android 网络联通后执行 android网络通信机制

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mob64ca1416b5a8 2023-12-11 22:58:30

文章标签 android 网络联通后执行数据连接 java 配置信息 文章分类 Android 移动开发

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 网络联通后执行 android网络通信机制_android 网络联通后执行

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

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：

1. private class XXXState extends State {  
2. @Override  
3. public void enter() { // 在状态转换时，进入此状态的操作  
4.         ......  
5.     }  
6.   
7. @Override  
8. public void exit() { // 在状态转换时，退出此状态的操作  
9.         ......  
10.     }  
11.   
12. @Override  
13. public boolean processMessage(Message msg) {  
14. switch (msg.what) { // 根据Handler消息类型进入不同的分支进行处理  
15.             ......  
16.         }  
17.         ......  
18.     }  
19. }

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：

android 网络联通后执行 android网络通信机制_数据连接_02

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：

1. private ApnSetting mApnSetting; // APN当前连接的配置信息  
2. private Phone mPhone; // Phone对象  
3. private LinkProperties mLinkProperties = new LinkProperties(); // 网络连接的基本信息  
4. 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  
5. 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：

1. @Override  
2. public final void handleMessage(Message msg) {  
3.     ......  
4.     msgProcessedState = processMsg(msg);  
5.     performTransitions(msgProcessedState, msg);  
6.     ......  
7. }

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：

1. private final State processMsg(Message msg) {  
2. // 这里非常关键，获取当前状态对象  
3.   
4. /** 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*/  
5. while (!curStateInfo.state.processMessage(msg)) {  
6. // 更新职责到父状态对象，进入下一次循环  
7. // 已更新循环到根状态对象，进行的异常处理  
8. if (curStateInfo == null) {  
9.             mSm.unhandledMessage(msg);  
10. break;  
11.         }  
12.     }  
13.   
14. return (curStateInfo != null) ? curStateInfo.state : null;  
15. }

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：

1.  private DataConnection(Phone phone, String name, int id,  
2.             DcTracker dct, DcTesterFailBringUpAll failBringUpAll,  
3.             DcController dcc) {  
4. super(name, dcc.getHandler()); // 设置名称  
5. // 初始化基本信息  
6. /** 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*/  
7.     addState(mDefaultState);  
8.     addState(mInactiveState, mDefaultState);  
9.     addState(mActivatingState, mDefaultState);  
10.     addState(mActiveState, mDefaultState);  
11.     addState(mDisconnectingState, mDefaultState);  
12.     addState(mDisconnectingErrorCreatingConnection, mDefaultState);  
13.     setInitialState(mInactiveState);  
14.   
15. new HashMap<ApnContext, ConnectionParams>();  
16. }

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 网络联通后执行 android网络通信机制_android 网络联通后执行_03

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：

1. private void initApnContexts() {  
2. "initApnContexts: E");  
3. // 获取网络配置信息  
4.     String[] networkConfigStrings = mPhone.getContext().getResources().getStringArray(  
5.             com.android.internal.R.array.networkAttributes);  
6. // ApnContext 创建过程  
7. }

networkConfigStrings代码如下：

1. <string-array translatable="false" name="networkAttributes">  
2. "wifi,1,1,2,-1,true"</item>  
3. "tedongle,49,49,1,-1,true"</item>  
4. "<span style="color:#FF0000;">mobile</span>,0,0,0,-1,true"</item>  
5. "<span style="color:#FF0000;">mobile_mms</span>,2,0,2,300000,true"</item>  
6. "mobile_supl,3,0,2,300000,true"</item>  
7. "mobile_dun,4,0,3,300000,true"</item>  
8. "mobile_hipri,5,0,3,300000,true"</item>  
9. "bluetooth,7,7,0,-1,true"</item>  
10. "mobile_fota,10,0,2,300000,true"</item>  
11. "mobile_ims,11,0,-1,-1,true"</item>  
12. "mobile_cbs,12,0,2,300000,true"    </item>  
13. "mobile_dm,34,0,3,300000,true"</item>  
14. "mobile_wap,35,0,3,300000,true"</item>  
15. "mobile_net,36,0,3,300000,true"</item>  
16. "mobile_cmmail,37,0,3,300000,true"</item>  
17. "mobile_rcse,38,0,3,300000,true"</item>  
18. "mobile_ia,14,0,2,-1,true"</item>  
19. "mobile_emergency,15,0,2,-1,true"</item>  
20. "mobile_xcap,40,0,3,300000,true"</item>  
21. "mobile_rcs,41,0,3,300000,true"</item>  
22. "mobile_bip,42,0,3,300000,true"</item>  
23. </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：

1. for (String networkConfigString : networkConfigStrings) {  
2. // 每个网络配置信息字符串创建对应的网络配置对象networkConfig  
3. new NetworkConfig(networkConfigString);  
4. null;  
5.   
6. switch (networkConfig.type) {  
7. case ConnectivityManager.TYPE_MOBILE: // default 数据连接的网络配置  
8. // 创建ApnContext  
9. break;  
10. case ConnectivityManager.TYPE_MOBILE_MMS: // MMS 彩信数据连接  
11.         apnContext = addApnContext(PhoneConstants.APN_TYPE_MMS, networkConfig);  
12. break;  
13. default:  
14. "initApnContexts: skipping unknown type=" + networkConfig.type);  
15. continue;  
16.     }

有一个onSetDependencyMet ()方法，设置ApnContext对象的依赖关系，如下：

1. private void onSetDependencyMet(String apnType, boolean met) {  
2. // hipri为最高优先级的数据连接，不做处理，直接返回  
3. if (PhoneConstants.APN_TYPE_HIPRI.equals(apnType)) return;  
4.   
5. // 通过Map获取对应的ApnContext对象  
6.     ApnContext apnContext = mApnContexts.get(apnType);  
7. if (apnContext == null) {  
8. "onSetDependencyMet: ApnContext not found in onSetDependencyMet(" +  
9. ", " + met + ")");  
10. return;  
11.     }  
12. // 它会更新ApnContext的基本信息  
13.     applyNewState(apnContext, apnContext.isEnabled(), met);  
14.     ......  
15. }

继续applyNewState方法：

1. private void applyNewState(ApnContext apnContext, boolean enabled, boolean met) {  
2. boolean cleanup = false;  
3. boolean trySetup = false;  
4. // 省略cleanup、trySetup标志的判断逻辑  
5. // 继续设置apnContext的基本信息  
6.     apnContext.setEnabled(enabled);  
7.     apnContext.setDependencyMet(met);  
8. 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  
9. 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  
10.         apnContext.resetErrorCodeRetries();  
11.         trySetupData(apnContext);  
12.     }  
13. // 需要说明下，此时Radio还未准备号，所以不会对DataConnection做实际处理  
14. }

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

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