在后台交流

本指南简要介绍了如何在应用在后台运行时支持与外围设备通信的关键用例：

• 查找设备
• 连接到设备
• 保持与设备的连接

您可以通过多种方式支持每种使用情形。每种方法都有优点和缺点，可能更适合或不太适合您的具体需求。

下图简要展示了本页中的指南：

注意： Android 上的后台工作常规指南也适用于蓝牙相关工作。

寻找心仪设备

首先，您的应用需要找到要连接的设备。如需查找 BLE 设备，您可以使用以下任一 API：

• BluetoothLeScanner，如查找 BLE 设备中所述。（示例）
• CompanionDeviceManager，如配套设备配对中所述。（示例）

注意 ：CompanionDeviceManager 存在一定的限制（例如过滤功能有限且不支持随机 MAC 地址），这些限制可能无法满足您的需求，具体取决于外围设备的实现方式。

在后台

在应用不可见时，使用这两种 API 没有任何限制，但它们都需要应用进程处于活跃状态。如果应用进程未运行，您可以使用以下权宜解决方法：

• 对于 BluetoothLeScanner：使用 PendingIntent 对象（而非 ScanCallback 对象）调用 startScan()，以便在扫描到与您的过滤条件匹配的设备时收到通知。（示例）
• 对于 CompanionDeviceManager：请按照使配套应用保持唤醒状态中的指南唤醒应用，并在之前关联的设备在范围内时使其保持唤醒状态。（示例）

注意： 不建议安排定期扫描以查找设备。这种方法的效率较低，因为无论设备是否在范围内，它都会定期启动应用进程。本指南中介绍的方法可确保在唤醒应用进程之前，设备已处于范围内。

连接到设备

在找到设备后，如需连接到该设备，您需要从以下任一来源获取该设备的 BluetoothDevice 实例：

• BluetoothLeScanner 扫描结果，如上一部分中所述。
• 从 BluetoothAdapter.getBondedDevices() 检索到的已绑定设备列表。
• 使用 BluetoothAdapter.getRemoteLeDevice() 的 BluetoothAdapter 缓存。

有了 BluetoothDevice 实例后，您可以通过调用 connectGatt() 方法之一来发起对相应设备的连接请求。您传入 autoConnect 布尔值的值定义了 GATT 客户端使用以下两种连接模式中的哪一种：

• 直接连接 (autoconnect = false)：尝试直接连接到外围设备，如果设备不可用，则会失败。断开连接时，GATT 客户端不会自动尝试重新连接。
• 自动连接 (autoconnect = true)：尝试在外围设备可用时自动连接到该设备。如果断开连接是由外围设备发起的，或者是因为外围设备超出范围，则 GATT 客户端会在外围设备可用时自动尝试重新连接。

注意： 低于 10 的 Android 版本一次只能允许一个连接请求，并将所有后续请求加入队列。在 Android 10 及更高版本中，系统会将连接请求分组以进行批量执行。

在后台

在应用处于后台运行时，连接到设备没有任何限制，但如果进程被终止，连接会关闭。此外，系统还对从后台启动 activity（在 Android 10 及更高版本中）或前台服务（在 Android 12 及更高版本中）施加了限制。

因此，如需在后台执行连接，应用可以使用以下解决方案：

• 使用 WorkManager 连接到您的设备。
  • 您可以设置 PeriodicWorkRequest 或 OneTimeWorkRequest 来执行定义的操作，但可能需要遵守应用限制。
  • 此外，您还可以获享 WorkManager 功能（例如工作约束条件、加速工作、重试政策等）带来的好处。
  • 如果需要尽可能长时间保持连接以执行任务（例如从外围设备同步数据或轮询），您需要按照对长时间运行的 worker 的支持中的指南启动前台服务。不过，从 Android 12 开始，系统会应用前台服务启动限制。
• 启动 connectedDevice 类型的前台服务。
  • 如果需要尽可能长时间保持连接以执行任务（例如从外围设备同步数据或轮询），您需要按照对长时间运行的 worker 的支持中的指南启动前台服务。不过，从 Android 12 开始，系统会应用前台服务启动限制。
• 如查找设备中所述，使用 PendingIntent 对象调用 startScan()，以便在设备存在时唤醒进程。外围设备必须进行广告宣传。
  • 我们建议您启动一个 Worker 和一个作业。这可能会被系统中断，因此只能支持短时通信。
  • 在低于 Android 12 的版本中，您可以直接从 PendingIntent 对象启动前台服务。
• 使用 CompanionDeviceService 以及 REQUEST_COMPANION_RUN_IN_BACKGROUND 或 REQUEST_COMPANION_START_FOREGROUND_SERVICES_FROM_BACKGROUND 权限从后台启动服务。

保持与设备的连接

理想情况下，应用应仅在必要时与外围设备保持连接，并在任务完成后断开连接。不过，在以下两种情况下，应用可能需要无限期地保持连接：

• 在应用之间切换时。
• 监听外围设备通知时。

在这两种情况下，您都可以使用以下选项：

• 将 CompanionDeviceService 与 REQUEST_COMPANION_RUN_IN_BACKGROUND 权限和 CompanionDeviceManager.startObservingDevicePresence() 方法搭配使用。
• 在应用位于前台（或处于某一豁免情形）时，使用 connectedDevice 前台类型启动前台服务。

在应用之间切换时

查找设备、连接到设备和传输数据非常耗时且耗资源。为避免连接中断，并避免每次用户在应用之间切换或执行同时执行的任务时都必须执行完整流程，您应在操作完成之前保持连接。您可以使用类型为 connectedDevice 的前台服务，也可以使用配套设备感知 API。

在监听外围设备通知时

如需监听外围设备通知，应用必须调用 setCharacteristicNotification()，使用 onCharacteristicChanged() 监听回调，并保持连接有效。对于大多数应用，最好使用 CompanionDeviceService 支持此用例，因为应用可能需要长时间保持监听状态。不过，您也可以使用前台服务。

无论是哪种情况，您都可以在终止进程后按照连接到设备部分中的说明重新连接。