Android网络编程实践之旅（一）：网络状态检测

一直以来本人都在做Android Multi-Media Framework下的Lib支持库的开发和修改，终于最近告一段落，但根据项目要求，需要写一个和网络相关的service，用java来实现。其实，在Framework及其之上的应用层用java开发，本人并不陌生，此前也做过一段时间，包括定制View，实现界面特效以及多媒体播放器和音乐编辑器，都做过。唯一遗憾的是，自进入嵌入式领域以来，从来没有做过网络相关的程序设计，此次，欣然答应，就是想借机来填补下个人职业生涯中的一项空白，呵呵，于私于公都是有利的。 开始进入正题。

网络状态检测的目的是检测当前设备是否已经连接到网络，属于何种类型，是否可用等信息，这些是进行正常网络通信的前提。这里需要说明，这里提供的sample程序，如无说明，默认都是在emulator上运行的，OS是2.3版本的。
首先，介绍网络状态检测的两个核心class：
1）、ConnectivityManager（$SOURCE/frameworks/base/core/java/android/net/ConnectivityManager.java）：给出网络连接状态，并在网络连接改变时（如由Wi-Fi连接变为Bluetooth连接）通知应用程序，主要职责有以下几个：
（1）、监视网络连接（Wi-Fi，GPRS，UMTS，BT等等）；
（2）、在网络连接发生变化时，向应用发送broadcast Intent；
（3）、在网络连接失败时，尝试进行“失败转接”到其它可用网络
（4）、提供API，允许应用程序查询可用网络的粗粒度和细粒度状态

2）、NetworkInfo（$SOURCE/frameworks/base/core/java/android/net/NetworkInfo.java）：描述给定类型的网路接口的状态，截止到2.3.4（3.0以上的源码尚未开放），网络连接仅支持Mobile和Wi-Fi。顺便说一下，该class是个网络状态信息存储体，实现了Parcelable class中的部分接口，其余的接口都是进行网络状态的设置和查询。值得注意的是：NetworkInfo源码中提到两个概念：coarse-grained state（粗粒度状态）和fine-grained state（细粒度状态），这和1）的第四点职责相对应。通过分析源码，coarse-grained state包括：CONNECTING（正在连接）， CONNECTED（已连接）， SUSPENDED（挂起）， DISCONNECTING（正在断开连接），DISCONNECTED（连接断开），UNKNOWN（未知状态）。对于fine-grained state这里也不做太多说明，根据源码注释来看，应用程序基本上用的都是coarse-grained state，极少使用fine-grained state。当然，分析源码我们可以看出，实际的网络连接是按fine-grained state进行状态迁移的，只是Android已经进行了fine-grained state到coarse-grained state的映射，是通过一个状态映射表来完成的，举例来说：如将fine-grained state的（IDLE＋SCANNING＋CONNECTING＋AUTHENTICATING＋OBTAINING_IPADDR）都映射为coarse-grained state的DISCONNECTED。
其次，我的sample程序：

（1）、main.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
android:orientation="vertical"
android:layout_width="fill_parent"
android:layout_height="fill_parent"
>
<TextView
android:id="@+id/netinfo"
android:layout_width="fill_parent"
android:layout_height="wrap_content"
android:text="network information"
/>
</LinearLayout>

（2）、Activity所在.java文件NetworkExplorer.java

package com.android.sample.NetworkExplorer;

import android.app.Activity;
import android.content.Context;
import android.net.ConnectivityManager;
import android.net.NetworkInfo;
import android.os.Bundle;
import android.widget.TextView;

public class NetworkExplorer extends Activity {
ConnectivityManager cgr;
NetworkInfo netinfo;
TextView netinfo_tv;

/** Called when the activity is first created. */
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.main);

netinfo_tv = (TextView)findViewById(R.id.netinfo);
cgr = (ConnectivityManager)this.getSystemService(Context.CONNECTIVITY_SERVICE);
}

@Override
protected void onStart() {
super.onStart();

netinfo = cgr.getActiveNetworkInfo();
netinfo_tv.setText(netinfo.toString());
}
}

最后，我的捉虫之旅
启动emulator，并执行上面的代码，结果屏幕显示一个大大的Sorry，看着就来气。看看logcat给出下面一大段Error信息：

ERROR/AndroidRuntime(1985): FATAL EXCEPTION: main
ERROR/AndroidRuntime(1985): java.lang.RuntimeException: Unable to start activity ComponentInfo{com.android.sample.
NetworkExplorer/com.android.sample.NetworkExplorer.NetworkExplorer}: java.lang.SecurityException:
ConnectivityService: Neither user 10042 nor current process has
android.permission.ACCESS_NETWORK_STATE.
ERROR/AndroidRuntime(1985):     at android.app.ActivityThread.performLaunchActivity(ActivityThread.java:1622)
ERROR/AndroidRuntime(1985):     at android.app.ActivityThread.handleLaunchActivity(ActivityThread.java:1638)
ERROR/AndroidRuntime(1985):     at android.app.ActivityThread.access$1500(ActivityThread.java:117)
ERROR/AndroidRuntime(1985):     at android.app.ActivityThread$H.handleMessage(ActivityThread.java:928)
ERROR/AndroidRuntime(1985):     at android.os.Handler.dispatchMessage(Handler.java:99)
ERROR/AndroidRuntime(1985):     at android.os.Looper.loop(Looper.java:123)
ERROR/AndroidRuntime(1985):     at android.app.ActivityThread.main(ActivityThread.java:3647)
ERROR/AndroidRuntime(1985):     at java.lang.reflect.Method.invokeNative(Native Method)
ERROR/AndroidRuntime(1985):     at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:507)
ERROR/AndroidRuntime(1985):     at com.android.internal.os.ZygoteInit$MethodAndArgsCaller.run(ZygoteInit.java:839)
ERROR/AndroidRuntime(1985):     at com.android.internal.os.ZygoteInit.main(ZygoteInit.java:597)
ERROR/AndroidRuntime(1985):     at dalvik.system.NativeStart.main(Native Method)
ERROR/AndroidRuntime(1985): Caused by: java.lang.SecurityException: ConnectivityService:
Neither user 10042 nor current process has android.permission.ACCESS_NETWORK_STATE.
ERROR/AndroidRuntime(1985):     at android.os.Parcel.readException(Parcel.java:1322)
ERROR/AndroidRuntime(1985):     at android.os.Parcel.readException(Parcel.java:1276)
ERROR/AndroidRuntime(1985):     at android.net.IConnectivityManager$Stub$Proxy.getActiveNetworkInfo(IConnectivityManager.
java:345)
ERROR/AndroidRuntime(1985):     at android.net.ConnectivityManager.getActiveNetworkInfo(ConnectivityManager.java:242)
ERROR/AndroidRuntime(1985):     at com.android.sample.NetworkExplorer.NetworkExplorer.onStart(NetworkExplorer.java:29)
ERROR/AndroidRuntime(1985):     at android.app.Instrumentation.callActivityOnStart(Instrumentation.java:1129)
ERROR/AndroidRuntime(1985):     at android.app.Activity.performStart(Activity.java:3791)
ERROR/AndroidRuntime(1985):     at android.app.ActivityThread.performLaunchActivity(ActivityThread.java:1595)
ERROR/AndroidRuntime(1985):     ... 11 more

从下而上来分析上面这段错误信息，可以看出NetworkExplorer activity的onStart()函数执行NetworkExplorer.java的29行代码时引发的crash，对比源码看出，29行正好是ConnectivityManager的getActiveNetworkInfo( )，与错误信息的下一步提示完全一致。按照同样的思路往下推，最后到上面发现应用程序缺少网络访问权限：android.permission.ACCESS_NETWORK_STATE。于是在AndroidManifest.xml中为该sample程序添加网络访问权限，如下：

......（略）
<application android:icon="@drawable/icon"
......（略）
</application>

<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_NETWORK_STATE"/>

再次执行程序，成功，输出如下信息：



分析emulator的网络连接如下：
1）、网络连接类型（type）：主类型是mobile，子类型是UTMS（University Mobile Telecommunications System，3G）；
2）、连接状态（state）：CONNECTED/CONNECTED（已连接）；
3）、采用该连接的原因（reason）：simLoaded（已加载sim卡），目前本人尚未留意android上网络连接的选择原则，如：同时有Mobile和Wi-Fi，则选择何种连接方式；
4）、附加信息（extra）：internet（可以使用IP network）；
5）、是否漫游（roaming）：false，不解释
6）、是否失败转接（failover）：false，见前面ConnectivityManager职责说明中的第三点
7）、是否可用（isAvailable）：true，不解释