Android 车机蓝牙开发之环境搭建

蓝牙开发环境搭建

车机蓝牙开发与手机蓝牙开发最大的不同是连接过程中的角色,而作为以手机为主要适配目标的 Android 源代码中虽然提供了作为客端蓝牙使用的协议栈,但是在原生的 SDK 中并没有直接提供给我们,这也是车机蓝牙开发首先要面对的棘手问题。

@hide

阅读过 Android 源代码的同学应该对如下格式的注释不会陌生:

/**
* XXXXXXXXXXX
* @hide
*/

@hide 经常会出现在类、方法甚至变量的注释当中,而被标识的 API 在正常开发过程中是无法直接使用的,这也是我们常说的 被隐藏的 API。甚至不用 Google ,只要随便百度一下,成百上千的文章会告诉你如何使用被 hide 了的类、方法和变量。比较常见的有以下几种:

  1. 通过反射调用。好处是只需要关心自己的业务,坏处是调用复杂、可读性差而且效率很低,建议在只需要使用少量被隐藏的 API 时使用该方法。
  2. 修改源码,把 @hide 删除掉。好处很明显,从此不用苦逼兮兮的使用反射了,坏处就更明显了,首先你需要一份源码和源码编译环境,其次需要了解 Android 源码编译,需要对源码结构很熟悉,有比较大的学习成本,再次是动手修改源码很可能引发连锁反应,导致其他 API 受到影响,增加了测试成本,得不偿失。
  3. 利用 Android 源码编译特性来获取全量的 .jar。车机蓝牙模块目前使用的是这种方法,好处是和当前车机上运行的 Android 系统保持一致,对源码没有侵入,使用起来和方法 2 同样方便等,当然坏处是学习成本高。下面重点介绍这种方法。

获取全量 frameworks.jar

三个背景知识

  1. Android 源码编译分为 ROM 和 SDK 两种,ROM 指的是我们常说的刷机包,而 SDK 则是在 Android 开发过程中使用的类、方法、变量、资源、工具等的集合。在开发过程中我们使用 SDK 为我们提供的资源编写程序,利用 SDK 提供的一系列工具编译打包成 .apk 类型的安装包文件,之后就可以把程序部署到手机上,这时我们会发现 .apk 文件少则几 M 多则几十 M ,很明显 SDK 提供给我们开发使用的 android.jar 并没有被包含在 .apk 中,这说明我们 android.jar 只是在编译过程中被使用了,而运行过程中我们调用的 API 则由手机上的系统提供,当我们用反射去调用隐藏的 API ,程序运行过程中如果没有产生崩溃的话,说明手机系统中是存在该 API 的,到这我们可以得出结论,被隐藏的 API 不是被删除,只是被排除在 API docs 之外。
  2. Android 源码编译分为若干的阶段,无论是编译 ROM 还是 SDK ,首先会将代码树上的各个子项目编译成单独的 .jar ,甚至我们可以单独编译其中的一个子项目,感兴趣的同学可以自行了解。所有子项目编译完成后,会根据编译目标的不同,对这些 .jar 进行不同的处理,如果目标为 SDK ,则编译系统会把包含 frameworks.jar 在内的若干个 .jar 组装成我们熟悉的 android.jar ,组装的过程会生成 API docs ,这个东西会决定哪些 API 我们可以使用而哪些不可以,就是在这个时候 @hide 标识发挥了作用,将被标识的 API 从 API docs 中剔除。
  3. Android APP 开发目前使用的 IDE 为 Android Studio(简称 AS ),AS 使用 Gradle 作为编译工具,Gradle 中引用其他类库分为两种情况,compile 和 provided 。compile 表示引用该类库编译工程并将该类库一并编译进最终的 .apk 文件中,而 provided 表示只引用该类库编译工程,但并不将其一并打包进 .apk 文件中。

具体步骤

依据以上三个背景知识,我们可以得出获取全量 frameworks.jar 的方法。

  1. 编译车机 ROM 完成后到 ANDROID_SOURCE/out/target/common/obj/JAVA_LIBRARIES/framework_intermediates/ 路径下,其中的 classes.jar 即为我们要找的全量 frameworks.jar 。将其拷贝出来并重命名为 frameworks_all.jar
  2. frameworks_all.jar 放到 project 中相关 module 的 libs 目录下,修改 module 目录下的 build.gradle 文件:
dependencies {
    provided files('libs/frameworks_all.jar')
}
  1. 修改 module 目录下后缀名为 .iml 的配置文件:
<orderEntry type="jdk" jdkName="Android API 22 Platform" jdkType="Android SDK" />
<orderEntry type="library" exported="" name="frameworks_all" level="project" />

为:

<orderEntry type="library" exported="" name="frameworks_all" level="project" />
<orderEntry type="jdk" jdkName="Android API 22 Platform" jdkType="Android SDK" />

刷新 project 后,我们发现可以 IDE 的自动提示中会包含被隐藏的 API 了,到此开发工作可以开展。.iml 文件是 IDE 自动生成的,每次更新 Gradle 之后都会重新生成一遍,因此这个文件在开发过程中可能会被多次修改。

  1. 步骤 3 保证了我们的开发工作可以正常进行,但是编译会出现错误,原因是 Gradle 编译时优先使用 android.jar 中的 API ,而我们使用的全量 frameworks.jar API 有一部分 android.jar 中是不包含的,因此我们需要让 Gradle 优先使用全量 frameworks.jar 编译我们的项目。修改项目根目录下的 build.gradle 文件:
    buildscript {
       repositories {
          jcenter()
       }
       dependencies {
          classpath 'com.android.tools.build:gradle:2.2.0'
       }
    }
    
    allprojects {
       gradle.projectsEvaluated {
          tasks.withType(JavaCompile) {
             options.compilerArgs.add('-Xbootclasspath/p:chjbluetoothconnection/libs/frameworks_all.jar')
          }
       }
    }
    

-Xbootclasspath/p:$PATH 指令的含义是通知 java VM 优先加载 PATH 下的 .class 完成编译。同时,使用最新版本的 Gradle ,原因是经过测试,低版本的 Gradle 在执行 -Xbootclasspath/p:$PATH 会出现一些问题,原因不详,但是在新版本里面没有出现,姑且认为是 Gradle 本身的 bug。

至此全量 frameworks.jar 的引用就完成了。

获取蓝牙 Pbap 协议栈的支持 .jar

为了方便开发,Android 提供了若干个蓝牙功能的协议栈,我们称之为 profile 。车机蓝牙开发我们需要用到的 profile 主要有:

Profile Description
A2DP Sink 音频相关
HFP Client 电话相关
Avrcp Controller 音频控制相关
Pbap Client 通讯录、通话记录相关

其中除了 Pbap Client 之外,相关代码都包含在 ANDROID_SOURCE/frameworks/base/core/ 路径下,即会随着 frameworks 主体的编译而编译,也就包含在了我们的全量包里面。

Pbap Client 包含在 ANDROID_SOURCE/frameworks/opt/ 路径下,该路径下包含着 frameworks 的可选功能,需要手动编译或修改 Android 源码编译脚本。我们选择手动编译。

具体步骤

  1. 编译车机 ROM 完成后在源码根目录下执行:source build/evnsetup.sh,初始化编译工具
  2. 进入 ANDROID_SOURCE/frameworks/opt/bluetooth/ 路径下执行 mm,对该路径下代码单独编译,生成的 .jar 在 ANDROID_SOURCE/out/target/common/obj/JAVA_LIBRARIES/android.bluetooth.client.pbap_intermediates/ 路径下,将其拷贝出来并重命名为 bluetooth_pbap_client.jar
  3. 进入 ANDROID_SOURCE/frameworks/base/obex/ 路径下执行 mm,对该路径下代码单独编译,生成的 .jar 在 ANDROID_SOURCE/out/target/common/obj/JAVA_LIBRARIES/javax.obex_intermediates/ 路径下,将其拷贝出来并重命名为 javax_obex.jar
  4. 将生成的两个 .jar 文件添加到 module 的 libs 目录下,修改 module 目录下的 build.gradle 文件:
    dependencies {
       compile files('libs/bluetooth_pbap_client.jar')
       compile files('libs/javax_obex.jar')
    }
    

在这里我们使用的是 compile 形式引用 .jar ,原因是这部分代码在系统中不存在,需要工程自己提供相关类来保证程序正常运行。

至此蓝牙 Pbap 协议栈的支持 .jar 的引用就完成了。

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