Android蓝牙开发【六】hfp连接

本文主要内容是蓝牙手机音频的连接、断开流程分析，对应蓝牙HFP profile。

该文章是基于Android源码4.3的

1 hfp简单介绍

HFP (Hands-free Profile)，让蓝牙设备（如蓝牙耳机）可以控制电话，如接听、挂断、拒接、语音拨号等，拒接、语音拨号要看蓝牙耳机及电话是否支持。

HFP定义了音频网关(AG)和免提组件(HF)两个角色：
音频网关(AG) – 该设备为音频（特别是手机）的输入/输出网关。
免提组件(HF) – 该设备作为音频网关的远程音频输入/输出机制，并可提供若干遥控功能。

2 手机音频连接

对于手机音频的使用，首先连接的蓝牙设备需要支持hfp协议，并且需要与该设备进行配对，如何进行蓝牙配对这里就不细说了，可以参照我的其他文章。主要分析下其连接过程。
对于系统自带应用Settings中已配对的蓝牙设备界面(如下图所示)，

其对应文件路径：
packages/apps/Settings/src/com/android/settings/bluetooth/DeviceProfilesSettings.java
点击手机音频进行连接，调用onPreferenceChange。

public boolean onPreferenceChange(Preference preference, Object newValue) {if (preference == mDeviceNamePref) { //重命名mCachedDevice.setName((String) newValue);} else if (preference instanceof CheckBoxPreference) {//check boxLocalBluetoothProfile prof = getProfileOf(preference); ／/获取对应的profileonProfileClicked(prof, (CheckBoxPreference) preference);return false;   // checkbox will update from onDeviceAttributesChanged() callback} else {return false;}return true;
}

接着看onProfileClicked()函数处理

private void onProfileClicked(LocalBluetoothProfile profile, CheckBoxPreference profilePref) {BluetoothDevice device = mCachedDevice.getDevice(); //获取配对的蓝牙设备int status = profile.getConnectionStatus(device);  //获取profile的连接状态boolean isConnected =status == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED;if (isConnected) { //如果是连接状态则断开连接askDisconnect(getActivity(), profile);} else { //没有连接if (profile.isPreferred(device)) { //获取profile是否是首选// profile is preferred but not connected: disable auto-connectprofile.setPreferred(device, false); //设置对应profile的PRIORITY 为off，防止自动连接refreshProfilePreference(profilePref, profile); //刷新check box状态} else {profile.setPreferred(device, true); //设置对应profile的PRIORITY 为onmCachedDevice.connectProfile(profile); //连接指定profile}}
}

接着查看CachedBluetoothDevice中的connectProfile函数连接某一profile。

void connectProfile(LocalBluetoothProfile profile) {mConnectAttempted = SystemClock.elapsedRealtime();// Reset the only-show-one-error-dialog tracking variablemIsConnectingErrorPossible = true;connectInt(profile); //连接profilerefresh();    // 刷新ui
}synchronized void connectInt(LocalBluetoothProfile profile) {//查看是否配对，如果没有配对则进行配对，配对后进行连接，//如果配对则直接连接if (!ensurePaired()) { return;}if (profile.connect(mDevice)) {//连接return;}
}

connectProfile() ——>connectInt()
connectInt()函数中会先判断是否配对，如果没有配对则开始配对，配对成功后连接profile。
如果已经配对则直接连接profile。
对于profile.connect(mDevice)会根据profile调用各自对应的connect方法。（如手机音频则对应HeadsetProfile，媒体音频对应A2dpProfile）。这里查看手机音频的连接HeadsetProfile。

public boolean connect(BluetoothDevice device) {if (mService == null) return false;//获取连接hfp的设备List<BluetoothDevice> sinks = mService.getConnectedDevices();if (sinks != null) {for (BluetoothDevice sink : sinks) {mService.disconnect(sink); //断开连接}} //连接hfp。return mService.connect(device);
}

HeadsetProfile.java中的connect()方法，mService是通过getProfileProxy获取的BluetoothHeadset代理对象，通过其进行hfp相关操作。
mService.connect跳到Bluetooth应用中，
代码路径：packages/apps/Bluetooth/src/com/android/bluetooth/hfp/HeadsetService.java
先调用到内部类BluetoothHeadsetBinder的connect方法。

public boolean connect(BluetoothDevice device) {HeadsetService service = getService();if (service == null) return false;return service.connect(device);
}

该方法中很明显是去调用HeadsetService的connect方法。

public boolean connect(BluetoothDevice device) {enforceCallingOrSelfPermission(BLUETOOTH_ADMIN_PERM,"Need BLUETOOTH ADMIN permission");if (getPriority(device) == BluetoothProfile.PRIORITY_OFF) {return false;  //检查priority}int connectionState = mStateMachine.getConnectionState(device);if (connectionState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED ||connectionState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTING) {return false; //检查连接状态}mStateMachine.sendMessage(HeadsetStateMachine.CONNECT, device);return true;
}

HeadsetService的connect()函数会对priority和连接状态进行必要的检查，不符合条件则返回false。符合条件则向状态机发送消息HeadsetStateMachine.CONNECT。
此时HeadsetStateMachine中状态应该是Disconnected，所以查看Disconnected state中的处理

BluetoothDevice device = (BluetoothDevice) message.obj;
//发送广播，正在连接hfp
broadcastConnectionState(device, BluetoothProfile.STATE_CONNECTING,BluetoothProfile.STATE_DISCONNECTED);
//连接远端设备。
if (!connectHfpNative(getByteAddress(device)) ) {//连接失败，向外发送连接失败广播broadcastConnectionState(device, BluetoothProfile.STATE_DISCONNECTED,BluetoothProfile.STATE_CONNECTING);break;
}
synchronized (HeadsetStateMachine.this) {mTargetDevice = device;transitionTo(mPending); //切换到pending状态
}
sendMessageDelayed(CONNECT_TIMEOUT, 30000);

HeadsetStateMachine调用connectHfpNative()函数来进行手机音频的连接。connectHfpNative是native方法，跳转到com_android_bluetooth_hfp.cpp中，调用对应的方法connectHfpNative

static jboolean connectHfpNative(JNIEnv *env, jobject object, jbyteArray address) {jbyte *addr;bt_status_t status;if (!sBluetoothHfpInterface) return JNI_FALSE;addr = env->GetByteArrayElements(address, NULL);if (!addr) {jniThrowIOException(env, EINVAL);return JNI_FALSE;}if ((status = sBluetoothHfpInterface->connect((bt_bdaddr_t *)addr)) != BT_STATUS_SUCCESS) {ALOGE("Failed HF connection, status: %d", status);}env->ReleaseByteArrayElements(address, addr, 0);return (status == BT_STATUS_SUCCESS) ? JNI_TRUE : JNI_FALSE;
}

其中sBluetoothHfpInterface->connect会跳到蓝牙协议栈进行连接，协议栈就先不进行分析了。

3 连接状态

当协议栈连接状态改变会回调com_android_bluetooth_hfp.cpp中的方法connection_state_callback()。

static void connection_state_callback(bthf_connection_state_t state, bt_bdaddr_t* bd_addr) {jbyteArray addr;CHECK_CALLBACK_ENVaddr = sCallbackEnv->NewByteArray(sizeof(bt_bdaddr_t));if (!addr) {checkAndClearExceptionFromCallback(sCallbackEnv, __FUNCTION__);return;}sCallbackEnv->SetByteArrayRegion(addr, 0, sizeof(bt_bdaddr_t), (jbyte*) bd_addr);sCallbackEnv->CallVoidMethod(mCallbacksObj, method_onConnectionStateChanged,(jint) state, addr);checkAndClearExceptionFromCallback(sCallbackEnv, __FUNCTION__);sCallbackEnv->DeleteLocalRef(addr);
}

在connection_state_callback方法中会从cpp层调用到java层，对应于HeadsetStateMachine中的onConnectionStateChanged函数

private void onConnectionStateChanged(int state, byte[] address) {StackEvent event = new StackEvent(EVENT_TYPE_CONNECTION_STATE_CHANGED);event.valueInt = state;event.device = getDevice(address);sendMessage(STACK_EVENT, event);
}

onConnectionStateChanged函数中发送消息STACK_EVENT（携带状态和蓝牙地址），此时是Pending state，收到该消息调用processConnectionEvent。
正常连接成功应该会先收到HeadsetHalConstants.CONNECTION_STATE_CONNECTING状态，然后收到HeadsetHalConstants.CONNECTION_STATE_CONNECTED状态。

//发送广播，连接成功
broadcastConnectionState(mTargetDevice, BluetoothProfile.STATE_CONNECTED,BluetoothProfile.STATE_CONNECTING);
synchronized (HeadsetStateMachine.this) {mCurrentDevice = mTargetDevice; //mCurrentDevice表示已连接的设备mTargetDevice = null; //mTargetDevice表示要连接的设备transitionTo(mConnected); //切换到Connected状态
}

收到HeadsetHalConstants.CONNECTION_STATE_CONNECTED状态，后向外发送连接成功的广播，状态机切换到Connected状态

private void broadcastConnectionState(BluetoothDevice device, int newState, int prevState) {/* Notifying the connection state change of the profile before sending the intent forconnection state change, as it was causing a race condition, with the UI not beingupdated with the correct connection state. */mService.notifyProfileConnectionStateChanged(device, BluetoothProfile.HEADSET,newState, prevState);Intent intent = new Intent(BluetoothHeadset.ACTION_CONNECTION_STATE_CHANGED);intent.putExtra(BluetoothProfile.EXTRA_PREVIOUS_STATE, prevState);intent.putExtra(BluetoothProfile.EXTRA_STATE, newState);intent.putExtra(BluetoothDevice.EXTRA_DEVICE, device);mService.sendBroadcast(intent, HeadsetService.BLUETOOTH_PERM);
}

在mService.notifyProfileConnectionStateChanged中会将手机音频的proirty设置为auto_connect，并且向外发送BluetoothAdapter.ACTION_CONNECTION_STATE_CHANGED广播。

在其他应用中可以通过广播接收者注册BluetoothHeadset.ACTION_CONNECTION_STATE_CHANGED该广播，用来监听hfp的连接状态。

4 更新ui

当手机音频连接成功后，Settings应用中会更新ui界面。
LocalBluetoothProfileManager中会对所有的profile进行管理，其将hfp的profile添加到BluetoothEventManager中，BluetoothEventManager会注册蓝牙状态改变、各profile状态改变等广播。
当BluetoothEventManager收到BluetoothHeadset.ACTION_CONNECTION_STATE_CHANGED广播后，会根据action获取对应的handler，调用对应handler的onReceive方法。
接收到该广播跳到LocalBluetoothProfileManager内部类StateChangedHandler.onReceive->CachedBluetoothDevice.onProfileStateChanged ->refresh ->dispatchAttributesChanged
接着跳到DeviceProfilesSettings中的onDeviceAttributesChanged ->refresh.这里会对界面进行更新，显示其连接状态信息。

hfp连接过程已经分析完了，而断开连接到过程和连接整体相差不多，就不再细说了。

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