Общение в фоновом режиме

В этом руководстве рассказывается, как поддерживать ключевые сценарии использования для связи с периферийными устройствами, когда ваше приложение работает в фоновом режиме:

• Подобрать устройство
• Подключение к устройству
• Как оставаться на связи с устройством

Для каждого из этих случаев есть несколько вариантов. У каждого из них есть свои преимущества и недостатки, которые могут сделать его более или менее подходящим для ваших конкретных потребностей.

На схеме ниже показано, как выбрать подходящий вариант.

Примечание. Общие рекомендации по фоновой работе в Android также применимы к работе, связанной с Bluetooth.

Устройства

Сначала приложение должно найти устройство, к которому нужно подключиться. Чтобы найти устройство BLE, можно использовать любой из следующих API:

• BluetoothLeScanner, как описано в разделе Поиск устройств BLE. (Пример)
• CompanionDeviceManager, как описано в разделе Подключение дополнительного устройства. (Пример)

Примечание. API CompanionDeviceManager имеет определенные ограничения (например, ограниченную фильтрацию и отсутствие поддержки несвязанных ротируемых MAC-адресов), которые могут не соответствовать вашим потребностям в зависимости от реализации периферийного устройства. Для устройств BLE, использующих ротацию разрешаемых частных адресов (RPA), необходимо выполнить сопряжение с устройством с помощью метода BluetoothDevice.createBond(), чтобы система могла разрешать ротацию адресов для метода CompanionDeviceManager.startObservingDevicePresence().

В фоновом режиме

Ограничений на использование этих API, когда приложение не видно, нет, но для их работы процесс приложения должен быть активен. Если процесс приложения не запущен, вы можете использовать следующие обходные решения:

• Для BluetoothLeScanner: вызовите startScan() с объектом PendingIntent вместо объекта ScanCallback, чтобы получать уведомления, когда сканируется устройство, соответствующее вашему фильтру. (Пример)
• Для CompanionDeviceManager: следуйте инструкциям в разделе Как поддерживать активность сопутствующих приложений, чтобы активировать приложение и поддерживать его активность, пока ранее связанное устройство находится в зоне действия. (Пример)

Примечание. Не рекомендуется настраивать периодическое сканирование для поиска устройств. Этот подход менее эффективен, поскольку процесс приложения запускается периодически, независимо от того, находится ли устройство в зоне действия. Методы, описанные в этом руководстве, гарантируют, что устройство находится в зоне действия, прежде чем активировать процесс приложения.

Выберите устройство

Чтобы подключиться к устройству после того, как вы его нашли, вам нужно получить экземпляр BluetoothDevice для устройства из одного из следующих источников:

• Результат сканирования BluetoothLeScanner, как описано в предыдущем разделе.
• Список связанных устройств, полученный из BluetoothAdapter.getBondedDevices().
• Кеш BluetoothAdapter, используя BluetoothAdapter.getRemoteLeDevice().

Получив экземпляр BluetoothDevice, вы можете запустить запрос на подключение к соответствующему устройству, вызвав один из методов connectGatt(). Логическое значение, которое вы передаете в autoConnect, определяет, какой из двух режимов подключения использует клиент GATT:

• Прямое подключение (autoconnect = false). Попытаться подключиться к периферийному устройству напрямую. Если устройство недоступно, подключение не будет установлено. В случае отключения клиент GATT не пытается автоматически подключиться заново.
• Автоматическое подключение (autoconnect = true). Попытка автоматически подключиться к периферийному устройству, когда оно доступно. Если отключение инициировано периферийным устройством или оно находится вне зоны действия, клиент GATT автоматически пытается повторно подключиться, когда периферийное устройство становится доступным.

Примечание. В Android версий ниже 10 разрешен только один запрос на подключение за раз, а все последующие запросы ставятся в очередь. В Android 10 и более поздних версиях система группирует запросы на подключение для пакетного выполнения.

В фоновом режиме

Ограничений на подключение к устройству, когда приложение работает в фоновом режиме, нет, но если процесс будет завершен, подключение закроется. Кроме того, в Android 10 и более поздних версиях действуют ограничения на запуск действий, а в Android 12 и более поздних версиях – ограничения на запуск активных служб из фонового режима.

Чтобы установить подключение в фоновом режиме, приложения могут использовать следующие решения:

• Для подключения к устройству используйте WorkManager.
  • Вы можете настроить PeriodicWorkRequest или OneTimeWorkRequest для выполнения определенного действия, хотя могут действовать ограничения для приложений.
  • Кроме того, вы можете использовать такие функции WorkManager, как ограничения, приоритетные задачи, правила повторных попыток и т. д.
  • Если подключение должно оставаться активным как можно дольше для выполнения задачи, например синхронизации данных или опроса периферийных устройств, вам необходимо запустить активную службу, следуя инструкциям в разделе Поддержка долго работающих воркеров. Однако начиная с Android 12 действуют ограничения на запуск активных служб.
• Запустите активную службу с типом connectedDevice.
  • Если подключение должно оставаться активным как можно дольше для выполнения задачи, например синхронизации данных или опроса периферийных устройств, вам необходимо запустить активную службу, следуя инструкциям в разделе Поддержка долго работающих воркеров. Однако начиная с Android 12 действуют ограничения на запуск активных служб.
• Вызовите startScan() с объектом PendingIntent, как описано в разделе Поиск устройства, чтобы запустить процесс, когда устройство будет найдено. Периферийное устройство должно быть доступно для обнаружения.
  • Рекомендуем запустить Worker и Job. Система может прервать его, поэтому оно подходит только для коротких разговоров.
  • В версиях ниже Android 12 вы можете запустить активную службу непосредственно из объекта PendingIntent.
• Чтобы запустить службу из фонового режима, используйте разрешение CompanionDeviceService и одно из разрешений REQUEST_COMPANION_RUN_IN_BACKGROUND или REQUEST_COMPANION_START_FOREGROUND_SERVICES_FROM_BACKGROUND.

Как оставаться на связи с устройством

В идеале приложения должны поддерживать подключение к периферийным устройствам только до тех пор, пока это необходимо, и отключаться после выполнения задачи. Однако есть два случая, когда приложению может потребоваться поддерживать соединение неограниченное время:

• При переключении между приложениями.
• Во время прослушивания уведомлений о периферийных устройствах

В обоих случаях доступны следующие варианты:

• Используйте CompanionDeviceService с разрешением REQUEST_COMPANION_RUN_IN_BACKGROUND и методом CompanionDeviceManager.startObservingDevicePresence().
• Запустите активную службу, пока приложение работает в активном режиме (или в одном из исключений), с типом connectedDevice.

При переключении между приложениями

Поиск устройства, подключение к нему и передача данных требуют времени и ресурсов. Чтобы избежать потери соединения и необходимости выполнять весь процесс каждый раз, когда пользователь переключается между приложениями или выполняет одновременные задачи, вы должны поддерживать соединение до завершения операции. Вы можете использовать активную службу с типом connectedDevice или Companion Device Presence API.

Во время прослушивания уведомлений от периферийных устройств

Чтобы получать уведомления от периферийного устройства, приложение должно вызвать метод setCharacteristicNotification(), прослушивать обратные вызовы с помощью onCharacteristicChanged() и поддерживать подключение. Для большинства приложений лучше всего поддерживать этот вариант использования с помощью CompanionDeviceService, поскольку приложению, скорее всего, потребуется продолжать прослушивание в течение длительного периода времени. Однако вы также можете использовать активную службу.

В обоих случаях вы можете повторно подключиться после завершения процесса, следуя инструкциям в разделе Подключение к устройству.