יצירת חיבורי P2P באמצעות Wi-Fi ישיר

Wi-Fi Direct (שנקרא גם P2P או שיתוף מקצה לקצה) מאפשר לאפליקציה שלכם למצוא במהירות מכשירים בקרבת מקום ולבצע פעולות איתם, בטווח רחב יותר מזה של Bluetooth.

ממשקי ה-API של Wi-Fi Direct (P2P) מאפשרים לאפליקציות להתחבר למכשירים בקרבת מקום בלי צורך להתחבר לרשת או לנקודה לשיתוף אינטרנט. אם האפליקציה שלכם מיועדת להיות חלק מרשת מאובטחת לטווח קצר, Wi-Fi Direct היא אפשרות מתאימה יותר מאשר רשת Wi-Fi אד-הוק רגילה, מהסיבות הבאות:

  • ‫Wi-Fi Direct תומך בהצפנת WPA2. (חלק מהרשתות האד-הוק תומכות רק בהצפנת WEP).
  • מכשירים יכולים לשדר את השירותים שהם מספקים, וכך לעזור למכשירים אחרים לגלות בקלות רבה יותר עמיתים מתאימים.
  • כדי לקבוע איזה מכשיר צריך להיות הבעלים של הקבוצה ברשת,‏ Wi-Fi Direct בודק את ניהול החשמל, ממשק המשתמש ויכולות השירות של כל מכשיר, ומשתמש במידע הזה כדי לבחור את המכשיר שיכול לטפל באחריות השרת בצורה הכי יעילה.
  • ‫Android לא תומך במצב אד-הוק של Wi-Fi.

בשיעור הזה נסביר איך למצוא מכשירים בקרבת מקום ולהתחבר אליהם באמצעות Wi-Fi P2P.

הגדרת הרשאות לאפליקציות

כדי להשתמש ב-Wi-Fi Direct, צריך להוסיף את ההרשאות ACCESS_FINE_LOCATION,‏ CHANGE_WIFI_STATE,‏ ACCESS_WIFI_STATE ו-INTERNET למניפסט. אם האפליקציה מטרגטת ל-Android 13 (רמת API 33) ומעלה, צריך להוסיף גם את ההרשאה NEARBY_WIFI_DEVICES למניפסט. לא נדרש חיבור לאינטרנט ל-Wi-Fi Direct, אבל נעשה בו שימוש בשקעי Java רגילים, ולכן נדרשת הרשאה INTERNET. לכן, כדי להשתמש ב-Wi-Fi Direct, צריך את ההרשאות הבאות:

<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    package="com.example.android.nsdchat"
    ...
    <!-- If your app targets Android 13 (API level 33)
         or higher, you must declare the NEARBY_WIFI_DEVICES permission. -->
        <uses-permission android:name="android.permission.NEARBY_WIFI_DEVICES"
        <!-- If your app derives location information from Wi-Fi APIs,
             don't include the "usesPermissionFlags" attribute. -->
        android:usesPermissionFlags="neverForLocation" />
        
    <uses-permission
        android:required="true"
        android:name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION"
        <!-- If any feature in your app relies on precise location information,
             don't include the "maxSdkVersion" attribute. -->
        android:maxSdkVersion="32" />
    <uses-permission
        android:required="true"
        android:name="android.permission.ACCESS_WIFI_STATE"/>
    <uses-permission
        android:required="true"
        android:name="android.permission.CHANGE_WIFI_STATE"/>
    <uses-permission
        android:required="true"
        android:name="android.permission.INTERNET"/>
    ...

בנוסף להרשאות שצוינו למעלה, צריך להפעיל את מצב המיקום גם כדי להשתמש בממשקי ה-API הבאים:

הגדרה של מקלט שידורים ומנהל עמית לעמית

כדי להשתמש ב-Wi-Fi Direct, צריך להאזין לשידורי כוונות שמציינים לאפליקציה מתי התרחשו אירועים מסוימים. באפליקציה, יוצרים מופע של IntentFilter ומגדירים אותו להאזנה לפעולות הבאות:

WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION
מציין אם Wi-Fi Direct מופעל
WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION
מציין שהרשימה הזמינה של עמיתים השתנתה.
WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION
מציין שחל שינוי במצב הקישוריות של Wi-Fi Direct. החל מ-Android 10, ההגדרה הזו לא נשמרת. אם האפליקציה הסתמכה על קבלת השידורים האלה בזמן ההרשמה כי הם היו קבועים, צריך להשתמש בשיטה המתאימה get בזמן האתחול כדי לקבל את המידע במקום זאת.
WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION
מציין שפרטי ההגדרה של המכשיר הזה השתנו. החל מ-Android 10, ההגדרה הזו לא נשמרת. אם האפליקציה הסתמכה על קבלת השידורים האלה בזמן ההרשמה כי הם היו קבועים, צריך להשתמש בשיטה המתאימה get בזמן האתחול כדי לקבל את המידע במקום זאת.

Kotlin

private val intentFilter = IntentFilter()
...
override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
    super.onCreate(savedInstanceState)
    setContentView(R.layout.main)

    // Indicates a change in the Wi-Fi Direct status.
    intentFilter.addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION)

    // Indicates a change in the list of available peers.
    intentFilter.addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION)

    // Indicates the state of Wi-Fi Direct connectivity has changed.
    intentFilter.addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION)

    // Indicates this device's details have changed.
    intentFilter.addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION)
    ...
}

Java

private final IntentFilter intentFilter = new IntentFilter();
...
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.main);

    // Indicates a change in the Wi-Fi Direct status.
    intentFilter.addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION);

    // Indicates a change in the list of available peers.
    intentFilter.addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION);

    // Indicates the state of Wi-Fi Direct connectivity has changed.
    intentFilter.addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION);

    // Indicates this device's details have changed.
    intentFilter.addAction(WifiP2pManager.WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION);
    ...
}

בסוף השיטה onCreate(), מקבלים מופע של WifiP2pManager וקוראים לשיטה initialize() שלו. השיטה הזו מחזירה אובייקט WifiP2pManager.Channel, שבו תשתמשו בהמשך כדי לחבר את האפליקציה למסגרת Wi-Fi Direct.

Kotlin

private lateinit var channel: WifiP2pManager.Channel
private lateinit var manager: WifiP2pManager

override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
    ...
    manager = getSystemService(Context.WIFI_P2P_SERVICE) as WifiP2pManager
    channel = manager.initialize(this, mainLooper, null)
}

Java

Channel channel;
WifiP2pManager manager;

@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    ...
    manager = (WifiP2pManager) getSystemService(Context.WIFI_P2P_SERVICE);
    channel = manager.initialize(this, getMainLooper(), null);
}

עכשיו יוצרים מחלקה חדשה BroadcastReceiver שתשמש להאזנה לשינויים במצב ה-Wi-Fi של המערכת. בשיטה onReceive() מוסיפים תנאי לטיפול בכל שינוי במצב שמופיע למעלה.

Kotlin

override fun onReceive(context: Context, intent: Intent) {
    when(intent.action) {
        WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION -> {
            // Determine if Wi-Fi Direct mode is enabled or not, alert
            // the Activity.
            val state = intent.getIntExtra(WifiP2pManager.EXTRA_WIFI_STATE, -1)
            activity.isWifiP2pEnabled = state == WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_ENABLED
        }
        WifiP2pManager.WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION -> {

            // The peer list has changed! We should probably do something about
            // that.

        }
        WifiP2pManager.WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION -> {

            // Connection state changed! We should probably do something about
            // that.

        }
        WifiP2pManager.WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION -> {
            (activity.supportFragmentManager.findFragmentById(R.id.frag_list) as DeviceListFragment)
                    .apply {
                        updateThisDevice(
                                intent.getParcelableExtra(
                                        WifiP2pManager.EXTRA_WIFI_P2P_DEVICE) as WifiP2pDevice
                        )
                    }
        }
    }
}

Java

@Override
public void onReceive(Context context, Intent intent) {
    String action = intent.getAction();
    if (WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_CHANGED_ACTION.equals(action)) {
        // Determine if Wi-Fi Direct mode is enabled or not, alert
        // the Activity.
        int state = intent.getIntExtra(WifiP2pManager.EXTRA_WIFI_STATE, -1);
        if (state == WifiP2pManager.WIFI_P2P_STATE_ENABLED) {
            activity.setIsWifiP2pEnabled(true);
        } else {
            activity.setIsWifiP2pEnabled(false);
        }
    } else if (WifiP2pManager.WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION.equals(action)) {

        // The peer list has changed! We should probably do something about
        // that.

    } else if (WifiP2pManager.WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION.equals(action)) {

        // Connection state changed! We should probably do something about
        // that.

    } else if (WifiP2pManager.WIFI_P2P_THIS_DEVICE_CHANGED_ACTION.equals(action)) {
        DeviceListFragment fragment = (DeviceListFragment) activity.getFragmentManager()
                .findFragmentById(R.id.frag_list);
        fragment.updateThisDevice((WifiP2pDevice) intent.getParcelableExtra(
                WifiP2pManager.EXTRA_WIFI_P2P_DEVICE));

    }
}

לבסוף, מוסיפים קוד כדי לרשום את מסנן ה-Intent ואת מקלט השידור כשהפעילות הראשית פעילה, ומבטלים את הרישום שלהם כשהפעילות מושהית. הדרך הכי טובה לעשות את זה היא באמצעות השיטות onResume() ו-onPause().

Kotlin

/** register the BroadcastReceiver with the intent values to be matched  */
public override fun onResume() {
    super.onResume()
    receiver = WiFiDirectBroadcastReceiver(manager, channel, this)
    registerReceiver(receiver, intentFilter)
}

public override fun onPause() {
    super.onPause()
    unregisterReceiver(receiver)
}

Java

/** register the BroadcastReceiver with the intent values to be matched */
@Override
public void onResume() {
    super.onResume();
    receiver = new WiFiDirectBroadcastReceiver(manager, channel, this);
    registerReceiver(receiver, intentFilter);
}

@Override
public void onPause() {
    super.onPause();
    unregisterReceiver(receiver);
}

הפעלת זיהוי שיתופים

כדי להתחיל לחפש מכשירים בקרבת מקום באמצעות Wi-Fi P2P, מתקשרים אל discoverPeers(). השיטה הזו מקבלת את הארגומנטים הבאים:

Kotlin

manager.discoverPeers(channel, object : WifiP2pManager.ActionListener {

    override fun onSuccess() {
        // Code for when the discovery initiation is successful goes here.
        // No services have actually been discovered yet, so this method
        // can often be left blank. Code for peer discovery goes in the
        // onReceive method, detailed below.
    }

    override fun onFailure(reasonCode: Int) {
        // Code for when the discovery initiation fails goes here.
        // Alert the user that something went wrong.
    }
})

Java

manager.discoverPeers(channel, new WifiP2pManager.ActionListener() {

    @Override
    public void onSuccess() {
        // Code for when the discovery initiation is successful goes here.
        // No services have actually been discovered yet, so this method
        // can often be left blank. Code for peer discovery goes in the
        // onReceive method, detailed below.
    }

    @Override
    public void onFailure(int reasonCode) {
        // Code for when the discovery initiation fails goes here.
        // Alert the user that something went wrong.
    }
});

חשוב לזכור שהפעולה הזו רק מתחילה את החיפוש של מכשירים אחרים. השיטה discoverPeers() מתחילה את תהליך הגילוי ואז מחזירה מיד. המערכת שולחת לכם התראה אם תהליך גילוי העמיתים מתחיל בהצלחה על ידי קריאה לשיטות במאזין הפעולות שסיפקתם. בנוסף, הגילוי נשאר פעיל עד שמתחיל חיבור או שנוצרת קבוצת P2P.

אחזור רשימת האפליקציות להשוואה

עכשיו כותבים את הקוד שמביא ומעבד את רשימת העמיתים. קודם צריך להטמיע את הממשק WifiP2pManager.PeerListListener, שמספק מידע על המכשירים שזוהו על ידי Wi-Fi Direct. המידע הזה מאפשר לאפליקציה לקבוע מתי עמיתים מצטרפים לרשת או עוזבים אותה. קטע הקוד הבא ממחיש את הפעולות האלה שקשורות למשתמשים ברשת:

Kotlin

private val peers = mutableListOf<WifiP2pDevice>()
...

private val peerListListener = WifiP2pManager.PeerListListener { peerList ->
    val refreshedPeers = peerList.deviceList
    if (refreshedPeers != peers) {
        peers.clear()
        peers.addAll(refreshedPeers)

        // If an AdapterView is backed by this data, notify it
        // of the change. For instance, if you have a ListView of
        // available peers, trigger an update.
        (listAdapter as WiFiPeerListAdapter).notifyDataSetChanged()

        // Perform any other updates needed based on the new list of
        // peers connected to the Wi-Fi P2P network.
    }

    if (peers.isEmpty()) {
        Log.d(TAG, "No devices found")
        return@PeerListListener
    }
}

Java

private List<WifiP2pDevice> peers = new ArrayList<WifiP2pDevice>();
...

private PeerListListener peerListListener = new PeerListListener() {
    @Override
    public void onPeersAvailable(WifiP2pDeviceList peerList) {

        List<WifiP2pDevice> refreshedPeers = peerList.getDeviceList();
        if (!refreshedPeers.equals(peers)) {
            peers.clear();
            peers.addAll(refreshedPeers);

            // If an AdapterView is backed by this data, notify it
            // of the change. For instance, if you have a ListView of
            // available peers, trigger an update.
            ((WiFiPeerListAdapter) getListAdapter()).notifyDataSetChanged();

            // Perform any other updates needed based on the new list of
            // peers connected to the Wi-Fi P2P network.
        }

        if (peers.size() == 0) {
            Log.d(WiFiDirectActivity.TAG, "No devices found");
            return;
        }
    }
}

עכשיו משנים את השיטה onReceive() של מקלט השידורים כדי לקרוא ל-requestPeers() כשמתקבלת כוונה עם הפעולה WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION. צריך להעביר את מאזין האירועים הזה למקלט בדרך כלשהי. אחת הדרכים היא לשלוח אותו כארגומנט לקונסטרוקטור של מקלט השידור.

Kotlin

fun onReceive(context: Context, intent: Intent) {
    when (intent.action) {
        ...
        WifiP2pManager.WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION -> {

            // Request available peers from the wifi p2p manager. This is an
            // asynchronous call and the calling activity is notified with a
            // callback on PeerListListener.onPeersAvailable()
            mManager?.requestPeers(channel, peerListListener)
            Log.d(TAG, "P2P peers changed")


        }
        ...
    }
}

Java

public void onReceive(Context context, Intent intent) {
    ...
    else if (WifiP2pManager.WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION.equals(action)) {

        // Request available peers from the wifi p2p manager. This is an
        // asynchronous call and the calling activity is notified with a
        // callback on PeerListListener.onPeersAvailable()
        if (mManager != null) {
            mManager.requestPeers(channel, peerListListener);
        }
        Log.d(WiFiDirectActivity.TAG, "P2P peers changed");
    }...
}

עכשיו, כוונה עם הפעולה WIFI_P2P_PEERS_CHANGED_ACTION intent מפעילה בקשה לרשימה מעודכנת של עמיתים.

התחברות לעמית

כדי להתחבר למכשיר עמית, יוצרים אובייקט WifiP2pConfig חדש ומעתיקים אליו נתונים מ-WifiP2pDevice שמייצג את המכשיר שאליו רוצים להתחבר. לאחר מכן מפעילים את שיטת connect() התשלום.

Kotlin

override fun connect() {
    // Picking the first device found on the network.
    val device = peers[0]

    val config = WifiP2pConfig().apply {
        deviceAddress = device.deviceAddress
        wps.setup = WpsInfo.PBC
    }

    manager.connect(channel, config, object : WifiP2pManager.ActionListener {

        override fun onSuccess() {
            // WiFiDirectBroadcastReceiver notifies us. Ignore for now.
        }

        override fun onFailure(reason: Int) {
            Toast.makeText(
                    this@WiFiDirectActivity,
                    "Connect failed. Retry.",
                    Toast.LENGTH_SHORT
            ).show()
        }
    })
}

Java

@Override
public void connect() {
    // Picking the first device found on the network.
    WifiP2pDevice device = peers.get(0);

    WifiP2pConfig config = new WifiP2pConfig();
    config.deviceAddress = device.deviceAddress;
    config.wps.setup = WpsInfo.PBC;

    manager.connect(channel, config, new ActionListener() {

        @Override
        public void onSuccess() {
            // WiFiDirectBroadcastReceiver notifies us. Ignore for now.
        }

        @Override
        public void onFailure(int reason) {
            Toast.makeText(WiFiDirectActivity.this, "Connect failed. Retry.",
                    Toast.LENGTH_SHORT).show();
        }
    });
}

אם כל המכשירים בקבוצה תומכים ב-Wi-Fi Direct, לא צריך לבקש במפורש את הסיסמה של הקבוצה כשמתחברים. כדי לאפשר למכשיר שלא תומך ב-Wi-Fi Direct להצטרף לקבוצה, צריך לאחזר את הסיסמה הזו באמצעות קריאה ל-requestGroupInfo(), כמו שמוצג בקטע הקוד הבא:

Kotlin

manager.requestGroupInfo(channel) { group ->
    val groupPassword = group.passphrase
}

Java

manager.requestGroupInfo(channel, new GroupInfoListener() {
  @Override
  public void onGroupInfoAvailable(WifiP2pGroup group) {
      String groupPassword = group.getPassphrase();
  }
});

שימו לב שהשיטה WifiP2pManager.ActionListener שהוטמעה בשיטה connect() מודיעה לכם רק אם ההפעלה הצליחה או נכשלה. כדי להאזין לשינויים במצב החיבור, צריך להטמיע את הממשק WifiP2pManager.ConnectionInfoListener. פונקציית הקריאה החוזרת onConnectionInfoAvailable() מודיעה לכם כשמצב החיבור משתנה. במקרים שבהם כמה מכשירים עומדים להתחבר למכשיר אחד (לדוגמה, משחק עם שלושה שחקנים או יותר, או אפליקציית צ'אט), מכשיר אחד מוגדר כ"בעלים של הקבוצה". אפשר להגדיר מכשיר מסוים כבעלים של הקבוצה ברשת על ידי ביצוע השלבים שבקטע יצירת קבוצה.

Kotlin

private val connectionListener = WifiP2pManager.ConnectionInfoListener { info ->

    // String from WifiP2pInfo struct
    val groupOwnerAddress: String = info.groupOwnerAddress.hostAddress

    // After the group negotiation, we can determine the group owner
    // (server).
    if (info.groupFormed && info.isGroupOwner) {
        // Do whatever tasks are specific to the group owner.
        // One common case is creating a group owner thread and accepting
        // incoming connections.
    } else if (info.groupFormed) {
        // The other device acts as the peer (client). In this case,
        // you'll want to create a peer thread that connects
        // to the group owner.
    }
}

Java

@Override
public void onConnectionInfoAvailable(final WifiP2pInfo info) {

    // String from WifiP2pInfo struct
    String groupOwnerAddress = info.groupOwnerAddress.getHostAddress();

    // After the group negotiation, we can determine the group owner
    // (server).
    if (info.groupFormed && info.isGroupOwner) {
        // Do whatever tasks are specific to the group owner.
        // One common case is creating a group owner thread and accepting
        // incoming connections.
    } else if (info.groupFormed) {
        // The other device acts as the peer (client). In this case,
        // you'll want to create a peer thread that connects
        // to the group owner.
    }
}

עכשיו חוזרים אל onReceive() method של מקלט השידור ומשנים את הקטע שמחכה ל-intent של WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION. כשמתקבלת הכוונה הזו, מתקשרים אל requestConnectionInfo(). זו קריאה אסינכרונית, ולכן התוצאות מתקבלות על ידי מאזין פרטי החיבור שצוין כפרמטר.

Kotlin

when (intent.action) {
    ...
    WifiP2pManager.WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION -> {

        // Connection state changed! We should probably do something about
        // that.

        mManager?.let { manager ->

            val networkInfo: NetworkInfo? = intent
                    .getParcelableExtra(WifiP2pManager.EXTRA_NETWORK_INFO) as NetworkInfo

            if (networkInfo?.isConnected == true) {

                // We are connected with the other device, request connection
                // info to find group owner IP

                manager.requestConnectionInfo(channel, connectionListener)
            }
        }
    }
    ...
}

Java

    ...
    } else if (WifiP2pManager.WIFI_P2P_CONNECTION_CHANGED_ACTION.equals(action)) {

        if (manager == null) {
            return;
        }

        NetworkInfo networkInfo = (NetworkInfo) intent
                .getParcelableExtra(WifiP2pManager.EXTRA_NETWORK_INFO);

        if (networkInfo.isConnected()) {

            // We are connected with the other device, request connection
            // info to find group owner IP

            manager.requestConnectionInfo(channel, connectionListener);
        }
        ...

יצירת קבוצה

אם רוצים שהמכשיר שבו פועלת האפליקציה ישמש כבעלים של קבוצה ברשת שכוללת מכשירים מדור קודם – כלומר מכשירים שלא תומכים ב-Wi-Fi Direct – פועלים לפי אותם השלבים שמפורטים בקטע חיבור למכשיר עמית, רק שבמקום ליצור connect(), יוצרים WifiP2pManager.ActionListener באמצעות createGroup(). הטיפול בקריאה חוזרת בתוך התגית WifiP2pManager.ActionListener זהה, כמו שמוצג בקטע הקוד הבא:

Kotlin

manager.createGroup(channel, object : WifiP2pManager.ActionListener {
    override fun onSuccess() {
        // Device is ready to accept incoming connections from peers.
    }

    override fun onFailure(reason: Int) {
        Toast.makeText(
                this@WiFiDirectActivity,
                "P2P group creation failed. Retry.",
                Toast.LENGTH_SHORT
        ).show()
    }
})

Java

manager.createGroup(channel, new WifiP2pManager.ActionListener() {
    @Override
    public void onSuccess() {
        // Device is ready to accept incoming connections from peers.
    }

    @Override
    public void onFailure(int reason) {
        Toast.makeText(WiFiDirectActivity.this, "P2P group creation failed. Retry.",
                Toast.LENGTH_SHORT).show();
    }
});

הערה: אם כל המכשירים ברשת תומכים ב-Wi-Fi Direct, אפשר להשתמש בשיטה connect() בכל מכשיר, כי השיטה הזו יוצרת את הקבוצה ובוחרת בעלים לקבוצה באופן אוטומטי.

אחרי שיוצרים קבוצה, אפשר להתקשר אל requestGroupInfo() כדי לאחזר פרטים על עמיתים ברשת, כולל שמות המכשירים וסטטוס החיבור.