本章介绍DataConnectionTracker对DataConnection手机上网数据连接的管理机制和流程。
一、Android网络整体结构
流程结构图如下：
Android网络中，在底层实现了两个虚拟串口：
- Command命令通道：建立或断开网络连接
- Data数据通道：基于TCP/IP网络通信协议的数据传输
[可分析下基于TCP/IP网络通信协议的数据传输实现机制]
二、DataConnection
该类管理手机上网连接，一个DataConnection代表手机上网的一个数据连接，Android源代码中最大支持9种数据连接类型，但是数据连接在同一时刻仅有一个是有效的。DataConnection是继承于StateMachine类的抽象类，共有6个XXXState内部类：
- DcDefaultState // 默认状态定义
- DcInactiviteState // 不活动的状态定义
- DcActivitingState // 正在激活的状态定义
- DcActiveState // 活动中的状态定义
- DcDisconnectingState // 正在断开的状态定义
- DcDisconnectionErrorCreatingConnection // 断开失败并且正在创建的状态定义
这些内部类均为State的子类，均都有enger、exit和processMessage三个非常重要的方法，这样在切换的过程或是不同的状态情况下，由这三个方法采用不同逻辑进行处理，减少了对状态的繁琐判断，这正是使用State设计模式[将对象的状态封装成一个对象，在不同的状态下，同样的调用执行不同的操作]的优势所在：
private class XXXState extends State {
@Override
public void enter() { // 在状态转换时，进入此状态的操作
......
}
@Override
public void exit() { // 在状态转换时，退出此状态的操作
......
}
@Override
public boolean processMessage(Message msg) {
switch (msg.what) { // 根据Handler消息类型进入不同的分支进行处理
......
}
......
}
}虽然有6个数据连接状态的内部类，但是只有5个数据连接的状态转换，原因是：在数据连接转换的过程中，DcDefaultState状态对象仅限于其他5个对象之间的转换，详情如下：
这5种状态在调用processMessage方法无法处理对应的Handler消息类型时，全部都会交给其父状态对象DcDefaultState，调用processMessage方法继续处理对应的Handler消息。
关键属性：
private ApnSetting mApnSetting; // APN当前连接的配置信息
private Phone mPhone; // Phone对象
private LinkProperties mLinkProperties = new LinkProperties(); // 网络连接的基本信息
private DcFailCause mLastFailCause; // 记录最后一次数据连接失败原因，在当前类中具有FailCause枚举类型的定义
mXXXState // 覆盖了数据连接的6中状态，不同状态下有不同的处理逻辑，主要体现在processMessage方法中 关键方法：包括更新数据连接配置信息、网络连接控制、状态处理方法
三、StateMachine状态机
6个内部类：
1.LogRec // 已处理的消息实体类
3.SmHandler // 消息处理核心类，负责Handle消息的发送和接收用来管理和更新State对象，handleMessage方法中的处理逻辑如下：
@Override
public final void handleMessage(Message msg) {
......
msgProcessedState = processMsg(msg);
performTransitions(msgProcessedState, msg);
......
} 将msg交给processMsg处理，重点关注下，用来处理所有State对象接收到的Handler消息，处理逻辑如下：
private final State processMsg(Message msg) {
StateInfo curStateInfo = mStateStack[mStateStackTopIndex]; // 这里非常关键，获取当前状态对象
/** 调用状态对象的processMessage方法处理Handler消息，此处作为实现State设计模式的关键所在，所有的State对象都采用processMessage方法入口进行调用*/
while (!curStateInfo.state.processMessage(msg)) {
curStateInfo = curStateInfo.parentStateInfo; // 更新职责到父状态对象，进入下一次循环
// 已更新循环到根状态对象，进行的异常处理
if (curStateInfo == null) {
mSm.unhandledMessage(msg);
break;
}
}
return (curStateInfo != null) ? curStateInfo.state : null;
}StateMessage管理所有的State状态对象之间有树状关系和逻辑，一个State对象自己不会处理的消息会交给其父节点处理，如果父节点不能处理，又交给它的父节点处理，直到根节点；这里设计另外一个面向对象的设计模式，
职责链模式。
4.HaltingState // 关闭的状态机
5.QuittingState // 正在退出的状态类
6.StateInfo // 状态实体类型
运行机制：StateMechine运行过程主要包括3个过程，这3个过程方法都是StateMachine对象对外提供的接口方法，经过转换内部方法的调用，最终交给SmHandler对象的方法来处理：
- addState：增加管理的状态对象，这些状态对象之间存在着树状关系。
- setInitialState：设置状态的初始化对象。
- start：开始运行状态机。
DataConnection使用State模式的运行机制，从构造方法开始解析，详情如下：
private DataConnection(Phone phone, String name, int id,
DcTracker dct, DcTesterFailBringUpAll failBringUpAll,
DcController dcc) {
super(name, dcc.getHandler()); // 设置名称
...... // 初始化基本信息
/** 增加DataConnection中的6个State状态对象，它们之间有一个简单的树状关系，其实在代码的排列上可以明显看出，mDefaultState作为根节点，而其他5个对象均作为它的子节点*/
addState(mDefaultState);
addState(mInactiveState, mDefaultState);
addState(mActivatingState, mDefaultState);
addState(mActiveState, mDefaultState);
addState(mDisconnectingState, mDefaultState);
addState(mDisconnectingErrorCreatingConnection, mDefaultState);
setInitialState(mInactiveState);
mApnContexts = new HashMap<ApnContext, ConnectionParams>();
}四、APN
APN是手机上网必须配置的一个参数，用来决定手机通过哪种接入方式来访问网络，启动Android系统后，所有的APN配置信息都会保存在telephony.db的carriers表中。关键字段表如下：
Android支持的APN类型：
default：默认数据连接，即浏览器、Email等手机普通上网数据连接
mms：发送和接收彩信使用的数据连接
supl：支持AGPS的数据连接
。。。
每种type的优先级不同，比如，在发送和接收彩信时，不能上网。
新增APN配置： 手机中的APN配置信息非常关键和重要，一旦有误，将不能上网，可修改development/data/etc/apns-conf.xml配置文件来
五、开机自动建立default默认数据连接
查看手机上网的基本参数配置信息：
// 查看网络基本信息，如虚拟网卡名称、状态、IP地址、Mac地址
adb shell netcfg
// 查看IP路由表
adb shell ip route
Android手机在完成手机启动过程中，会创建默认的数据连接主要分三步完成DataConnection数据连接的创建和设置：
1.初始化ApnContext。
DCtracker构造方法中调用initApnContexts方法处理逻辑如下：
private void initApnContexts() {
log("initApnContexts: E");
// 获取网络配置信息
String[] networkConfigStrings = mPhone.getContext().getResources().getStringArray(
com.android.internal.R.array.networkAttributes);
...... // ApnContext 创建过程
} networkConfigStrings代码如下：
<string-array translatable="false" name="networkAttributes">
<item>"wifi,1,1,2,-1,true"</item>
<item>"tedongle,49,49,1,-1,true"</item>
<item>"mobile,0,0,0,-1,true"</item>
<item>"mobile_mms,2,0,2,300000,true"</item>
<item>"mobile_supl,3,0,2,300000,true"</item>
<item>"mobile_dun,4,0,3,300000,true"</item>
<item>"mobile_hipri,5,0,3,300000,true"</item>
<item>"bluetooth,7,7,0,-1,true"</item>
<item>"mobile_fota,10,0,2,300000,true"</item>
<item>"mobile_ims,11,0,-1,-1,true"</item>
<item>"mobile_cbs,12,0,2,300000,true" </item>
<item>"mobile_dm,34,0,3,300000,true"</item>
<item>"mobile_wap,35,0,3,300000,true"</item>
<item>"mobile_net,36,0,3,300000,true"</item>
<item>"mobile_cmmail,37,0,3,300000,true"</item>
<item>"mobile_rcse,38,0,3,300000,true"</item>
<item>"mobile_ia,14,0,2,-1,true"</item>
<item>"mobile_emergency,15,0,2,-1,true"</item>
<item>"mobile_xcap,40,0,3,300000,true"</item>
<item>"mobile_rcs,41,0,3,300000,true"</item>
<item>"mobile_bip,42,0,3,300000,true"</item>
</string-array>重点关注mobile默认的手机上网和mobile_mms彩信上网这两种网络类型，根据获取的网络配置信息数组创建对应的ApnContext上下文对象列表：
for (String networkConfigString : networkConfigStrings) {
// 每个网络配置信息字符串创建对应的网络配置对象networkConfig
NetworkConfig networkConfig = new NetworkConfig(networkConfigString);
ApnContext apnContext = null;
switch (networkConfig.type) {
case ConnectivityManager.TYPE_MOBILE: // default 数据连接的网络配置
apnContext = addApnContext(PhoneConstants.APN_TYPE_DEFAULT, networkConfig); // 创建ApnContext
break;
case ConnectivityManager.TYPE_MOBILE_MMS: // MMS 彩信数据连接
apnContext = addApnContext(PhoneConstants.APN_TYPE_MMS, networkConfig);
break;
default:
log("initApnContexts: skipping unknown type=" + networkConfig.type);
continue;
}有一个onSetDependencyMet ()方法，设置ApnContext对象的依赖关系，如下：
private void onSetDependencyMet(String apnType, boolean met) {
// hipri为最高优先级的数据连接，不做处理，直接返回
if (PhoneConstants.APN_TYPE_HIPRI.equals(apnType)) return;
// 通过Map获取对应的ApnContext对象
ApnContext apnContext = mApnContexts.get(apnType);
if (apnContext == null) {
loge("onSetDependencyMet: ApnContext not found in onSetDependencyMet(" +
apnType + ", " + met + ")");
return;
}
// 它会更新ApnContext的基本信息
applyNewState(apnContext, apnContext.isEnabled(), met);
......
} 继续applyNewState方法：
private void applyNewState(ApnContext apnContext, boolean enabled, boolean met) {
boolean cleanup = false;
boolean trySetup = false;
...... // 省略cleanup、trySetup标志的判断逻辑
// 继续设置apnContext的基本信息
apnContext.setEnabled(enabled);
apnContext.setDependencyMet(met);
if (cleanup) cleanUpConnection(true, apnContext); // 清除数据连接 true，apnContext转被完毕且enabled为false的情况下，即取消断开数据连接的情况下
if (trySetup) { // 设置数据连接 true，apnContext未准备完毕且enabled为true的情况下，即增加或设置新的数据连接的情况下
apnContext.resetErrorCodeRetries();
trySetupData(apnContext);
}
// 需要说明下，此时Radio还未准备号，所以不会对DataConnection做实际处理
}2.SIM卡加载完成后，设置创建DataConnection数据连接。
前面主要是mApnContexts的初始化机制，SIM卡中的联系人加载完成后会发出EVENT_RECORDS_LOADED的Handler消息通知，DcTracker接收到此消息后，调用onRecordsLoadedOrSubIdChanged方法、此方法调用三个方法完成default默认数据连接的创建和激活：
3.激活创建的DataConnection数据连接。
六、DataConnectionTracker运行机制
七、获取Android手机上网数据包
八、MMS彩信数据连接的实现
九、实战——手机上网数据总开关的实现
