Ble开发注意事项

ゝ一纸荒年。 2022-07-17 01:25 213阅读 0赞

这段时间在做低功耗蓝牙 （BLE） 应用的开发（并不涉及蓝牙协议栈）。总体感觉 [ Android][Android] BLE 还是不太稳定，开发起来也是各种痛苦。这里记录一些杂项和开发中遇到的问题及其解决方法，避免大家踩坑。本文说的问题有些没有得到官方文档的验证，不过也有一些论坛帖子的支持，也可以算是有一定根据。

1.  [android][Android] 从 4.3(API Level 18) 开始支持低功耗蓝牙，但是只支持作为中心设备 （Central） 模式，这就意味着 Android 设备只能主动扫描和链接其他外围设备 （Peripheral）。从Android 5.0(API Level 21)开始两种模式都支持。BLE 官方文档在  [这里][Link 1] 。 
2.  在  `BluetoothAdapter.startLeScan()` 的时候，在 `BluetoothAdapter.LeScanCallback.onLeScan()` 中不能做太多事情，特别是周围的BLE设备多的时候，非常容易导致出现如下错误： 
    
    E/GKI  *[Linux][](17741): \#\#\#\#\# ERROR : GKI* exception: GKI  *exception(): Task State Table E/GKI* [linux][Linux](17741): \#\#\#\#\# 
    
    E/GKI  *LINUX(17741): \#\#\#\#\# ERROR : GKI* exception: TASK ID \[0\] task name \[BTU\] state \[1\] 
    
    E/GKI 
    
    *LINUX(17741): \#\#\#\#\#*
    
    LINUX(17741): \#\#\#\#\# ERROR : GKI  
    
    exception: TASK ID \[1\] task name \[BTIF\] state \[1\]
    
    LINUX(17741): \#\#\#\#\# 
    
    E/GKI  *LINUX(17741): \#\#\#\#\# ERROR : GKI* exception: TASK ID \[2\] task name \[A2DP-MEDIA\] state \[1\] 
    
    E/GKI 
    
    *LINUX(17741): \#\#\#\#\#*
    
    LINUX(17741): \#\#\#\#\# ERROR : GKI   *exception: GKI* exception 65524 getbuf: out of buffers\#\#\#\#\# 
    
    E/GKI  *LINUX(17741): \#\#\#\#\# ERROR : GKI* exception: 
    
    E/GKI\_LINUX(17741):  *\* \* \* \* \* \* \* \* \* \* \* \* \* \* \* \* \* \* \* \* \** \* 
    
    开发建议：在  `onLeScan()` 回调中只做尽量少的工作，可以把扫描到的设备，扔到另外一个线程中去处理，让  `onLeScan()` 尽快返回。  [\[  *参考帖子* \] ][Link 2]
3.  在使用  `BluetoothDevice.connectGatt()` 或者 `BluetoothGatt.connect()` 等建立  `BluetoothGatt` 连接的时候，在任何时刻都只能最多一个设备在尝试建立连接。如果同时对多个蓝牙设备发起建立 Gatt 连接请求。如果前面的设备连接失败了，后面的设备请求会被永远阻塞住，不会有任何连接回调。 
    
    开发建议：如果要对多个设备发起连接请求，最好是有一个同一个的设备连接管理，把发起连接请求序列化起来。前一个设备请求建立连接，后面请求在队列中等待。如果连接成功了，就处理下一个连接请求。如果连接失败了（例如出错，或者连接超时失败），就马上调用  `BluetoothGatt.disconnect()` 来释放建立连接请求，然后处理下一个设备连接请求。  [\[  *参考帖子* \] ][Link 3]
4.  对 BluetoothGatt 操作  `(read/write)Characteristic()` , `(read/write)Descriptor()` 和  `readRemoteRssi()` 都是异步操作。需要特别注意的是，同时只能有一个操作（有些贴这说只能同时有一个 `writeCharacteristic()` ，这个我并没有严格验证），也就是等上一个操作回调（例如  `onCharacteristicWrite()` ）以后，再进行下一个操作。 
    
    开发建议：把这写操作都封装成同步操作，一个操作回调之前，阻塞主其他调用。  [\[  *参考帖子* \] ][Link 4]
5.  BLE 设备的建立和断开连接的操作，例如 `BluetoothDevice.connectGatt()` ,  `BluetoothGatt.connect()` , `BluetoothGatt.disconnect()` 等操作最好都放在主线程中，否则你会遇到很多意想不到的麻烦。 
    
    开发建议：对  `BluetoothGatt` 的连接和断开请求，都通过发送消息到 Android 的主线程中，让主线程来执行具体的操作。例如创建一个  `new Handler(context.getMainLooper());` ，把消息发送到这个  `Handler`中。  [\[  *参考帖子* \] ][Link 5]
6.  如果你在开发 BLE 应用的时候，有时候会发现系统的功耗明显增加了，查看电量使用情况，蓝牙功耗占比非常高，好像低功耗是徒有虚名。使用  `adb bugreport` 获取的了系统信息，分析发现一个名叫 `BluetoothRemoteDevices` 的  `WakeLock` 锁持有时间非常长，导致系统进入不了休眠。分析源代码发现，在连接 BLE 设备的过程中，系统会持有 （Aquire） 这个  `WakeLock` ，直到连接上或者主动断开连接（调用  `disconnect()` ）才会释放。如果BLE设备不在范围内，这个超时时间大约为30s，而这时你可能又要尝试重新连接，这个  `WakeLock` 有被重新持有，这样系统就永远不能休眠了。 
    
    开发建议：对BLE设备连接，连接过程要尽量短，如果连接不上，不要盲目进行重连，否这你的电池会很快被消耗掉。这个情况，实际上对传统蓝牙设备连接也是一样。  [\[  *参考帖子* \] ][Link 6]
7.  Android 作为中心设备，最多只能同时连接 6 个 BLE 外围设备（可能不同的设备这个数字不一样），超过 6 个，就会连接不上了。现在 BLE 设备越来越多，其实并不够用，所以在开发的过程中，需要特别的谨慎使用。
    
    开发建议：按照需要连接设备，如果设备使用完了，应该马上释放连接（调用 `BluetoothGatt.close()` ），腾出系统资源给其他可能的设备连接。  [\[  *参考帖子* \] ][Link 7]

本文只是一些经验之谈，观点也比较琐碎。这里很多问题都看起来是蓝牙协议栈不完善导致的，或许在后面 Android 升级中会修复这些问题，我这里说的可能不适用了。

[Android]: http://lib.csdn.net/base/android
[Link 1]: https://developer.android.com/guide/topics/connectivity/bluetooth-le.html
[Linux]: http://lib.csdn.net/base/linux
[Link 2]: https://code.google.com/p/android/issues/detail?id=65455
[Link 3]: https://code.google.com/p/android-developer-preview/issues/detail?id=223#c16
[Link 4]: http://stackoverflow.com/a/24178815/1260562
[Link 5]: http://stackoverflow.com/a/20507449/1260562
[Link 6]: https://code.google.com/p/android/issues/detail?id=50751
[Link 7]: http://stackoverflow.com/a/25364567/1260562