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leavesCZY edited this page Sep 25, 2022 · 2 revisions

在我的上一篇文章：Android 实现无网络传输文件

我介绍了通过 Wifi Direct（Wifi 直连）实现 Android 设备之间进行文件传输的方法，可以在无移动网络的情况下实现点对点的文件传输

本来觉得这样也就够了，可在要应用到实际项目的时候，又考虑到用户的设备系统版本可能并不都符合要求（Wifi Direct 是 Android 4.0 后支持的功能，话说低于 4.4 版本的手机应该都很少了吧？），而且我也不确定 IOS 系统是否支持 Wifi Direct，所以为了让文件传输逻辑可以应用到更多的设备上，就又实现了通过 Wifi 热点 进行文件传输的功能

相比于通过 Wiif Direct 进行文件传输，通过 Wifi 热点进行设备配对更加方便，逻辑也更为直接，传输一个 1G 左右的压缩包用了 5 分钟左右的时间，平均传输速率有 3.5 M/S 左右。此外，相对于上个版本，新版本除了提供传输进度外，还提供了传输速率、预估完成时间、文件传输前后的 MD5 码等数据

实现的效果如下所示：

开启 Ap 热点接收文件

连接 Wiif 热点发送文件

文件传输完成后校验文件完整性

开发步骤分为以下几点：

  1. 在 AndroidManifest 中声明相关权限（网络和文件读写权限）
  2. 文件接收端开启 Ap 热点，作为服务器端建立 Socket，在指定端口等待客户端的连接
  3. 文件发送端连接到 Wifi 热点，作为客户端主动连接到服务器端
  4. 文件发送端将待发送的文件信息模型（包括文件路径，文件大小和文件 MD5 码等信息）通过 Socket 发送给文件接收端
  5. 文件发送端发起实际的文件传输请求，接收端和发送端根据已接收到或已发送的的文件字节数，计算文件传输进度、文件传输速率和预估完成时间等数据
  6. 文件传输结束后，对比文件信息模型携带来的 MD5 码值与本地文件重新计算生成的 MD5 码是否相等，以此校验文件完整性

一、声明权限

本应用并不会消耗移动数据，但由于要使用到 Wifi 以及 Java Socket，所以需要申请网络相关的权限。此外，由于是要实现文件互传，所以也需要申请 SD 卡读写权限。

<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_WIFI_STATE" />
<uses-permission android:name="android.permission.CHANGE_WIFI_STATE" />
<uses-permission android:name="android.permission.CHANGE_NETWORK_STATE" />
<uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_NETWORK_STATE" />
<uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE" />
<uses-permission android:name="android.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE" />

二、文件接收端

文件接收端作为服务器存在，需要主动开启 Ap 热点供文件发送端连接，由于通过反射来开启热点的方法在高版本系统上无法实现，所以需要用户主动去开启热点，并设置固定的热点名称

此处需要先定义一个文件信息模型 FileTransfer ，FileTransfer 包含三个字段，MD5 码值用于校验文件的完整性，fileLength 是为了用于计算文件的传输进度和传输速率

public class FileTransfer implements Serializable {

    //文件路径
    private String filePath;

    //文件大小
    private long fileLength;

    //MD5码
    private String md5;

    ···

}

Ap 热点开启成功后，就可以启动一个服务在后台等待文件发送端来主动连接了，这里使用 IntentService 在后台监听客户端的 Socket 连接请求，并通过输入输出流来传输文件。此处的代码比较简单，就只是在指定端口一直堵塞监听客户端的连接请求，获取待传输的文件信息模型 FileTransfer ，之后就进行实际的数据传输

文件传输速率是每一秒计算一次，根据这段时间内接收的字节数与消耗的时间做除法，从而得到传输速率，再通过将剩余的未传输字节数与传输速率做除法，从而得到预估的剩余传输时间

@Override
protected void onHandleIntent(Intent intent) {
    if (intent != null && ACTION_START_RECEIVE.equals(intent.getAction())) {
        clean();
        File file = null;
        Exception exception = null;
        try {
            serverSocket = new ServerSocket();
            serverSocket.setReuseAddress(true);
            serverSocket.bind(new InetSocketAddress(Constants.PORT));
            Socket client = serverSocket.accept();
            Log.e(TAG, "客户端IP地址 : " + client.getInetAddress().getHostAddress());
            inputStream = client.getInputStream();
            objectInputStream = new ObjectInputStream(inputStream);
            fileTransfer = (FileTransfer) objectInputStream.readObject();
            Log.e(TAG, "待接收的文件: " + fileTransfer);
            if (fileTransfer == null) {
                exception = new Exception("从文件发送端发来的文件模型为null");
                return;
            } else if (TextUtils.isEmpty(fileTransfer.getMd5())) {
                exception = new Exception("从文件发送端发来的文件模型不包含MD5码");
                return;
            }
            String name = new File(fileTransfer.getFilePath()).getName();
            //将文件存储至指定位置
            file = new File(Environment.getExternalStorageDirectory() + "/" + name);
            fileOutputStream = new FileOutputStream(file);
            startCallback();
            byte[] buf = new byte[512];
            int len;
            while ((len = inputStream.read(buf)) != -1) {
                fileOutputStream.write(buf, 0, len);
                total += len;
            }
            Log.e(TAG, "文件接收成功");
            stopCallback();
            if (progressChangListener != null) {
                //因为上面在计算文件传输进度时因为小数点问题可能不会显示到100%，所以此处手动将之设为100%
                progressChangListener.onProgressChanged(fileTransfer, 0, 100, 0, 0, 0, 0);
                //开始计算传输到本地的文件的MD5码
                progressChangListener.onStartComputeMD5();
            }
        } catch (Exception e) {
            Log.e(TAG, "文件接收 Exception: " + e.getMessage());
            exception = e;
        } finally {
            FileTransfer transfer = new FileTransfer();
            if (file != null && file.exists()) {
                transfer.setFilePath(file.getPath());
                transfer.setFileSize(file.length());
                transfer.setMd5(Md5Util.getMd5(file));
                Log.e(TAG, "计算出的文件的MD5码是：" + transfer.getMd5());
            }
            if (exception != null) {
                if (progressChangListener != null) {
                    progressChangListener.onTransferFailed(transfer, exception);
                }
            } else {
                if (progressChangListener != null && fileTransfer != null) {
                    if (fileTransfer.getMd5().equals(transfer.getMd5())) {
                        progressChangListener.onTransferSucceed(transfer);
                    } else {
                        //如果本地计算出的MD5码和文件发送端传来的值不一致，则认为传输失败
                        progressChangListener.onTransferFailed(transfer, new Exception("MD5码不一致"));
                    }
                }
            }
            clean();
            //再次启动服务，等待客户端下次连接
            startActionTransfer(this);
        }
    }
}

因为客户端可能会多次发起连接请求，所以当此处文件传输完成后（不管成功或失败），都需要重新 startService ，让服务再次堵塞等待客户端的连接请求

为了让界面能够实时获取到文件的传输状态，所以此处除了需要启动 Service 外，界面还需要绑定 Service，所以需要用到一个更新文件传输状态的接口

public interface OnProgressChangListener {

    /
     * 当传输进度发生变化时回调
     *
     * @param fileTransfer  文件发送方传来的文件模型
     * @param progress      文件传输进度
     * @param speed         文件传输速率
     * @param remainingTime 预估的剩余完成时间
     */
    void onProgressChanged(FileTransfer fileTransfer, int progress, double speed, long remainingTime);

    //当传输结束时
    void onTransferFinished(FileTransfer fileTransfer);

}

在界面层刷新 UI

private FileReceiverService.OnReceiveProgressChangListener progressChangListener = new FileReceiverService.OnReceiveProgressChangListener() {

        private FileTransfer originFileTransfer;

        @Override
        public void onProgressChanged(final FileTransfer fileTransfer, final long totalTime, final int progress, final double instantSpeed, final long instantRemainingTime, final double averageSpeed, final long averageRemainingTime) {
            this.originFileTransfer = fileTransfer;
            runOnUiThread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    if (isCreated()) {
                        progressDialog.setTitle("正在接收的文件： " + originFileTransfer.getFileName());
                        if (progress != 100) {
                            progressDialog.setMessage("原始文件的MD5码是：" + originFileTransfer.getMd5()
                                    + "\n\n" + "总的传输时间：" + totalTime + " 秒"
                                    + "\n\n" + "瞬时-传输速率：" + (int) instantSpeed + " Kb/s"
                                    + "\n" + "瞬时-预估的剩余完成时间：" + instantRemainingTime + " 秒"
                                    + "\n\n" + "平均-传输速率：" + (int) averageSpeed + " Kb/s"
                                    + "\n" + "平均-预估的剩余完成时间：" + averageRemainingTime + " 秒"
                            );
                        }
                        progressDialog.setProgress(progress);
                        progressDialog.setCancelable(true);
                        progressDialog.show();
                    }
                }
            });
        }

        @Override
        public void onStartComputeMD5() {
            runOnUiThread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    if (isCreated()) {
                        progressDialog.setTitle("传输结束，正在计算本地文件的MD5码以校验文件完整性");
                        progressDialog.setMessage("原始文件的MD5码是：" + originFileTransfer.getMd5());
                        progressDialog.setCancelable(false);
                        progressDialog.show();
                    }
                }
            });
        }

        @Override
        public void onTransferSucceed(final FileTransfer fileTransfer) {
            runOnUiThread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    if (isCreated()) {
                        progressDialog.setTitle("传输成功");
                        progressDialog.setMessage("原始文件的MD5码是：" + originFileTransfer.getMd5()
                                + "\n" + "本地文件的MD5码是：" + fileTransfer.getMd5()
                                + "\n" + "文件位置：" + fileTransfer.getFilePath());
                        progressDialog.setCancelable(true);
                        progressDialog.show();
                        Glide.with(FileReceiverActivity.this).load(fileTransfer.getFilePath()).into(iv_image);
                    }
                }
            });
        }

        @Override
        public void onTransferFailed(final FileTransfer fileTransfer, final Exception e) {
            runOnUiThread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    if (isCreated()) {
                        progressDialog.setTitle("传输失败");
                        progressDialog.setMessage("原始文件的MD5码是：" + originFileTransfer.getMd5()
                                + "\n" + "本地文件的MD5码是：" + fileTransfer.getMd5()
                                + "\n" + "文件位置：" + fileTransfer.getFilePath()
                                + "\n" + "异常信息：" + e.getMessage());
                        progressDialog.setCancelable(true);
                        progressDialog.show();
                    }
                }
            });
        }
    };

三、文件发送端

文件发送端作为客户端存在，需要主动连接文件接收端开启的 Wifi 热点

/*
 * 连接指定Wifi
 *
 * @param context  上下文
 * @param ssid     SSID
 * @param password 密码
 * @return 是否连接成功
 */
public static boolean connectWifi(Context context, String ssid, String password) {
    String connectedSsid = getConnectedSSID(context);
    if (!TextUtils.isEmpty(connectedSsid) && connectedSsid.equals(ssid)) {
        return true;
    }
    openWifi(context);
    WifiConfiguration wifiConfiguration = isWifiExist(context, ssid);
    if (wifiConfiguration == null) {
        wifiConfiguration = createWifiConfiguration(ssid, password);
    }
    WifiManager wifiManager = (WifiManager) context.getApplicationContext().getSystemService(Context.WIFI_SERVICE);
    if (wifiManager == null) {
        return false;
    }
    int networkId = wifiManager.addNetwork(wifiConfiguration);
    return wifiManager.enableNetwork(networkId, true);
}

/
 * 开启Wifi
 *
 * @param context 上下文
 * @return 是否成功
 */
public static boolean openWifi(Context context) {
    WifiManager wifiManager = (WifiManager) context.getApplicationContext().getSystemService(Context.WIFI_SERVICE);
    return wifiManager != null && (wifiManager.isWifiEnabled() || wifiManager.setWifiEnabled(true));
}

/
 * 获取当前连接的Wifi的SSID
 *
 * @param context 上下文
 * @return SSID
 */
public static String getConnectedSSID(Context context) {
    WifiManager wifiManager = (WifiManager) context.getApplicationContext().getSystemService(Context.WIFI_SERVICE);
    WifiInfo wifiInfo = wifiManager == null ? null : wifiManager.getConnectionInfo();
    return wifiInfo != null ? wifiInfo.getSSID().replaceAll("\"", "") : "";
}

连接到指定 Wifi 后，在选择了要发送的文件后，就启动一个后台线程去主动请求连接服务器端，然后就是进行实际的文件传输操作了

demo 提供的例子是只用来传输图片，但理论上是可以传输任意格式的文件的

private void navToChose() {
	Matisse.from(this)
        .choose(MimeType.ofImage())
        .countable(true)
        .showSingleMediaType(true)
        .maxSelectable(1)
        .capture(false)
        .captureStrategy(new CaptureStrategy(true, BuildConfig.APPLICATION_ID + ".fileprovider"))
        .restrictOrientation(ActivityInfo.SCREEN_ORIENTATION_UNSPECIFIED)
        .thumbnailScale(0.70f)
        .imageEngine(new Glide4Engine())
        .forResult(CODE_CHOOSE_FILE);
}

获取选取的文件的实际路径，并启动 FileSenderService 去进行文件传输操作

@Override
protected void onActivityResult(int requestCode, int resultCode, Intent data) {
    super.onActivityResult(requestCode, resultCode, data);
    if (requestCode == CODE_CHOOSE_FILE && resultCode == RESULT_OK) {
        List<String> strings = Matisse.obtainPathResult(data);
        if (strings != null && !strings.isEmpty()) {
            String path = strings.get(0);
            File file = new File(path);
            if (file.exists()) {
                FileTransfer fileTransfer = new FileTransfer(file);
                Log.e(TAG, "待发送的文件：" + fileTransfer);
                FileSenderService.startActionTransfer(this, fileTransfer, WifiLManager.getHotspotIpAddress(this));
            }
        }
    }
}

将服务器端的 IP 地址作为参数传给 FileSenderService，在正式发送文件前，先发送包含文件信息的 FileTransfer ，并在发送文件的过程中实时更新文件传输状态

@Override
protected void onHandleIntent(Intent intent) {
    if (intent != null && ACTION_START_SEND.equals(intent.getAction())) {
        clean();
        fileTransfer = (FileTransfer) intent.getSerializableExtra(EXTRA_PARAM_FILE_TRANSFER);
        String ipAddress = intent.getStringExtra(EXTRA_PARAM_IP_ADDRESS);
        Log.e(TAG, "IP地址：" + ipAddress);
        if (fileTransfer == null || TextUtils.isEmpty(ipAddress)) {
            return;
        }
        if (TextUtils.isEmpty(fileTransfer.getMd5())) {
            Logger.e(TAG, "MD5码为空，开始计算文件的MD5码");
            if (progressChangListener != null) {
                progressChangListener.onStartComputeMD5();
            }
            fileTransfer.setMd5(Md5Util.getMd5(new File(fileTransfer.getFilePath())));
            Log.e(TAG, "计算结束，文件的MD5码值是：" + fileTransfer.getMd5());
        } else {
            Logger.e(TAG, "MD5码不为空，无需再次计算，MD5码为：" + fileTransfer.getMd5());
        }
        int index = 0;
        while (ipAddress.equals("0.0.0.0") && index < 5) {
            Log.e(TAG, "ip: " + ipAddress);
            ipAddress = WifiLManager.getHotspotIpAddress(this);
            index++;
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        if (ipAddress.equals("0.0.0.0")) {
            return;
        }
        try {
            socket = new Socket();
            socket.bind(null);
            socket.connect((new InetSocketAddress(ipAddress, Constants.PORT)), 20000);
            outputStream = socket.getOutputStream();
            objectOutputStream = new ObjectOutputStream(outputStream);
            objectOutputStream.writeObject(fileTransfer);
            inputStream = new FileInputStream(new File(fileTransfer.getFilePath()));
            startCallback();
            byte[] buf = new byte[512];
            int len;
            while ((len = inputStream.read(buf)) != -1) {
                outputStream.write(buf, 0, len);
                total += len;
            }
            Log.e(TAG, "文件发送成功");
            stopCallback();
            if (progressChangListener != null) {
                //因为上面在计算文件传输进度时因为小数点问题可能不会显示到100%，所以此处手动将之设为100%
                progressChangListener.onProgressChanged(fileTransfer, 0, 100, 0, 0, 0, 0);
                progressChangListener.onTransferSucceed(fileTransfer);
            }
        } catch (Exception e) {
            Log.e(TAG, "文件发送异常 Exception: " + e.getMessage());
            if (progressChangListener != null) {
                progressChangListener.onTransferFailed(fileTransfer, e);
            }
        } finally {
            clean();
        }
    }
}

四、校验文件完整性

文件的完整性主要是通过对比文件前后的 MD5 码值来校验了，文件发送端在发送文件前，先计算得到文件的 MD5 码，将值赋给 FileTransfer 模型传给文件接收端，文件接收端在传输结束后，再次计算本地的文件 MD5 码值，通过对比前后值是否相等，就可以判断文件是否传输完整 MD5 码值通过如下方法计算得到

public class Md5Util {

    public static String getMd5(File file) {
        InputStream inputStream = null;
        byte[] buffer = new byte[2048];
        int numRead;
        MessageDigest md5;
        try {
            inputStream = new FileInputStream(file);
            md5 = MessageDigest.getInstance("MD5");
            while ((numRead = inputStream.read(buffer)) > 0) {
                md5.update(buffer, 0, numRead);
            }
            inputStream.close();
            inputStream = null;
            return md5ToString(md5.digest());
        } catch (Exception e) {
            return null;
        } finally {
            if (inputStream != null) {
                try {
                    inputStream.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    private static String md5ToString(byte[] md5Bytes) {
        StringBuilder hexValue = new StringBuilder();
        for (byte b : md5Bytes) {
            int val = ((int) b) & 0xff;
            if (val < 16) {
                hexValue.append("0");
            }
            hexValue.append(Integer.toHexString(val));
        }
        return hexValue.toString();
    }

}
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