前言

经过一个多月的时间蓝牙多设备连接的重构终于告一段落了，这次的重构不止是代码方面的完善，还结合了一些用户的使用场景，另外增加一些离线操作，使手机端对蓝牙的操作更加的便捷，对蓝牙设备的管理更加统一。

场景分析

支持的场景

• 多设备连接（一个血压计和一个厨房秤）—— 在饭点，使用同一个手机连接血压计和厨房秤，病人在测量血压，家人在做饭称量菜品。
• 把连接到的设备信息保存到本地——方便下次自动连接。
• 把蓝牙返回结果保存本地——方便在其他页面获取数据显示UI。
• 同种设备只能连接一个——保持连接设备的唯一性，防止找不到连接的设备。
• 可以在蓝牙列表扫描到所支持的设备，并连接、断开和删除蓝牙——对蓝牙设备进行管理，查看自己扫描到的设备，并查看蓝牙的连接状态。
• 启动 App 可以自动连接上一次已经连接过的设备——可以快速的使用设备。

暂不支持的场景

• 同时扫描多个同种设备——可能导致连接到了设备，而不知道连接的是哪个设备。
• 新旧设备替换——不能直接进行替换，需要在设备列表页面删除旧设备，之后关掉旧设备，重新扫描新设备。

场景实现

效果展示

多设备连接

现在一台手机可以连接多个设备，例如连接蓝牙耳机，智能手环等。既然手机可以连接多个设备，那么移动应用也是可以连接多个设备的（血压计、心率计等），下面就是移动应用 App 实现多设备连接的思路方法。

实现思路

关于蓝牙连接，主要是 BluetoothGatt 这个类型，每个蓝牙的连接都需要用独立且唯一的 BluetoothGatt 。开始的想法是每个蓝牙都重新创建一个 Service， 在新的 Service 内使用 BluetoothGatt 进行连接，然而这个方法是可以实现多设备连接，但是创建多个 Service 对手机消耗比较大。之后，想到把 BluetoothGatt 保存起来不就可以了么，那用什么保存呢，既可以临时保存多个，又可以按照需要获取相对应的 BluetoothGatt 。在 java 里面有个类型 Map(String, Object) ，它是以 key-value 的形式存储到 Map 中。可以根据当时的 Key 来取相应的 Value 值，而且在关掉进程时相应的变量也就释放了。

代码实现

    private Map<String, BluetoothGatt> mBluetoothGattMap = new HashMap<>(); //临时保存 BluetoothGatt
    private Map<String, BluetoothGattCharacteristic> mGattCharacteristicMap = new HashMap<>();// 临时保存蓝牙的特征值 Characteristic
    private Map<String, BluetoothInfo> mBluetoothInfoMap = new HashMap<>();// 临时保存自己设置的蓝牙信息（deviceName、deviceType、startCMD、stopCMD 等）
    private Map<BluetoothGatt, String> mDeviceTypeMap = new HashMap<>();// 临时存储 deviceType 
    private Map<String, GGBLEDeviceEntity> mConnectModelMap = new HashMap<>();// 临时存储 已连接的设备
//...
/**
     * 连接设备
     *
     * @param deviceType 设备类型
     * @return true 连接成功，false连接失败
     */
    boolean connectBluetooth(Context context, String deviceType, String deviceAddress) {
       //...
        BluetoothDevice device = mBluetoothAdapter.getRemoteDevice(deviceAddress);//根据 mac 地址获取蓝牙设备
      //...
        BluetoothGatt bluetoothGatt = device.connectGatt(this, false, mGattCallback);// 对蓝牙进行连接操作
      //...
        mBluetoothGattMap.put(deviceType, bluetoothGatt);//把 BluetoothGatt 已 key-value 的形式临时保存起来

        return true;

    }

设备自动连接

要有良好的用户操作体验，我们应该避免对一些无关的操作重复进行。例如我们第一次打开应用连接了蓝牙设备，以后再打开 App 不需要重复操作连接过程，用户就可以少打开一个页面，少点击两次按钮。减少用户重复操作，让用户直接进入正题，提高主功能的使用率。

实现思路

在 Android 中连接蓝牙的方法是

public BluetoothGatt connectGatt(Context context, boolean autoConnect,
                                     BluetoothGattCallback callback) {
        return (connectGatt(context, autoConnect,callback, TRANSPORT_AUTO));
    }

其中 BluetoothGatt 是每个连接成功的蓝牙返回唯一的属性。当蓝牙设备连接成功后会返回唯一的 BluetoothGatt ，并用它进行对蓝牙的命令操作；autoConnect 是设置是否为自动连接的一个属性，然而根据我自己的测试，当 autoConnect 的属性设置为 true 时，是有可能自动连接的，但是有时也会失效，所以不采用；BluetoothGattCallback 是蓝牙连接、命令操作，数据返回等成功时的回调。
因为 autoConnect 的设置具有不确定性，所以我们采取另一种方式：当我们第一次连接蓝牙成功的时候，把蓝牙的 Mac 地址存储起来；在第二次启动 App 的时候，先把蓝牙的 Mac 地址从 SharedPreferences 中取出来，用 Mac 地址进行连接，如果连接失败（可能结果是设备不对或者设备没有打开），我们就开启蓝牙扫描功能，进行重新扫描设备，打开设备进行连接。

代码实现

/**
  *保存 mac 地址到 SharedPreferences
  */
public void saveMac(Context context, String macAddress){
if (null != context) {
            SharedPreferences sharedPreferences = context.getSharedPreferences(BLUETOOTH_MAC_TABLE, Context.MODE_PRIVATE);
            SharedPreferences.Editor editor = sharedPreferences.edit();
            editor.putString(deviceType, bluetoothAddress);
            editor.apply();
            GGLog.i(TAG, "save success");
        }
}

void autoConnect(Context context, final String deviceType) {
        /*防止蓝牙 adapter 为空，程序崩溃*/
        if (null == mBluetoothAdapter) {
            GGLog.e(TAG, "method discoveryBluetooth n mBluetoothAdapter is null");
            return;
        }
        //根据 deviceType 获取 蓝牙 mac 地址
        SharedPreferences sharedPreferences = context.getSharedPreferences(BLUETOOTH_MAC_TABLE, Context.MODE_PRIVATE);
        String deviceAddress = sharedPreferences.getString(deviceType, "");
        if (!"".equals(deviceAddress)) {
            if (!deviceAddressList.contains(deviceAddress)) {
                deviceAddressList.add(deviceAddress);
            }
            connectBluetooth(context, deviceType, deviceAddress);// 连接设备
        }
    }

void connectBluetooth(Context context, String deviceType, String deviceAddress){
//...
// 连接失败 开启扫描功能
if (!bluetoothGatt.connect() || bluetoothGatt.getServices().size() == 0) {
            startScan();
            new Handler().postDelayed(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    stopScan();//十秒后停止扫描
                }
            }, 10000);
            return false;
        }
}

不同页面共享结果数据

在移动端我们很多时候，同一份数据要在多个页面上显示，又不想多次调用接口，我们只好把数据保存到本地，来达到数据共享的目的。

实现思路

在我这蓝牙的开发中，是使用 SQL 对数据进行保存。蓝牙测量中的数据因为是实时更新，我们不需要进行缓存，只要把测量的数据结果和蓝牙的信息存储下来就可以了。
使用 SQL 有一点不好的是使用 ContentValues 以 key-value 的形式进行存储，那么带来一个问题就是 key 我们手写很容易写错，所以可能一不小心就会万劫不复。在 Git 上有个轻量级的数据库第三方 Litepal (https://github.com/LitePalFramework/LitePal) ，它操作简单，不需要手写 key ，对一些常用的增删改查都进行了封装，而且还支持手写 SQL 语句，在 CSDN 上博客专家郭霖有详细的介绍 Litepal 的说明和使用方法。在这里我使用的是原生的 SQL ，防止与库外的第三方冲突。
蓝牙设备信息的保存，我存储了以下信息：

对测量结果的存储内容是：

代码实现

/**
     * 插入一条测量结果。因为数据库是封装在蓝牙库里面，我们获取不到 Application的 Context 所以传递一个 context
     */
    void insertComplete(Context context, CompleteModel entity) {
        SQLiteTemplate sqLiteTemplate = SQLiteTemplate.getInstance(context, instance.mBLEDBManager, false);
        ContentValues values = new ContentValues();
        values.put("deviceType", entity.getDeviceType()); //保存蓝牙设备类型
        values.put("measuredData", Arrays.toString(entity.getMeasuredData()));//保存测量结果
        values.put("measuredTime", entity.getMeasuredTime());// 保存测量时间
        values.put("isUpdate", entity.isUpdate());//保存是否已经上传完毕
        sqLiteTemplate.insert("ble_complete_table", values);// 数据插入表中
    }

这些都是移动端对数据库的简单操作，剩下的 更新、删除、查找的方法就不都一一列举了。对于蓝牙设备信息的存储与保存测量结果相似，也不列举了。

蓝牙搜索、连接、删除

既然我们有单独蓝牙列表页面，那么就要有对蓝牙的一些基本的操作。在列表页面我们可以对蓝牙进行搜索，发现周围打开的蓝牙设备；点击链接，连接我们需要使用的血压计、厨房秤等；长安断开链接并删除相应的蓝牙设备，当我们设备不再使用或者更换新设备的时候，我们可以删除多余的设备，使页面看起来更加简洁。

实现思路

首先，我们在BluetoothService里面对扫描到的蓝牙进行区分，检查是否是我们设定的的蓝牙设备（extends BaseBluetoothAdapter的类），根据设定的蓝牙名称（deviceName）筛选扫描到的设备，之后把设备通过 Listener 监听传递到 Activity 中，并添加到列表里显示出来。

代码实现

以下是 BluetoothService 中蓝牙扫描结果的处理

private void scanResult(BluetoothDevice device, int type) {
        if (null != device) {
            String name = device.getName();//获取扫描到的设备名称
            if (null != name) {
                //获取我们自己设定的蓝牙详情（deviceType、deviceName等）
                for (BluetoothInfo bluetoothInterface : mInterfaceList) {
                    String deviceName = bluetoothInterface.getDeviceName();
                    //判断设备名称是否与我们自己设定的名称相同
                    if (!deviceName.equals(name)) {
                        continue;
                    }
                    //判断设备是否已经添加到列表中
                    if (deviceNameList.contains(deviceName)) {
                        continue;
                    }
                    // 把设备名称添加到列表中
                    if (!deviceNameList.contains(deviceName)) {
                        deviceNameList.add(deviceName);
                    }
                    //如果扫描到的设备是上次连接过的设备，则自动连接。
                    if (null != deviceAddressList && deviceAddressList.size() > 0) {
                        for (String address : deviceAddressList) {
                            if (address.equals(device.getAddress())) {
                                connectBluetooth(null, bluetoothInterface.getDeviceType(), address);
                            }
                        }
                    }
                    GGBLEDeviceEntity entity = BLEDeviceToGGBLEEntity(bluetoothInterface.getDeviceType(), device);//把bluetoothDevice 转换成我们自定义的BLEEntity。
                    if (null != mResultListener) {
                        mResultListener.onScanResult(entity);//扫描结果监听赋值
                    } else {
                        setError(bluetoothInterface.getDeviceType(), HHCBluetoothProfile.ERROR_NULL, "mResultListener is null");
                    }
                }
            }
        }
    }

其他

• 在多设备连接中，需要时刻获取到连接的设备是什么，才能获取到相应的数据。通过 onBluetoothConnectStatus 接口方法只能在连接状态发生改变的时候才会回调，不能在已进入页面的时候就获取到设备的连接状态，因此我们在 BluetoothService 中提供两个方法：

//根据设备类型获取连接的蓝牙设备
GGBLEDeviceEntity getConnectedDevice(String deviceType) {
        return mConnectModelMap.get(deviceType);
    }
//获取所有的连接设备
List<GGBLEDeviceEntity> getAllConnectedDevice() {
        List<GGBLEDeviceEntity> connectModelList = new ArrayList<>();
        for (String type : mConnectModelMap.keySet()) {
            connectModelList.add(mConnectModelMap.get(type));
        }
        return connectModelList;
    }

• 在 service 中不能持久化 Context ，如果定义了 Context 会发生内存溢出，所以在我们所提供的方法中都会传入 context 用于承接上下文。
• 我把 service 内对外开放的方法都集中在一个类里，方便调用和管理。
• 蓝牙扫描的方法有三种：
  1、在5.0之前使用的是：mBluetoothAdapter.startLeScan(mLeScanCallback);;
  对应的停止扫描为：mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);
  2、在 Android 5.0之后 使用的是：mBluetoothAdapter.getBluetoothLeScanner().startScan(mScanCallback);;
  对应的停止扫描为：mBluetoothAdapter.getBluetoothLeScanner().stopScan(mScanCallback);
  3、一种通用的扫描方法：mBluetoothAdapter.startDiscovery();；
  对应的停止扫描为：mBluetoothAdapter.cancelDiscovery();

总结

• 在这次的开发中，主要面临的问题是场景方面的考虑，开始只是单一的想要进行多个设备的连接，没有考虑现实中的场景，做出的第一个版本，只能在同一个 Activity 中进行多设备连接，而不能各自在不同的页面进行操作，数据也不能共享；之后和 leader 多次讨论，想到很多场景，结合这些场景，罗列出开发功能，并调整代码结构，让使用者使用起来更加方便。总之，一切的功能开发都是需要场景来支撑。
• 在数据存储这方面还有待改进，手写的 key-value 形式很容易出现书写错误，即使写错也不容易找到错误出处。改进方向是数据存储直接存储对象而不是一个一个的 key-value 进行存储。

* demo 下载地址：https://github.com/wdmxzf/BluetoothDemo