Android4.0中蓝牙适配器state machine(状态机)的分析
今天晓东和大家来一起看一下Android4.0中蓝牙适配器(Bluetooth Adapter)的状态机变化的过程。首先,我们需要了解一下,蓝牙适配器究竟有哪些状态,从代码可以清晰地看到(frameworks/base/core/java/android/server/bluetoothadapterstatemachine.java):
- BluetoothAdapterStateMachine(Contextcontext,BluetoothServicebluetoothService,
- BluetoothAdapterbluetoothAdapter){
- ……
- //bluetoothadapter的六个状态
- mBluetoothOn=newBluetoothOn();
- mSwitching=newSwitching();
- mHotOff=newHotOff();
- mWarmUp=newWarmUp();
- mPowerOff=newPowerOff();
- mPerProcessState=newPerProcessState();
- ……
- }
bluetooth adapter有六个状态,分别为:
1)BluetoothOn:就是打开的状态。
2)Switching:可以认为是正在打开的状态。
3)HotOff:这个状态可以理解为一个预热状态,他是在上电之后进行了一系列硬件初始化成功之后的状态,但是这种状态并不表现到ui上。但是从耗电的状态来看,他和2.3中bluetooth on是一样的。
4)WarmUp:可以理解为正在预热的状态,就是处于从断电到HotOff的状态。
5)PowerOff:就是掉电的状态,也就是正在的关闭状态,这个时候bluetooth是没有耗电(准确说是耗电很少)。
6)PerProcessState:他也是位于HotOff到BluetoothOn之间的一个状态,和Switching的差别在于Swtiching是我们通过ui上去打开的“正在打开”的状态,而perprocess则是应用于一些临时使用蓝牙的application,这些application并不需要完整的蓝牙功能(比如说在蓝牙打开后的自动连接等),也不需要ui上去显示蓝牙的打开。所以,有这样一个过渡的状态,在change到BluetoothOn的时候并不会发出类似state_on的broadcaset。当然,这个状态的使用场合并不是很多,大家了解一下就可以了。
各个状态之间的变化如下图所示。
从图中可以看出,这六个状态中有3个状态是bluetooth有可能长期处于的状态,也就是非中间状态,他们是BluetoothOn,HotOff以及PowerOff。还有3个状态是中间状态,分别是Switching,WarmUp以及PerProcessState。
从代码来看,在最开始会处于PowerOff的状态,如下:
- BluetoothAdapterStateMachine(Contextcontext,BluetoothServicebluetoothService,
- BluetoothAdapterbluetoothAdapter){
- ……
- setInitialState(mPowerOff);//初始化为PowerOff的状态
- mPublicState=BluetoothAdapter.STATE_OFF;
- }
因此,我们首先从PowerOff状态出发来分析:
- privateclassPowerOffextendsState{
- @Override
- publicvoidenter(){
- if(DBG)log("EnterPowerOff:"+getCurrentMessage().what);
- }
- @Override
- publicbooleanprocessMessage(Messagemessage){
- log("PowerOffprocessmessage:"+message.what);
- booleanretValue=HANDLED;
- switch(message.what){
- //收到USER_TURN_ON的消息,一般而言,这个是用户在ui上点打开蓝牙会出现在这里。在bluetoothquickswitch关闭的情况下,这个消息是蓝牙真正打开的第一步。当然,若是bluetoothquickswitch打开了,是不会在这个状态收到这个消息的(除非出现了问题)
- caseUSER_TURN_ON:
- //startsturningonBTmodule,broadcastthisout
- //广播STATE_TURNING_ON的消息,可以做ui上显示等的处理
- broadcastState(BluetoothAdapter.STATE_TURNING_ON);
- //change到WarmUp的状态
- transitionTo(mWarmUp);
- //对蓝牙的初始化,我们暂时不管,后面我们有专门的文章来解释
- if(prepareBluetooth()){
- //thisisuserrequest,savethesetting
- if((Boolean)message.obj){
- persistSwitchSetting(true);
- }
- //WewillcontinueturntheBTonallthewaytotheBluetoothOnstate
- //若是成功,我们会发TURN_ON_CONTINUE的msg,
- //需要注意的是这个msg,是在warmup状态中进行处理的哦
- deferMessage(obtainMessage(TURN_ON_CONTINUE));
- }else{
- //当然,若是失败,我们需要回到poweroff的状态
- Log.e(TAG,"failedtopreparebluetooth,abortturningon");
- transitionTo(mPowerOff);
- broadcastState(BluetoothAdapter.STATE_OFF);
- }
- break;
- //这个case,TURN_HOT就是在bluetoothquickswitch打开的情况下,我们接收到这个msg,使得在开机之后,即使蓝牙没有打开,我们也会去做蓝牙controller初始化相关的操作,在上一篇文章中的《Android启动之bluetooth》中我们在initAfterRegistration中就有这个msg的发出,同样是根据quickswitch来判断的。
- caseTURN_HOT:
- //这里我们会发现,我们还是去初始化蓝牙相关的操作,不同的是,我们没有任何的广播消息发出,所以别的recever包括ui都是不知道我们偷偷做这个操作的。
- if(prepareBluetooth()){
- transitionTo(mWarmUp);//在初始化成功后,我们仍然会change到WarmUp
- }
- break;
- //对于飞行模式,我们并不陌生,它主要控制电话,wifi,和蓝牙,所以,毫无疑问,我们需要对飞行模式做一些处理。其实用脚趾头想我们都知道做了些什么,若是打开飞行模式之前蓝牙是打开的,那么关闭飞行模式,我们仍然需要打开它。若是打开飞行模式之前蓝牙是关闭的,那么关闭飞行模式的时候,我们根据quickswitch的值来判断是否重新打开
- caseAIRPLANE_MODE_OFF:
- if(getBluetoothPersistedSetting()){
- //之前是打开的,和USER_TURN_ON的处理是相同的
- //startsturningonBTmodule,broadcastthisout
- broadcastState(BluetoothAdapter.STATE_TURNING_ON);
- transitionTo(mWarmUp);
- if(prepareBluetooth()){
- //WewillcontinueturntheBTonallthewaytotheBluetoothOnstate
- deferMessage(obtainMessage(TURN_ON_CONTINUE));
- transitionTo(mWarmUp);
- }else{
- Log.e(TAG,"failedtopreparebluetooth,abortturningon");
- transitionTo(mPowerOff);
- broadcastState(BluetoothAdapter.STATE_OFF);
- }
- //之前是关闭的,需要根据quickswitch的值来进行判断,看是否发送TURN_HOT的msg
- }elseif(mContext.getResources().getBoolean
- (com.android.internal.R.bool.config_bluetooth_adapter_quick_switch)){
- sendMessage(TURN_HOT);
- }
- break;
- //这个是上文所说的一些应用直接调用changeApplicationBluetoothStateapi之后会发出的msg,只会做蓝牙的打开操作,同样不会有任何的ui上的显示。
- casePER_PROCESS_TURN_ON:
- if(prepareBluetooth()){
- transitionTo(mWarmUp);
- }
- deferMessage(obtainMessage(PER_PROCESS_TURN_ON));
- break;
- //其它的msg都是无关紧要的,不加以分析了
- ……
- returnretValue;
- }
到这里,我们可以看到Poweroff状态下的msg分析就已经都完成了,比较关键的几个msg是USER_TURN_ON—UI上打开蓝牙的msg;TURN_HOT—quick switch打开的时候,默认打开蓝牙的msg;AIRPLANE_MODE_OFF—飞行模式关闭的msg。ok,下面我们去看一下warmup这个状态的处理。
- privateclassWarmUpextendsState{
- @Override
- publicvoidenter(){
- if(DBG)log("EnterWarmUp:"+getCurrentMessage().what);
- }
- @Override
- publicbooleanprocessMessage(Messagemessage){
- log("WarmUpprocessmessage:"+message.what);
- booleanretValue=HANDLED;
- switch(message.what){
- //sdpok,则把刚刚preparebluetooth中启动的一个定时器(10s)remove掉,同时change到hotoff的状态
- caseSERVICE_RECORD_LOADED:
- removeMessages(PREPARE_BLUETOOTH_TIMEOUT);
- transitionTo(mHotOff);
- break;
- casePREPARE_BLUETOOTH_TIMEOUT:
- Log.e(TAG,"BluetoothadapterSDPfailedtoload");
- //若是tiemout的话,我们就只能change到poweroff状态了。
- shutoffBluetooth();
- transitionTo(mPowerOff);
- broadcastState(BluetoothAdapter.STATE_OFF);
- break;
- caseUSER_TURN_ON://handlethisatHotOffstate
- caseTURN_ON_CONTINUE://OnceinHotOffstate,continueturnbluetooth
- //ontotheBluetoothOnstate
- caseAIRPLANE_MODE_ON:
- caseAIRPLANE_MODE_OFF:
- casePER_PROCESS_TURN_ON:
- casePER_PROCESS_TURN_OFF:
- //收到以上这些消息都是直接defer就可以了,到下一个状态中去处理,再刚刚poweroff状态收到user_turn_on的时候,是发了TURN_ON_CONTINUE这个msg的,这个msg会在hotoff状态中继续起作用哦
- deferMessage(message);
- break;
- caseUSER_TURN_OFF:
- Log.w(TAG,"WarmUpreceived:"+message.what);
- break;
- default:
- returnNOT_HANDLED;
- }
- returnretValue;
- }
- }
总的来看,warmup状态并没有做什么特别的事情,就是检测了sdp是否ok,去除了prepare了timeout,仅此而已。所以,继续看hotoff的状态。
hotoff状态比较神奇,他就是为quick swtich而生的。对蓝牙controller而言,他是一个打开的状态,对上层应用来说,他就是一个关闭的状态。
- privateclassHotOffextendsState{
- @Override
- publicvoidenter(){
- if(DBG)log("EnterHotOff:"+getCurrentMessage().what);
- }
- @Override
- publicbooleanprocessMessage(Messagemessage){
- log("HotOffprocessmessage:"+message.what);
- booleanretValue=HANDLED;
- switch(message.what){
- //这里其实就是ui上打开蓝牙了,需要注意的是,这里是不是没有change到别的状态哦?
- //这是为什么呢?这个case之后没有break啊,没有break,懂了吧。。。
- caseUSER_TURN_ON:
- broadcastState(BluetoothAdapter.STATE_TURNING_ON);
- if((Boolean)message.obj){
- persistSwitchSetting(true);
- }
- //这是什么,这是上面传下来的哦,所以ui在hotoff的状态下发这个msg,这里会继续处理的哦
- caseTURN_ON_CONTINUE:
- //这里就是蓝牙从hotoff到turnon之间要做的一个事情就是设置为connectable
- mBluetoothService.switchConnectable(true);
- //到switching的状态。
- transitionTo(mSwitching);
- break;
- //这里有两个msg,一个是飞行模式开,一个turncold,都会真正地去关闭蓝牙。
- //所以无论quickswitch是开还是关,之后飞行模式开了,都是会真正去关闭蓝牙的。
- caseAIRPLANE_MODE_ON:
- caseTURN_COLD:
- shutoffBluetooth();
- transitionTo(mPowerOff);
- broadcastState(BluetoothAdapter.STATE_OFF);
- break;
- //同样的飞行模式的打开的处理
- caseAIRPLANE_MODE_OFF:
- if(getBluetoothPersistedSetting()){
- broadcastState(BluetoothAdapter.STATE_TURNING_ON);
- transitionTo(mSwitching);
- mBluetoothService.switchConnectable(true);
- }
- break;
- break;
- //这里,不会走到swtiching的状态,会到mPerProcessState的状态,上面有详细的介绍
- casePER_PROCESS_TURN_ON:
- transitionTo(mPerProcessState);
- //ResendthePER_PROCESS_TURN_ONmessagesothatthecallback
- //canbesentthrough.
- deferMessage(message);
- mBluetoothService.switchConnectable(true);
- break;
- casePER_PROCESS_TURN_OFF:
- perProcessCallback(false,(IBluetoothStateChangeCallback)message.obj);
- break;
- caseUSER_TURN_OFF://ignore
- break;
- casePOWER_STATE_CHANGED:
- if((Boolean)message.obj){
- recoverStateMachine(TURN_HOT,null);
- }
- break;
- default:
- returnNOT_HANDLED;
- }
- returnretValue;
- }
- }
从代码来看,hotoff的状态就是对上层ui上的一些操作进行了响应,以及兼容了no quick swtich下面的ui打开操作。它会change到swtiching的状态或者mPerProcessState的状态。我们来看看吧
- privateclassSwitchingextendsState{
- @Override
- publicvoidenter(){
- if(DBG)log("EnterSwitching:"+getCurrentMessage().what);
- }
- @Override
- publicbooleanprocessMessage(Messagemessage){
- log("Switchingprocessmessage:"+message.what);
- booleanretValue=HANDLED;
- switch(message.what){
- //从注释可以清晰地看到,这个msg是我们上面调用BluetoothService.switchConnectable(true);这个函数的正确回应
- caseSCAN_MODE_CHANGED:
- //ThiseventmatchesmBluetoothService.switchConnectableaction
- if(mPublicState==BluetoothAdapter.STATE_TURNING_ON){
- //setpairableifit'snot
- //设为可配对
- mBluetoothService.setPairable();
- //初始化bluetooth
- mBluetoothService.initBluetoothAfterTurningOn();
- //正式change到bluetoothon的状态
- transitionTo(mBluetoothOn);
- broadcastState(BluetoothAdapter.STATE_ON);
- //runbluetoothnowthatit'sturnedon
- //NoterunBluetoothshouldbecalledonlyinadapterSTATE_ON
- //这个函数做的事情其实就是打开后的自动连接了。
- mBluetoothService.runBluetooth();
- }
- break;
- casePOWER_STATE_CHANGED:
- removeMessages(POWER_DOWN_TIMEOUT);
- //power可以理解为电压的关闭
- if(!((Boolean)message.obj)){
- if(mPublicState==BluetoothAdapter.STATE_TURNING_OFF){
- //就是关闭了,change到hotoff状态
- transitionTo(mHotOff);
- finishSwitchingOff();
- //若是quickswitch没有设置,则会change到poweroff的状态
- if(!mContext.getResources().getBoolean
- (com.android.internal.R.bool.config_bluetooth_adapter_quick_switch)){
- deferMessage(obtainMessage(TURN_COLD));
- }
- }
- }else{
- //在turningon就没有什么好做的,否则,就是看到poweroff还是hotoff了
- if(mPublicState!=BluetoothAdapter.STATE_TURNING_ON){
- if(mContext.getResources().getBoolean
- (com.android.internal.R.bool.config_bluetooth_adapter_quick_switch)){
- recoverStateMachine(TURN_HOT,null);
- }else{
- recoverStateMachine(TURN_COLD,null);
- }
- }
- }
- break;
- //所有的remotedevice都断开连接了,则我们会在5s后发送一个POWER_DOWN_TIMEOUT的msg,这个msg和下面几个msg都是从on->switching的过程中要处理的,可以见下面bluetooth_on的msg处理分析
- caseALL_DEVICES_DISCONNECTED:
- removeMessages(DEVICES_DISCONNECT_TIMEOUT);
- mBluetoothService.switchConnectable(false);
- sendMessageDelayed(POWER_DOWN_TIMEOUT,POWER_DOWN_TIMEOUT_TIME);
- break;
- //设备断开超时了,直接复位一下
- caseDEVICES_DISCONNECT_TIMEOUT:
- sendMessage(ALL_DEVICES_DISCONNECTED);
- //resetthehardwareforerrorrecovery
- Log.e(TAG,"Devicesfailedtodisconnect,reseting...");
- deferMessage(obtainMessage(TURN_COLD));
- if(mContext.getResources().getBoolean
- (com.android.internal.R.bool.config_bluetooth_adapter_quick_switch)){
- deferMessage(obtainMessage(TURN_HOT));
- }
- break;
- //powerdowntimeout,也是直接复位
- casePOWER_DOWN_TIMEOUT:
- transitionTo(mHotOff);
- finishSwitchingOff();
- //resetthehardwareforerrorrecovery
- Log.e(TAG,"Devicesfailedtopowerdown,reseting...");
- deferMessage(obtainMessage(TURN_COLD));
- if(mContext.getResources().getBoolean
- (com.android.internal.R.bool.config_bluetooth_adapter_quick_switch)){
- deferMessage(obtainMessage(TURN_HOT));
- }
- break;
- ……
从上面可以看到switching主要是等待BluetoothService.switchConnectable(true)的结果,若是ok,就会到turn on的状态了,进入到打开的模式。至于PerProcessState的状体和swtiching的状态比较类似,只是少了一些通知而已,大家自己去分析哦。下面我们继续看bluetooth on的状态。
- privateclassBluetoothOnextendsState{
- @Override
- publicvoidenter(){
- if(DBG)log("EnterBluetoothOn:"+getCurrentMessage().what);
- }
- @Override
- publicbooleanprocessMessage(Messagemessage){
- log("BluetoothOnprocessmessage:"+message.what);
- booleanretValue=HANDLED;
- switch(message.what){
- //这个是off的操作,就是ui上的关闭了
- caseUSER_TURN_OFF:
- if((Boolean)message.obj){
- persistSwitchSetting(false);
- }
- if(mBluetoothService.isDiscovering()){
- mBluetoothService.cancelDiscovery();
- }
- if(!mBluetoothService.isApplicationStateChangeTrackerEmpty()){
- transitionTo(mPerProcessState);
- deferMessage(obtainMessage(TURN_HOT));
- break;
- }
- //同样要注意,这里没有break哦
- //$FALL-THROUGH$toAIRPLANE_MODE_ON
- //和飞行模式打开的操作
- caseAIRPLANE_MODE_ON:
- broadcastState(BluetoothAdapter.STATE_TURNING_OFF);
- transitionTo(mSwitching);
- if(mBluetoothService.getAdapterConnectionState()!=
- BluetoothAdapter.STATE_DISCONNECTED){
- //需要把所有已经连接的设备都disconnect掉
- mBluetoothService.disconnectDevices();
- sendMessageDelayed(DEVICES_DISCONNECT_TIMEOUT,
- DEVICES_DISCONNECT_TIMEOUT_TIME);
- }else{
- //没有连接设备,直接powerdown
- mBluetoothService.switchConnectable(false);
- sendMessageDelayed(POWER_DOWN_TIMEOUT,POWER_DOWN_TIMEOUT_TIME);
- }
- //weturnallthewaytoPowerOffwithAIRPLANE_MODE_ON
- if(message.what==AIRPLANE_MODE_ON){
- //Weinformalltheperprocesscallbacks
- allProcessesCallback(false);
- deferMessage(obtainMessage(AIRPLANE_MODE_ON));
- }
- break;
- ……
- returnretValue;
- }
- }
所以,看起来bluetooth_on的处理也比较单纯,就是一些关闭的尾巴处理。
至此,bluetoothadapter的state machine就已经全部分析完成了,回顾一下,有六个状态,BluetoothOn,Switching,HotOff,WarmUp,PowerOff,PerProcessState,他们之间可以相互转换,从而达到打开关闭蓝牙的目的。
修改记录1:原本的状态图中,hotoff到poweroff有一个箭头画反了。