浅谈Android的ConnectivityService网络连接服务

目次

1、概述
2、原理
3、网络工厂
4、网络类型注册
5、网络链接哀求
6、网络评分机制
总结
8、附表
表1：代码路径
表2：网络能力
表3：网络透传能力
9、扩展：怎样举行第二路拨号并访问网络
9.1 拨号
9.2 访问

---

1、概述

ConnectivityService在 Android 系统中是一个核心的服务，它主要负责管理和监控网络连接的状态。这个服务是 Android 框架的一部分，为应用程序和系统服务提供了关于网络连接（如 wifi、mobile network、ethernet、bt-pan）的详细信息。

ConnectivityService作为管理员身份，每种网络都会去向它注册，网络的利用权全靠它来分配。并实现了网络评分机制确保了系统能够最出作优的网络连接，从而为用户提供更好的网络体验。

2、原理

相干类的功能说明如下：

• ConnectivityService是个服务，用来管理网络链接。
  
• ConnectivityManager是ConnectivityService的署理，署理意思是调用者不要关心具体接口的实现，只管调用，以是才设计此模式。以是ConnectivityManager作用是对外提供ConnectivityService的相干接口。
  
• TelephonyNetworkFatory是个移动的网络工厂，父类是NetworkFactory，用于SIM卡业务的数据链接。
  
• WifiNetworkFatory是个Wifi的网络工厂，父类是NetworkFactory，用于WIFI模块的数据链接。
  
• EthernetNetworkFatory是个以太网的网络工厂，父类是NetworkFactory，用于以太网业务的数据链接。
  

ConnectivityService链接服务从箭头来看分为2个流程，分别为注册和网络选择。

• 注册：见红色箭头，在设备开机时，相干的网络工厂会向ConnectivityService举行注册register，ConnectivityManager是个署理，ConnectivityService对外提供的接口都由ConnectivityManager提供，末了在register函数里通过调用registerNetworkProvider，ConnectivityService就拿到了各种类型的网络工厂，比如移动，Wifi，以太网等。
  
• 网络选择：见绿色箭头，假如存在多种网络的情况下，ConnectivityService根据evalRequest逻辑举行评分，分数高的网络工厂会优先利用，这叫做网络评分机制。从流程图可以看出，当应用调用哀求网络requestNetwork时（此函数是发起一个网络链接哀求），最终根据evalRequest函数找到分数最高的网络工厂然后调用它的needNetworkFor来完成网络链接哀求。
  

3、网络工厂

NetworkFactory网络工厂其实是通过工厂模式天生各自特有功能的网络类型。

上图的圆圈是网络工厂的相干类图，TelephonyNetworkFatory、WifiNetworkFatory、EthernetNetworkFatory网络类型继承NetworkFatory，NetworkFatory的重点override接口如下：

• needNetworkFor：哀求网络链接接口
  
• releaseNetworkFor：释放网络链接接口
  
• setScoreFilter(int score): 设置分数，除了初始评分外，各个网络的评分还会根据实时状态举行调解。
  

比方，以太网会根据网卡的up和down状态，把分值设置为70（当网卡up时）或0（当网卡down时）。Wi-Fi的分值还跟信号状态、当前数据速率等一系列因素有关，在WifiStateMachine.java的calculateWifiScore函数中举行盘算，初始盘算的基础分值为56，然后根据wifi网络的状态举行小的加减，末了假如分值大于60，就把分值设置为60。

• register(): 向ConnectivityService注册，这样ConnectivityService就能拿到各类型的网络。用于后面选择评分高的网络举行链接。
  

NetworkProvider直译是网络提供者，和对应的网络工厂绑定，用于告知ConnectivityService，方便异步调用网络提供者。
4、网络类型注册

在开机时，各网络类型通过调用register向ConnectivityService举行注册，函数代码如下：

1. 1.        public void register() {  
2. 2.            if (mProvider != null) {  
3. 3.                throw new IllegalStateException("A NetworkFactory must only be registered once");  
4. 4.            }  
5. 5.            if (DBG) log("Registering NetworkFactory");  
6. 6.          
7. 7.            mProvider = new NetworkProvider(mContext, NetworkFactory.this.getLooper(), LOG_TAG) {  
8. 8.                @Override  
9. 9.                public void onNetworkRequested(@NonNull NetworkRequest request, int score,  
10. 10.                        int servingProviderId) {  
11. 11.                    handleAddRequest(request, score, servingProviderId);  
12. 12.                }  
13. 13.          
14. 14.                @Override  
15. 15.                public void onNetworkRequestWithdrawn(@NonNull NetworkRequest request) {  
16. 16.                    handleRemoveRequest(request);  
17. 17.                }  
18. 18.            };  
19. 19.          
20. 20.            ((ConnectivityManager) mContext.getSystemService(  
21. 21.                Context.CONNECTIVITY_SERVICE)).registerNetworkProvider(mProvider);  
22. 22.        }  

复制代码

从如上代码可以看出，先创建一个NetworkProvider的对象mProvider，此对象之前说过，方便ConnectivityService举行异步调用，也就是NetworkProvider有相干的Messenger实现。
末了调用ConnectivityService的registerNetworkProvider函数完成注册，把NetworkProvider放到mNetworkProviderInfos这个成员数组里。其实ConnectivityService最终拿到的是NetworkFactory的NetworkProvider相干接口。
5、网络链接哀求

应用层怎样发起网络链接哀求，本文以TelephonyNetworkFatory为例说明。
ConnectivityManager对外提供了一个requestNetwork接口，以是应用层调用此接口即可。

1. 1.        NetworkRequest.Builder networkRequestBuilder = new NetworkRequest.Builder();  
2. 2.        networkRequestBuilder.addCapability(NetworkCapabilities.NET_CAPABILITY_SUPL);  
3. 3.        networkRequestBuilder.addTransportType(NetworkCapabilities.TRANSPORT_CELLULAR);  
4. 4.        // During an emergency call, and when we have cached the Active Sub Id, we set the  
5. 5.        // Network Specifier so that the network request goes to the correct Sub Id  
6. 6.        if (mNiHandler.getInEmergency() && mActiveSubId >= 0) {  
7. 7.            if (DEBUG) Log.d(TAG, "Adding Network Specifier: " + Integer.toString(mActiveSubId));  
8. 8.            networkRequestBuilder.setNetworkSpecifier(Integer.toString(mActiveSubId));  
9. 9.        }  
10. 10.        NetworkRequest networkRequest = networkRequestBuilder.build();  
11. 11.        mConnMgr.requestNetwork(
12. 12.                networkRequest,  
13. 13.                mSuplConnectivityCallback,  
14. 14.                mHandler,  
15. 15.                SUPL_NETWORK_REQUEST_TIMEOUT_MILLIS);  

复制代码

requestNetwork函数有2个重要的参数：

• NetworkRequest：网络哀求封装，如通过什么能力及什么方式透传。
  

addCapability：通过此函数设置网络能力，见表2。它用于向网络哀求添加特定的网络能力，具体来说，addCapability用于指定一个网络哀求所需或支持的网络特性，跟APN有关。本示例的网络能力是安全用户平面定位（SUPL），用于GPS辅助定位服务。
addTransportType：函数用于指定网络连接所利用的传输类型，见表3。传输类型决定了网络哀求所利用的底层传输技能，比方Wi-Fi、蜂窝数据等。本示例的传输类型是移动网络。

• NetworkCallback：网络哀求的回调，具体是ConnectivityManager.NetworkCallback，回调的接口有onAvailable，onLost，onUnavailable。
  

关于requestNetwork接下来怎样调用，请参考时序图，这里不再讲解。
6、网络评分机制

  触发网络评分机制有很多多少种方法，如修改分数，下发网络哀求等。这些最终都会触发evalRequest函数的调用，代码如下：

1. 1.        private void evalRequest(NetworkRequestInfo n) {  
2. 2.            if (VDBG) {  
3. 3.                log("evalRequest");  
4. 4.                log(" n.requests = " + n.requested);  
5. 5.                log(" n.score = " + n.score);  
6. 6.                log(" mScore = " + mScore);  
7. 7.                log(" request.providerId = " + n.providerId);  
8. 8.                log(" mProvider.id = " + mProvider.getProviderId());  
9. 9.            }  
10. 10.            if (shouldNeedNetworkFor(n)) {  
11. 11.                if (VDBG) log("  needNetworkFor");  
12. 12.                needNetworkFor(n.request, n.score);  
13. 13.                n.requested = true;  
14. 14.            } else if (shouldReleaseNetworkFor(n)) {  
15. 15.                if (VDBG) log("  releaseNetworkFor");  
16. 16.                releaseNetworkFor(n.request);  
17. 17.                n.requested = false;  
18. 18.            } else {  
19. 19.                if (VDBG) log("  done");  
20. 20.            }  21.        }

复制代码

shouldNeedNetworkFor函数用于确认是否举行网络链接哀求，shouldReleaseNetworkFor函数用于释放网络链接哀求。
shouldNeedNetworkFor的函数代码如下，具体逻辑是：假如NetworkRequestInfo没有被requested过，而且其分值(n.score)小于当前NetworkFactory自己的分值(mScore)，那么就说明，当前NetworkFactory所处的网络优先级高于其他网络的优先级，就会触发当前NetworkFactory所在网络的needNetworkFor()流程，也就是连接创建流程，并将标志NetworkRequestInfo.requested=true。当NetworkRequestInfo被requested过(也就是当前网络被needNetworkFor过)，此时假如再次收到哀求，而且携带的新score大于当前NetworkFactory所处网络的mScore，那么就说明当前NetworkFactory所在网络优先级已经不是最高，需要将其releaseNetworkFor掉，并标志NetworkRequestInfo.requested=false。

1. 1.        private boolean shouldNeedNetworkFor(NetworkRequestInfo n) {  
2. 2.                // If this request is already tracked, it doesn't qualify for need  
3. 3.                return !n.requested  
4. 4.                    // If the score of this request is higher or equal to that of this factory and some  
5. 5.                    // other factory is responsible for it, then this factory should not track the request  
6. 6.                    // because it has no hope of satisfying it.  
7. 7.                    && (n.score < mScore || n.providerId == mProvider.getProviderId())  
8. 8.                    // If this factory can't satisfy the capability needs of this request, then it  
9. 9.                    // should not be tracked.  
10. 10.                    && n.request.canBeSatisfiedBy(mCapabilityFilter)  
11. 11.                    // Finally if the concrete implementation of the factory rejects the request, then  
12. 12.                    // don't track it.  
13. 13.                    && acceptRequest(n.request, n.score);  
14. 14.            }  

复制代码

总结

  本文大概讲了ConnectivityService框架及接口利用说明，涉及的还不是很深。后面有问题再具体总结分析这块的内容。
8、附表

表1：代码路径

路径

frameworks\opt\telephony\src\java\com\android\internal\telephony\dataconnection\TelephonyNetworkFactory.java frameworks\libs\net\common\src_servicescommon\android\net\NetworkFactory.java frameworks\base\core\java\android\net\NetworkCapabilities.java frameworks\base\core\java\android\net\NetworkRequest.java frameworks\base\core\java\android\net\ConnectivityManager.java frameworks\base\core\java\android\net\ Network.java frameworks\base\core\java\android\net\ NetworkProvider.java frameworks\base\services\core\java\com\android\server\ConnectivityService.java frameworks\opt\net\ethernet\java\com\android\server\ethernet\ EthernetNetworkFactory.java

表2：网络能力

NetworkCapabilities	ApnSetting	能力说明
NET_CAPABILITY_MMS	TYPE_MMS	多媒体消息服务（MMS），用于发送和接收彩信。
NET_CAPABILITY_SUPL	TYPE_SUPL	安全用户平面定位（SUPL），用于GPS辅助定位服务。
NET_CAPABILITY_DUN	TYPE_DUN	拨号上网（DUN），允许设备通过移动网络为其他设备提供网络连接。
NET_CAPABILITY_FOTA	TYPE_FOTA	固件空中升级（FOTA），允许设备通过移动网络接收固件更新。
NET_CAPABILITY_IMS	TYPE_IMS	IP多媒体子系统（IMS），用于支持VoIP等多媒体通信服务。
NET_CAPABILITY_CBS	TYPE_CBS	小区广播服务（CBS），用于向手机用户发送小区内的短消息。
NET_CAPABILITY_IA	TYPE_IA	这个名称不太常见，大概表示某种特定类型的网络访问或功能。
NET_CAPABILITY_EIMS	TYPE_EMERGENCY	紧急IMS，大概用于紧急情况下的多媒体通信。
NET_CAPABILITY_INTERNET	TYPE_DEFAULT	表示网络可以访问互联网。
NET_CAPABILITY_WIFI_P2P		Wi-Fi直连（P2P），允许设备之间直接通过Wi-Fi举行通信，无需接入点。
NET_CAPABILITY_RCS		丰富的呼唤服务（RCS），用于增强语音呼唤的功能，如视频通话、即时消息等。
NET_CAPABILITY_XCAP		XML设置访问协议（XCAP），一种用于存储和检索XML文档的协议。
NET_CAPABILITY_NOT_METERED		表示网络流量不计费。
NET_CAPABILITY_NOT_RESTRICTED		表示网络没有访问限制。
NET_CAPABILITY_TRUSTED		表示网络是可信的。

表3：网络透传能力

TransportType	能力名称	能力说明
TRANSPORT_CELLULAR:	蜂窝数据网络	如2G、3G、4G（LTE）、5G等移动网络。
TRANSPORT_WIFI	Wi-Fi网络	通过无线局域网连接到互联网。
TRANSPORT_BLUETOOTH	蓝牙网络	固然蓝牙通常不消于互联网连接，但在某些特定场景下（如蓝牙PAN）大概用作数据传输。
TRANSPORT_ETHERNET	以太网网络	这通常指的是有线网络连接，但在Android设备上较为稀有，因为移动设备主要利用无线连接。
TRANSPORT_VPN	捏造私人网络（VPN）	这是一种通过公共网络（如互联网）创建加密通道的技能，用于在远程服务器上安全地发送和接收数据。

9、扩展：怎样举行第二路拨号并访问网络

9.1 拨号

在利用移动网络举行第二跑拨号时，要注意不能与当前的apn雷同，比如当前是default的apn，那么第二路只能利用其他apn类型拨号了，否则会报如下错误。
ConnectivityService: NetReassign [53 : null → 100]
利用APN为mms的拨号示例代码如下：

1. 1.        import android.net.ConnectivityManager;
2. 2.        import android.net.Network;
3. 3.        import android.net.NetworkCapabilities;
4. 4.        import android.net.NetworkInfo;
5. 5.        import android.net.NetworkRequest;
6. 6.       
7. 7.        private ConnectivityManager.NetworkCallback createConnectivityCallback(){  
8. 8.            return new ConnectivityManager.NetworkCallback() {  
9. 9.                @Override  
10. 10.                public void onAvailable(Network network) {  
11. 11.                    // Specific to a change to a SUPL enabled network becoming ready  
12. 12.                    Log.d(LOG_TAG, "test network connection available.");  
13. 13.                }  
14. 14.          
15. 15.                @Override  
16. 16.                public void onLost(Network network) {  
17. 17.                    Log.d(LOG_TAG, "test network connection lost.");  
18. 18.                }  
19. 19.          
20. 20.                @Override  
21. 21.                public void onUnavailable() {  
22. 22.                    Log.d(LOG_TAG, "test network connection request timed out.");  
23. 23.                    // Could not setup the connection to the network in the specified time duration.  
24. 24.          
25. 25.                }  
26. 26.            };  
27. 27.        }  
28. 28.        //发起移动网络拨号
29. 29.        private void startSecDataCall()  
30. 30.        {  
31. 31.            ConnectivityManager mTConnMgr;  
32. 32.            ConnectivityManager.NetworkCallback mConnectivityCallback = createConnectivityCallback();  
33. 33.            mTConnMgr = (ConnectivityManager) getActivity().getSystemService(Context.CONNECTIVITY_SERVICE);  
34. 34.             
35. 35.            NetworkRequest.Builder networkRequestBuilder = new NetworkRequest.Builder();  
36. 36.            networkRequestBuilder.addCapability(NetworkCapabilities.NET_CAPABILITY_MMS);  
37. 37.            networkRequestBuilder.addTransportType(NetworkCapabilities.TRANSPORT_CELLULAR);  
38. 38.          
39. 39.            NetworkRequest networkRequest = networkRequestBuilder.build();  
40. 40.            mTConnMgr.requestNetwork(  
41. 41.                    networkRequest,  
42. 42.                    mConnectivityCallback,  
43. 43.                    20 * 1000);  
44. 44.        }  

复制代码

拨号成功后，可利用ifconfig指令查询网卡有没有辨认出来。

9.2 访问

利用第二路访问网络代码：

1. 1.        import java.net.URL;  
2. 2.        import java.net.MalformedURLException;  
3. 3.        import java.io.IOException;  
4. 4.        import java.net.URLConnection;  
5. 5.        import java.io.ByteArrayOutputStream;  
6. 6.          
7. 7.        private String getTest(URLConnection urlConnection) throws IOException {  
8. 8.                //URL url = new URL(pacUri.toString());  
9. 9.                //URLConnection urlConnection = url.openConnection(java.net.Proxy.NO_PROXY);  
10. 10.                long MAX_PAC_SIZE = 20 * 1000 * 1000;  
11. 11.                long contentLength = -1;  
12. 12.                try {  
13. 13.                    contentLength = Long.parseLong(urlConnection.getHeaderField("Content-Length"));  
14. 14.                } catch (NumberFormatException e) {  
15. 15.                    // Ignore  
16. 16.                }  
17. 17.                if (contentLength > MAX_PAC_SIZE) {  
18. 18.                    throw new IOException("PAC too big: " + contentLength + " bytes");  
19. 19.                }  
20. 20.                ByteArrayOutputStream bytes = new ByteArrayOutputStream();  
21. 21.                byte[] buffer = new byte[1024];  
22. 22.                int count;  
23. 23.                while ((count = urlConnection.getInputStream().read(buffer)) != -1) {  
24. 24.                    bytes.write(buffer, 0, count);  
25. 25.                    if (bytes.size() > MAX_PAC_SIZE) {  
26. 26.                        throw new IOException("PAC too big");  
27. 27.                    }  
28. 28.                }  
29. 29.                Log.d(LOG_TAG, "bytes.size() = " + bytes.size());  
30. 30.                return bytes.toString();  
31. 31.            }  
32. 32.          
33. 33.        private ConnectivityManager.NetworkCallback createConnectivityCallback(){  
34. 34.                return new ConnectivityManager.NetworkCallback() {  
35. 35.                    @Override  
36. 36.                    public void onAvailable(Network network) {  
37. 37.                        // Specific to a change to a SUPL enabled network becoming ready  
38. 38.                        Log.d(LOG_TAG, "test network connection available");  
39. 39.                        URL mUrl;  
40. 40.          
41. 41.                        try {  
42. 42.                            mUrl = new URL("https://www.baidu.com/");  
43. 43.                            //Log.d(LOG_TAG, "test network mUrl = ", mUrl);  
44. 44.                            getTest(network.openConnection(mUrl));  
45. 45.                        } catch (IOException e) {  
46. 46.                            //throw new MalformedURLException("open()", e, ImsReasonInfo.CODE_LOCAL_IMS_SERVICE_DOWN);  
47. 47.                            Log.d(LOG_TAG, "test network 11");  
48. 48.                        }            
49. 49.                    }  
50. 50.          
51. 51.                    @Override  
52. 52.                    public void onLost(Network network) {  
53. 53.                        Log.d(LOG_TAG, "test network connection lost.");  
54. 54.                    }  
55. 55.          
56. 56.                    @Override  
57. 57.                    public void onUnavailable() {  
58. 58.                        Log.d(LOG_TAG, "test network connection request timed out.");  
59. 59.                        // Could not setup the connection to the network in the specified time duration.  
60. 60.          
61. 61.                    }  
62. 62.                };  
63. 63.            }  

复制代码

可通过检察对应网卡的RX TX属性，确认是否从该网卡收发，见如下图。

免责声明：如果侵犯了您的权益，请联系站长，我们会及时删除侵权内容，谢谢合作！更多信息从访问主页：qidao123.com:ToB企服之家，中国第一个企服评测及商务社交产业平台。