网络连接评分机制之NetworkMonitor(原)
来源:互联网 发布:网络114卖的东西可靠么 编辑:程序博客网 时间:2024/05/21 07:47
本节介绍一个比较特殊的流程,就是网络可用性对评分的影响。
下面我们来看NetworkMonitor的属性与初始化流程:
DefaultState
----这是默认的状态机,也是其他所有状态机的父状态,主要处理网络连接的主要状态变化,包括连接、断开、测试、延时等模式。
EvaluatingState
----验证状态,网络连上时,将会进入该状态,然后会Ping网络,判断当前网络有效性,并决定下一步是进入ValidatedState还是OfflineState或者UserPromptedState。
OfflineState
----脱机状态,当Ping网络时,始终没有任何回应时,就会进入该状态。
ValidatedState
----验证通过的状态,当Ping通网络时,说明当前的网络是通畅的,将会进入该状态。
UserPromptedState
----验证失败状态,当Ping网络时,网络给出了重定向异常,比如接入中国移动时会跳入移动的帐号认证页面,需要用户进行网络登录后才可以继续上网。此时一般需要在界面上提示用户。
CaptivePortalState
从NetworkMonitor初始化过程我们知道,该状态机的默认状态是DefaultState,并且从NetworkAgent向ConnectivityService注册过程可以看到,在NetworkAgent注册过程中最后将会通过updateNetworkInfo方法更新当前网络状态为CONNECTED:
如果httpResponseCode=204,就说明当前网络是可用的,将会进入ValidatedState状态。
如果httpResponseCode >= 200同时httpResponseCode <= 399,说明当前网络需要进行重定向,当认证完成后才可以有效访问网络。
如果没有任何回应,将会通过sendMessageDelayed方式延时mReevaluateDelayMs(默认为5秒)之后再次发送CMD_REEVALUATE消息,触发循环Ping过程,直到尝试次数超过MAX_RETRIES(10次)之后,进入OfflineState状态,表示当前网络无法使用。
那么当当前网络可用或者不可用时,对NetworkAgent评分有什么影响呢?
我们来看当该Ping通过后,进入ValidatedState状态时将会触发什么动作:
然后我们来看,当Ping不通过时,发生重定向时进入的UserPromptedState状态机会是怎样的处理:
下面我们来看ConnectivityService接收到该消息后的处理:
那么为什么这个标志位会对评分产生影响呢?我们来看NetworkAgentInfo中关于该标志位的使用:
当NetworkAgent注册到ConnectivityService时,将会创建该NetworkAgent的NetworkAgentInfo,此时该标志位的默认状态是false:
而当Ping通过之后,说明该网络通过了可用性检测,那么此时在对该标志位赋值也是合理的。
而该标志位直接影响到NetworkAgentInfo中该网络的分值计算:
这就完全可能让原本分值高的网络由于没有通过有效性检测,而低于其他网络优先级。
该影响主要体现在,当一个网络连接建立时,系统将用该连接Ping一个Google的网站来判断该连接是否真的可以上网,如果不可以,那么就会扣掉该网络40分,从而可能导致该网络的评分低于其他网络评分,下面来看详细过程。
一、NetworkMonitor来源
@ConnectivityService.java public void registerNetworkAgent(Messenger messenger, NetworkInfo networkInfo, LinkProperties linkProperties, NetworkCapabilities networkCapabilities, int currentScore, NetworkMisc networkMisc) { //注册NetworkAgent时需要创建NetworkAgentInfo NetworkAgentInfo nai = new NetworkAgentInfo(messenger, new AsyncChannel(), new NetworkInfo(networkInfo), new LinkProperties(linkProperties), new NetworkCapabilities(networkCapabilities), currentScore, mContext, mTrackerHandler, new NetworkMisc(networkMisc)); synchronized (this) { nai.networkMonitor.systemReady = mSystemReady; } mHandler.sendMessage(mHandler.obtainMessage(EVENT_REGISTER_NETWORK_AGENT, nai)); }这就是我们所说的注册NetworkAgent时所创建的NetworkAgentInfo对象,然后来看该对象的属性:
public class NetworkAgentInfo {}再来看他提供的方法:
public void addRequest(NetworkRequest networkRequest) {} public int getCurrentScore() {} public void setCurrentScore(int newScore) {} public String toString() {} public String name() {}然后来看NetworkAgentInfo创建过程:
@NetworkAgentInfo.java public NetworkAgentInfo(Messenger messenger, AsyncChannel ac, NetworkInfo info, LinkProperties lp, NetworkCapabilities nc, int score, Context context, Handler handler, NetworkMisc misc) { //各种赋值 this.messenger = messenger; asyncChannel = ac; network = null; networkInfo = info; linkProperties = lp; networkCapabilities = nc; currentScore = score; //创建NetworkMonitor networkMonitor = new NetworkMonitor(context, handler, this); networkMisc = misc; created = false; validated = false; }从这些信息我们看到,NetworkAgentInfo没有继承其他类,同时也只是提供了一些设置或者查询当前对象属性的一些方法,该对象的主要作用也就是保存各个向ConnectivityService注册的NetworkAgent,以便于查询或修改某个NetworkAgent对象的相关信息。
但是从NetworkAgentInfo的构造方法中我们看到他创建了一个NetworkMonitor对象,那么该对象的作用是什么呢?
二、NetworkMonitor作用与初始化流程
下面我们来看NetworkMonitor的属性与初始化流程:
@NetworkMonitor.java public class NetworkMonitor extends StateMachine {} public NetworkMonitor(Context context, Handler handler, NetworkAgentInfo networkAgentInfo) { super(TAG + networkAgentInfo.name()); //初始化各种成员变量 mContext = context; mConnectivityServiceHandler = handler; mNetworkAgentInfo = networkAgentInfo; mTelephonyManager = (TelephonyManager) context.getSystemService(Context.TELEPHONY_SERVICE); mWifiManager = (WifiManager) context.getSystemService(Context.WIFI_SERVICE); mAlarmManager = (AlarmManager) context.getSystemService(Context.ALARM_SERVICE); //初始化状态机 addState(mDefaultState); addState(mOfflineState, mDefaultState); addState(mValidatedState, mDefaultState); addState(mEvaluatingState, mDefaultState); addState(mUserPromptedState, mDefaultState); addState(mCaptivePortalState, mDefaultState); addState(mLingeringState, mDefaultState); //初始状态机为DefaultState setInitialState(mDefaultState); mServer = Settings.Global.getString(mContext.getContentResolver(), Settings.Global.CAPTIVE_PORTAL_SERVER); if (mServer == null) mServer = DEFAULT_SERVER; mLingerDelayMs = SystemProperties.getInt(LINGER_DELAY_PROPERTY, DEFAULT_LINGER_DELAY_MS); mReevaluateDelayMs = SystemProperties.getInt(REEVALUATE_DELAY_PROPERTY, DEFAULT_REEVALUATE_DELAY_MS); mIsCaptivePortalCheckEnabled = Settings.Global.getInt(mContext.getContentResolver(), Settings.Global.CAPTIVE_PORTAL_DETECTION_ENABLED, 1) == 1; //开始状态机 start(); }
从这个状态机的初始化流程中我们可以看到两个信息:1、该类内部有七个状态机;2、初始化的状态机是DefaultState。接下来分别介绍各个状态机的作用和状态机运作流程。
三、NetworkMonitor各个状态机作用
DefaultState
----这是默认的状态机,也是其他所有状态机的父状态,主要处理网络连接的主要状态变化,包括连接、断开、测试、延时等模式。
EvaluatingState
----验证状态,网络连上时,将会进入该状态,然后会Ping网络,判断当前网络有效性,并决定下一步是进入ValidatedState还是OfflineState或者UserPromptedState。
OfflineState
----脱机状态,当Ping网络时,始终没有任何回应时,就会进入该状态。
ValidatedState
----验证通过的状态,当Ping通网络时,说明当前的网络是通畅的,将会进入该状态。
UserPromptedState
----验证失败状态,当Ping网络时,网络给出了重定向异常,比如接入中国移动时会跳入移动的帐号认证页面,需要用户进行网络登录后才可以继续上网。此时一般需要在界面上提示用户。
CaptivePortalState
----当网络被测试失败时进入UserPromptedState后,用户可以通过发送ACTION_SIGN_IN_REQUESTED的消息来进入CaptivePortalState状态,该状态中将会监听ACTION_CAPTIVE_PORTAL_LOGGED_IN消息,并可直接由该消息指定进入ValidatedState或者OfflineState模式。
四、NetworkMonitor对网络评分的影响
从NetworkMonitor初始化过程我们知道,该状态机的默认状态是DefaultState,并且从NetworkAgent向ConnectivityService注册过程可以看到,在NetworkAgent注册过程中最后将会通过updateNetworkInfo方法更新当前网络状态为CONNECTED:
@ConnectivityService.java private void updateNetworkInfo(NetworkAgentInfo networkAgent, NetworkInfo newInfo) { if (state == NetworkInfo.State.CONNECTED && !networkAgent.created) { networkAgent.created = true; updateLinkProperties(networkAgent, null); notifyNetworkCallbacks(networkAgent, ConnectivityManager.CALLBACK_PRECHECK); networkAgent.networkMonitor.sendMessage(NetworkMonitor.CMD_NETWORK_CONNECTED); // Consider network even though it is not yet validated. rematchNetworkAndRequests(networkAgent, false); } else if (state == NetworkInfo.State.DISCONNECTED || state == NetworkInfo.State.SUSPENDED) { } }这里我们发现,更新状态的同时,向NetworkMonitor发送了CMD_NETWORK_CONNECTED的消息,根据NetworkMonitor的状态机原理,此消息将在NetworkMonitor中的DefaultState状态机中来处理:
@NetworkMonitor.java private class DefaultState extends State { public boolean processMessage(Message message) { switch (message.what) { case CMD_NETWORK_CONNECTED: transitionTo(mEvaluatingState); return HANDLED; } } }从这里我们看到,此时的NetworkMonitor将会进入EvaluatingState的状态中,然后我们来看该状态的初始化过程:
private class EvaluatingState extends State { private int mRetries; public void enter() { mRetries = 0; sendMessage(CMD_REEVALUATE, ++mReevaluateToken, 0); if (mUidResponsibleForReeval != INVALID_UID) { TrafficStats.setThreadStatsUid(mUidResponsibleForReeval); mUidResponsibleForReeval = INVALID_UID; } } public boolean processMessage(Message message) { switch (message.what) { case CMD_REEVALUATE: if (message.arg1 != mReevaluateToken) return HANDLED; if (mNetworkAgentInfo.isVPN()) { transitionTo(mValidatedState); return HANDLED; } //Ping网络 int httpResponseCode = isCaptivePortal(); //根据网络回应来进入不同状态 if (httpResponseCode == 204) { transitionTo(mValidatedState); } else if (httpResponseCode >= 200 && httpResponseCode <= 399) { transitionTo(mUserPromptedState); } else if (++mRetries > MAX_RETRIES) { transitionTo(mOfflineState); } else if (mReevaluateDelayMs >= 0) { Message msg = obtainMessage(CMD_REEVALUATE, ++mReevaluateToken, 0); sendMessageDelayed(msg, mReevaluateDelayMs); } return HANDLED; case CMD_FORCE_REEVALUATION: return HANDLED; default: return NOT_HANDLED; } } }从这个状态机的初始化过程我们发现,进入该状态时,将会发送一个CMD_REEVALUATE的消息,然后在该状态机内部收到该消息时,就会通过isCaptivePortal方法来Ping网络:
private int isCaptivePortal() { if (!mIsCaptivePortalCheckEnabled) return 204; HttpURLConnection urlConnection = null; int httpResponseCode = 599; try { //准备连接的uri URL url = new URL("http", mServer, "/generate_204"); urlConnection = (HttpURLConnection) mNetworkAgentInfo.network.openConnection(url); urlConnection.setInstanceFollowRedirects(false); urlConnection.setConnectTimeout(SOCKET_TIMEOUT_MS); urlConnection.setReadTimeout(SOCKET_TIMEOUT_MS); urlConnection.setUseCaches(false); //发起连接 long requestTimestamp = SystemClock.elapsedRealtime(); urlConnection.getInputStream(); long responseTimestamp = SystemClock.elapsedRealtime(); //获取服务器回应 httpResponseCode = urlConnection.getResponseCode(); //拿到回应 if (httpResponseCode == 200 && urlConnection.getContentLength() == 0) { httpResponseCode = 204; } sendNetworkConditionsBroadcast(true /* response received */, httpResponseCode == 204, requestTimestamp, responseTimestamp); } catch (IOException e) { if (httpResponseCode == 599) { } } finally { if (urlConnection != null) { urlConnection.disconnect(); } } return httpResponseCode; }从这里我们看到,其向一个url网址进行Ping操作,而这个url的具体内容为:
URL url = new URL("http", mServer, "/generate_204");而这里的mServer的默认值是从NetworkMonitor初始化时获取的:
public NetworkMonitor(Context context, Handler handler, NetworkAgentInfo networkAgentInfo) { mServer = Settings.Global.getString(mContext.getContentResolver(), Settings.Global.CAPTIVE_PORTAL_SERVER); if (mServer == null) mServer = DEFAULT_SERVER; }而DEFAULT_SERVER内容为:
private static final String DEFAULT_SERVER = "clients3.google.com";这就说明,这个url的具体地址为:“http://clients3.google.com/generate_204”,然后当isCaptivePortal结束之后,EvaluatingState就会对结果进行分类:
如果httpResponseCode=204,就说明当前网络是可用的,将会进入ValidatedState状态。
如果httpResponseCode >= 200同时httpResponseCode <= 399,说明当前网络需要进行重定向,当认证完成后才可以有效访问网络。
如果没有任何回应,将会通过sendMessageDelayed方式延时mReevaluateDelayMs(默认为5秒)之后再次发送CMD_REEVALUATE消息,触发循环Ping过程,直到尝试次数超过MAX_RETRIES(10次)之后,进入OfflineState状态,表示当前网络无法使用。
那么当当前网络可用或者不可用时,对NetworkAgent评分有什么影响呢?
我们来看当该Ping通过后,进入ValidatedState状态时将会触发什么动作:
private class ValidatedState extends State { @Override public void enter() { mConnectivityServiceHandler.sendMessage(obtainMessage(EVENT_NETWORK_TESTED, NETWORK_TEST_RESULT_VALID, 0, mNetworkAgentInfo)); } @Override public boolean processMessage(Message message) { switch (message.what) { case CMD_NETWORK_CONNECTED: transitionTo(mValidatedState); return HANDLED; default: return NOT_HANDLED; } } }这个状态机比较简单,在进入该状态机时,只是向ConnectivityService发送了一条EVENT_NETWORK_TESTED的消息,并携带了当前网络的NetworkAgentInfo对象和测试通过(NETWORK_TEST_RESULT_VALID)的参数。
然后我们来看,当Ping不通过时,发生重定向时进入的UserPromptedState状态机会是怎样的处理:
private class UserPromptedState extends State { private static final String ACTION_SIGN_IN_REQUESTED = "android.net.netmon.sign_in_requested"; private CustomIntentReceiver mUserRespondedBroadcastReceiver; @Override public void enter() { mConnectivityServiceHandler.sendMessage(obtainMessage(EVENT_NETWORK_TESTED, NETWORK_TEST_RESULT_INVALID, 0, mNetworkAgentInfo)); mUserRespondedBroadcastReceiver = new CustomIntentReceiver(ACTION_SIGN_IN_REQUESTED, ++mUserPromptedToken, CMD_USER_WANTS_SIGN_IN); Message message = obtainMessage(EVENT_PROVISIONING_NOTIFICATION, 1, mNetworkAgentInfo.network.netId, mUserRespondedBroadcastReceiver.getPendingIntent()); mConnectivityServiceHandler.sendMessage(message); } @Override public boolean processMessage(Message message) { switch (message.what) { case CMD_USER_WANTS_SIGN_IN: if (message.arg1 != mUserPromptedToken) return HANDLED; transitionTo(mCaptivePortalState); return HANDLED; default: return NOT_HANDLED; } } }这个状态机与ValidatedState类似,也是在进入时向ConnectivityService发送了同样的EVENT_NETWORK_TESTED消息,并携带当前的NetworkAgentInfo对象,不同的是,该消息中携带了一个测试不通过的参数(NETWORK_TEST_RESULT_INVALID)。
下面我们来看ConnectivityService接收到该消息后的处理:
@ConnectivityService.java private class NetworkStateTrackerHandler extends Handler { public void handleMessage(Message msg) { NetworkInfo info; switch (msg.what) { case NetworkMonitor.EVENT_NETWORK_TESTED: { NetworkAgentInfo nai = (NetworkAgentInfo)msg.obj; if (isLiveNetworkAgent(nai, "EVENT_NETWORK_VALIDATED")) { boolean valid = (msg.arg1 == NetworkMonitor.NETWORK_TEST_RESULT_VALID); if (valid) { //验证通过 final boolean previouslyValidated = nai.validated; final int previousScore = nai.getCurrentScore(); //标记NetworkAgentInfo的validated状态为true nai.validated = true; rematchNetworkAndRequests(nai, !previouslyValidated); if (nai.getCurrentScore() != previousScore) { //将最新分数更新到其他NetworkFactory sendUpdatedScoreToFactories(nai); } } updateInetCondition(nai, valid); //通知NetworkAgent nai.asyncChannel.sendMessage( android.net.NetworkAgent.CMD_REPORT_NETWORK_STATUS, (valid ? NetworkAgent.VALID_NETWORK : NetworkAgent.INVALID_NETWORK), 0, null); } break; } } } }在这里我们看到,通过与不通过的差距就在于是否将NetworkAgentInfo的validated标志位设置为true。
那么为什么这个标志位会对评分产生影响呢?我们来看NetworkAgentInfo中关于该标志位的使用:
当NetworkAgent注册到ConnectivityService时,将会创建该NetworkAgent的NetworkAgentInfo,此时该标志位的默认状态是false:
public NetworkAgentInfo(Messenger messenger, AsyncChannel ac, NetworkInfo info, LinkProperties lp, NetworkCapabilities nc, int score, Context context, Handler handler, NetworkMisc misc) { this.messenger = messenger; asyncChannel = ac; network = null; networkInfo = info; linkProperties = lp; networkCapabilities = nc; currentScore = score; networkMonitor = new NetworkMonitor(context, handler, this); networkMisc = misc; created = false; //默认值为false validated = false; }这也很容易理解,因为此时说明网络连接建立完成,但是对于ConnectivityService来说,并不能确定该网络完全可用,因此默认状态下网络都是未经检验的。
而当Ping通过之后,说明该网络通过了可用性检测,那么此时在对该标志位赋值也是合理的。
而该标志位直接影响到NetworkAgentInfo中该网络的分值计算:
public int getCurrentScore() { //默认是NetworkAgent带过来的 int score = currentScore; //如果没有通过Ping的检测,那么该网络就要被扣掉UNVALIDATED_SCORE_PENALTY=40分 if (!validated) score -= UNVALIDATED_SCORE_PENALTY; //有效性保护 if (score < 0) score = 0; //如果该网络是用户特意指定的,分值就是EXPLICITLY_SELECTED_NETWORK_SCORE=100 if (networkMisc.explicitlySelected) score = EXPLICITLY_SELECTED_NETWORK_SCORE; return score; }从这里我们终于找到了Ping网络对评分的约束:无论是通过rematchNetworkAndRequests重新匹配最佳NetworkFactory,还是通过sendUpdatedScoreToFactories广播最新网络的分值,都是需要从NetworkAgentInfo中通过getCurrentScore获取最新分值的,而如果当前网络没有经过有效性检测,那么对其他所有的NetworkFactory来说,当前的网络分值都是被扣掉40分之后的分值。
这就完全可能让原本分值高的网络由于没有通过有效性检测,而低于其他网络优先级。
比如WIFI默认60分,而数据连接默认50分,但是如果WIFI没有通过有效性检测,那么对数据连接来说,WIFI的分数只有60-40=20分,由此就会引发WIFI连接时,数据也在连接的异常。
这就是网络可用性对评分的影响。
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