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(Context context, BluetoothService bluetoothService,
BluetoothAdapter bluetoothAdapter) {
……
//bluetooth adapter的六个状态
mBluetoothOn = new BluetoothOn();
mSwitching = new Switching();
mHotOff = new HotOff();
mWarmUp = new WarmUp();
mPowerOff = new PowerOff();
mPerProcessState = new PerProcessState();
……
}

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(Context context, BluetoothService bluetoothService,
BluetoothAdapter bluetoothAdapter) {
……
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:

 private class PowerOff extends State {
@Override
public void enter() {
if (DBG) log("Enter PowerOff: " + getCurrentMessage().what);
}
@Override
public boolean processMessage(Message message) {
log("PowerOff process message: " + message.what); boolean retValue = 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bluetooth quick switch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bluetooth quick switch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)
case USER_TURN_ON:
// starts turning on BT module, broadcast this out
//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()) {
// this is user request, save the setting
if ((Boolean) message.obj) {
persistSwitchSetting(true);
}
// We will continue turn the BT on all the way to the BluetoothOn state
//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, "failed to prepare bluetooth, abort turning on");
transitionTo(mPowerOff);
broadcastState(BluetoothAdapter.STATE_OFF);
}
break;
//这个case,TURN_HOT就是在bluetooth quick switch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quick switch来判断的。
case TURN_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quick switch的值来判断是否重新打开
case AIRPLANE_MODE_OFF:
if (getBluetoothPersistedSetting()) {
//之前是打开的,和USER_TURN_ON的处理是相同的
// starts turning on BT module, broadcast this out
broadcastState(BluetoothAdapter.STATE_TURNING_ON);
transitionTo(mWarmUp);
if (prepareBluetooth()) {
// We will continue turn the BT on all the way to the BluetoothOn state
deferMessage(obtainMessage(TURN_ON_CONTINUE));
transitionTo(mWarmUp);
} else {
Log.e(TAG, "failed to prepare bluetooth, abort turning on");
transitionTo(mPowerOff);
broadcastState(BluetoothAdapter.STATE_OFF);
}
//之前是关闭的,需要根据quick switch的值来进行判断,看是否发送TURN_HOT的msg
} else if (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changeApplicationBluetoothState api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。
case PER_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
……
return retValue;
}

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。

  private class WarmUp extends State {

        @Override
public void enter() {
if (DBG) log("Enter WarmUp: " + getCurrentMessage().what);
} @Override
public boolean processMessage(Message message) {
log("WarmUp process message: " + message.what); boolean retValue = HANDLED;
switch(message.what) {
//sdp ok,则把刚刚prepare bluetooth中启动的一个定时器(10s)remove掉,同时change到hotoff的状态
case SERVICE_RECORD_LOADED:
removeMessages(PREPARE_BLUETOOTH_TIMEOUT);
transitionTo(mHotOff);
break;
case PREPARE_BLUETOOTH_TIMEOUT:
Log.e(TAG, "Bluetooth adapter SDP failed to load");
//若是tiemout的话,我们就只能change到poweroff状态了。
shutoffBluetooth();
transitionTo(mPowerOff);
broadcastState(BluetoothAdapter.STATE_OFF);
break;
case USER_TURN_ON: // handle this at HotOff state
case TURN_ON_CONTINUE: // Once in HotOff state, continue turn bluetooth
// on to the BluetoothOn state
case AIRPLANE_MODE_ON:
case AIRPLANE_MODE_OFF:
case PER_PROCESS_TURN_ON:
case PER_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;
case USER_TURN_OFF:
Log.w(TAG, "WarmUp received: " + message.what);
break;
default:
return NOT_HANDLED;
}
return retValue;
} }

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。

 private class HotOff extends State {
@Override
public void enter() {
if (DBG) log("Enter HotOff: " + getCurrentMessage().what);
} @Override
public boolean processMessage(Message message) {
log("HotOff process message: " + message.what); boolean retValue = 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。。。
case USER_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
case TURN_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turn cold,都会真正地去关闭蓝牙。
//所以无论quick switch是开还是关,之后飞行模式开了,都是会真正去关闭蓝牙的。
case AIRPLANE_MODE_ON:
case TURN_COLD:
shutoffBluetooth();
transitionTo(mPowerOff);
broadcastState(BluetoothAdapter.STATE_OFF);
break;
//同样的飞行模式的打开的处理
case AIRPLANE_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
case PER_PROCESS_TURN_ON:
transitionTo(mPerProcessState); // Resend the PER_PROCESS_TURN_ON message so that the callback
// can be sent through.
deferMessage(message); mBluetoothService.switchConnectable(true);
break;
case PER_PROCESS_TURN_OFF:
perProcessCallback(false, (IBluetoothStateChangeCallback)message.obj);
break;
case USER_TURN_OFF: // ignore
break;
case POWER_STATE_CHANGED:
if ((Boolean) message.obj) {
recoverStateMachine(TURN_HOT, null);
}
break;
default:
return NOT_HANDLED;
}
return retValue;
} }

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

    private class Switching extends State {

        @Override
public void enter() {
if (DBG) log("Enter Switching: " + getCurrentMessage().what);
}
@Override
public boolean processMessage(Message message) {
log("Switching process message: " + message.what); boolean retValue = 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
case SCAN_MODE_CHANGED:
// This event matches mBluetoothService.switchConnectable action
if (mPublicState == BluetoothAdapter.STATE_TURNING_ON) {
// set pairable if it's not
//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);
// run bluetooth now that it's turned on
// Note runBluetooth should be called only in adapter STATE_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;
case POWER_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quick switch没有设置,则会change到power off的状态
if (!mContext.getResources().getBoolean
(com.android.internal.R.bool.config_bluetooth_adapter_quick_switch)) {
deferMessage(obtainMessage(TURN_COLD));
}
}
} else {
//在turning on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remote device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
case ALL_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
case DEVICES_DISCONNECT_TIMEOUT:
sendMessage(ALL_DEVICES_DISCONNECTED);
// reset the hardware for error recovery
Log.e(TAG, "Devices failed to disconnect, reseting...");
deferMessage(obtainMessage(TURN_COLD));
if (mContext.getResources().getBoolean
(com.android.internal.R.bool.config_bluetooth_adapter_quick_switch)) {
deferMessage(obtainMessage(TURN_HOT));
}
break;
//power down timeout,也是直接复位
case POWER_DOWN_TIMEOUT:
transitionTo(mHotOff);
finishSwitchingOff();
// reset the hardware for error recovery
Log.e(TAG, "Devices failed to power down, 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。

private class BluetoothOn extends State {

        @Override
public void enter() {
if (DBG) log("Enter BluetoothOn: " + getCurrentMessage().what);
}
@Override
public boolean processMessage(Message message) {
log("BluetoothOn process message: " + message.what); boolean retValue = HANDLED;
switch(message.what) {
//这个是off的操作,就是ui上的关闭了
case USER_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
//$FALL-THROUGH$ to AIRPLANE_MODE_ON
//和飞行模式打开的操作
case AIRPLANE_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power down
mBluetoothService.switchConnectable(false);
sendMessageDelayed(POWER_DOWN_TIMEOUT, POWER_DOWN_TIMEOUT_TIME);
} // we turn all the way to PowerOff with AIRPLANE_MODE_ON
if (message.what == AIRPLANE_MODE_ON) {
// We inform all the per process callbacks
allProcessesCallback(false);
deferMessage(obtainMessage(AIRPLANE_MODE_ON));
}
break;
……
return retValue;
} }

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。

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