnectionListener;
private AcceptThread mAcceptThread;
private ConnectedThread mConnectedThread;
private final BluetoothAdapter mBluetoothAdapter;
//构造函数中设置监听器
public ConnectionManager(ConnectionListener cl) {
mConnectionListener = cl;
mBluetoothAdapter = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();
}
public void startListen() {
//创建监听线程
if(mAcceptThread != null) {
mAcceptThread.cancel();
}
mAcceptThread = new AcceptThread();
mAcceptThread.start();
}
public void stopListen() {
//停止监听线程
if(mAcceptThread != null) {
mAcceptThread.cancel();
}
}
public void connect() {
//发起连接
if(mConnectedThread != null) {
mConnectedThread.cancel();
}
BluetoothDevice device = mBluetoothAdapter.getRemoteDevice(deviceAddr);
try {
//创建发起主动连接使用的Socket
BluetoothSocket socket = device.createRfcommSocketToServiceRecord(BT_UUID);
//启动连接线程
mConnectedThread = new ConnectedThread(socket, true);
mConnectedThread.start();
} catch (IOException e) {
}
}
public void disconnect() {
//停止连接线程
if(mConnectedThread != null) {
mConnectedThread.cancel();
}
}
public int getCurrentListenState() {
//查询当前监听线程的状态
return mListenState;
}
public int getCurrentConnectState() {
//查询当前连接线程的状态
return mConnectState;
}
public boolean sendData(byte[] data) {
//发送数据
if(mConnectedThread != null
&& mConnectState == CONNECT_STATE_CONNECTED) {
mConnectedThread.sendData(data);
return true;
}
return false;
}
......
}通过这里，我们可以看出，为了能够取消正在运行的工作线程，在设计AcceptThread和ConnectedThread的时候，我们需要给它们添加上取消的方法－cancel()；为了在连接后能够发送数据，需要给ConnectedThread添加发送数据的方法－sendData()。
4.2.2 监听线程
监听线程进行的工作有，
- 等待其它蓝牙设备发起的连接；
- 如果接收到连接的请求，就创建出一个
Socket； - 之后继续等待其它设备可能发起的连接；
- 假如已经处于正在连接或者已经连接的状态，就断开最新收到的连接，因为我们假定了每次只能连接一个设备；
- 监听线程可以被取消，退出运行；
public class ConnectionManager {
......
private class AcceptThread extends Thread {
private BluetoothServerSocket mServerSocket;
private boolean mUserCancel;
public AcceptThread() {
BluetoothServerSocket tmp = null;
mUserCancel = false;
//创建监听用的ServerSocket
try {
tmp = mBluetoothAdapter.listenUsingRfcommWithServiceRecord(
BT_NAME, BT_UUID);
} catch (IOException e) {
}
mServerSocket = tmp;
}
//监听线程开始运行
@Override
public void run() {
setName("AcceptThread");
//将ConnectionManger监听的状态设置成“正在监听”
setListenState(LISTEN_STATE_LISTENING);
BluetoothSocket socket = null;
while(!mUserCancel) {
try {
//阻塞在这里，等待别的设备连接
socket = mServerSocket.accept();
} catch (IOException e) {
//阻塞过程中，如果其它地方调用了mServerSocket.close()，
//将会进入到这个异常当中
mServerSocket = null;
break;
}
if(mConnectState == CONNECT_STATE_CONNECTED
|| mConnectState == CONNECT_STATE_CONNECTING) {
//如果当前正在连接别的设备，
//或者已经和别的设备连接上了，就放弃这个连接，
//因为每次只能和一个设备连接
try {
socket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
else if(mConnectState == CONNECT_STATE_IDLE) {
//如果当前没有和别的设备连接上，
//启动连接线程
mConnectedThread = new ConnectedThread(socket, false);
mConnectedThread.start();
}
}
if(mServerSocket != null) {
try {
mServerSocket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
mServerSocket = null;
}
setListenState(LISTEN_STATE_IDLE);
mAcceptThread = null;
}
//让监听线程退出运行
public void cancel() {
try {
mUserCancel = true;
//ServerSocket此时阻塞在accept()方法中，
//关闭之后，会让accept()方法抛出异常，实现监听线程的退出
if(mServerSocket != null) {
mServerSocket.close();
}
} catch (IOException e) {
}
}
}
......
｝4.2.3 连接线程
连接线程的工作是，
- 假如是主动连接，连接线程要主动调用
connect()方法；该方法是一个阻塞调用，在调用前，应该把ConnectionManager的连接状态，设置成CONNECT_STATE_CONNECTING；如果连接成功，就把状态设置成CONNECT_STATE_CONNECTED； - 假如是被动连接，那么从监听线程获取的
Socket就已经是被连接上了的Socket，不需要进行connect()的操作了； - 从已经连接的
Socket当中，获取输入、输出的流接口，以后这个连接上的数据读取和写入，就是通过它们对应的流接口进行的； - 连接线程进入循环，不断的尝试通过
InputStream的read()方法，读取数据； - 连接线程可以被取消，退出连接；
public class ConnectionManager {
......
private class ConnectedThread extends Thread {
private final int MAX_BUFFER_SIZE = 1024;
private BluetoothSocket mSocket;
private InputStream mInStream;
private OutputStream mOutStream;
private boolean mUserCancel;
private boolean mNeedConnect;
//needConnect参数告诉连接线程是否需要主动发起连接，
//因为通过监听线程启动的连接线程是不需要发起主动连接的，
//所以需要一个标志位来控制这种情况
public ConnectedThread(BluetoothSocket socket, boolean needConnect) {
//保存下工作线程中要用到的参数
setName("ConnectedThread");
mNeedConnect = needConnect;
mSocket = socket;
mUserCancel = false;
}
@Override
public void run() {
//将ConnectionManager的连接状态修改成CONNECT_STATE_CONNECTING
setConnectState(CONNECT_STATE_CONNECTING);
//如果这是一个主动连接，说明Socket还没有和对方相连接，就需要发起主动连接
if(mNeedConnect && !mUserCancel) {
try {
mSocket.connect();
} catch (IOException e) {
//主动连接发生异常，回到未连接的状态
setConnectState(CONNECT_STATE_IDLE);
mSocket = null;
mConnectedThread = null;
return;
}
}
InputStream tmpIn = null;
OutputStream tmpOut = null;
//从连接的Socket中获取读数据和写数据的流接口
try {
tmpIn = mSocket.getInputStream();
tmpOut = mSocket.getOutputStream();
} catch (IOException e) {
setConnectState(CONNECT_STATE_IDLE);
mSocket = null;
mConnectedThread = null;
return;
}
mInStream = tmpIn;
mOutStream = tmpOut;
//将ConnectionManager的连接状态修改成CONNECT_STATE_CONNECTED
setConnectState(CONNECT_STATE_CONNECTED);
byte[] buffer = new byte[MAX_BUFFER_SIZE];
int bytes;
while (!mUserCancel) {
try {
//阻塞在这里，用流接口等待读取数据
bytes = mInStream.read(buffer);
//将读取到的数据传递给关注它的组件
if(mConnectionListener != null && bytes > 0) {
byte [] data = new byte[bytes];
System.arraycopy(buffer, 0, data, 0, bytes);
mConnectionListener.onReadData(data);
}
} catch (IOException e) {
//阻塞过程中，如果其它地方调用了mSocket.close()，
//或者对方的连接关闭
//将会进入到这个异常当中
break;
}
}
setConnectState(CONNECT_STATE_IDLE);
mSocket = null;
mConnectedThread = null;
}
//让连接线程退出运行
public void cancel() {
try {
mUserCancel = true;
//Socket此时阻塞在InputStream的read()方法中，
//关闭之后，会让read()方法抛出异常
if(mSocket != null) {
mSocket.close();
}
} catch (IOException e) {
}
}
//向对方发送数据
public void sendData(byte[] data) {
try {
//用流接口发送数据
mOutStream.write(data);
//向关心的组件通知发送成功
if(mConnectionListener != null) {
mConnectionListener.onSendData(true, data);
}
} catch (IOException e) {
//向关心的组件通知发送失败
if(mConnectionListener != null) {
mConnectionListener.onSendData(false, data);
}
}
}
}
......
｝至此，ConnectionManager就设计好了。
时间： 2024-08-12 14:32:45