Android蓝牙API怎么用？Android蓝牙开发教程详解

Android蓝牙开发的核心在于精准把握蓝牙适配器的生命周期管理、安全高效的通信机制以及严格的权限控制策略。对于开发者而言，实现稳定蓝牙通信的关键，不在于单一的API调用，而在于构建一个包含权限动态申请、配对状态监听、线程安全通信及异常捕获的完整闭环体系。只有理解并驾驭了这一整套流程,才能在碎片化严重的Android生态中开发出高质量的蓝牙应用。

权限管理：蓝牙开发的基石与合规性保障

在Android蓝牙开发中，权限配置是首要且最具风险的一环，随着Android系统版本的迭代，特别是Android12（API31）的更新,权限模型发生了根本性变化。

1. 传统权限模型（Android11及以下）
   在旧版本系统中，开发者需要在AndroidManifest.xml中声明BLUETOOTH和BLUETOOTH_ADMIN权限，若需扫描设备，还需申请ACCESS_FINE_LOCATION或ACCESS_COARSE_LOCATION权限。这里存在一个常见的认知误区：许多开发者忽略了位置权限，导致扫描不到任何设备。因为蓝牙扫描结果在旧机制下被视为位置敏感数据。

2. 现代权限模型（Android12及以上）
   Google引入了更细粒度的权限管理。BLUETOOTH_SCAN、BLUETOOTH_CONNECT和BLUETOOTH_ADVERTISE取代了部分旧权限的功能。

   • BLUETOOTH_SCAN：用于扫描附近设备。
   • BLUETOOTH_CONNECT：用于建立连接和数据传输。
   • BLUETOOTH_ADVERTISE：用于广播当前设备。
     这一变革极大地提升了用户隐私保护，但也要求开发者在代码层面进行动态适配。开发者必须在运行时检查系统版本，动态申请对应的权限，否则应用将直接抛出SecurityException导致崩溃。

核心架构：BluetoothAdapter与设备发现机制

BluetoothAdapter是所有蓝牙交互的入口点，相当于本地蓝牙设备的“管家”,获取其实例是所有操作的第一步。

1. 适配器初始化与启用
   通过BluetoothAdapter.getDefaultAdapter()获取实例，若返回null，则说明设备不支持蓝牙。在执行任何操作前，必须检查蓝牙是否开启。推荐使用Intent唤起系统对话框请求开启，而非强制后台开启,这符合现代Android的用户体验规范。

2. 设备扫描的高效策略
   扫描是一个高功耗操作。BluetoothAdapter.startDiscovery()是一个阻塞式的过程，它会扫描所有设备（经典蓝牙和低功耗蓝牙混杂）。

   • 问题点：频繁扫描会导致电量激增,且容易造成UI线程卡顿。
   • 解决方案：扫描应在子线程中进行，或使用BluetoothLeScanner（针对BLE）进行低功耗扫描。务必在找到目标设备或Activity销毁时调用cancelDiscovery()停止扫描，这是释放资源的关键步骤。

3. 配对状态监听
   扫描到的设备可能处于未配对、已配对或正在配对状态，开发者需要注册BroadcastReceiver监听ACTION_BOND_STATE_CHANGED广播。只有当BondState变为BOND_BONDED时，才意味着配对成功，可以尝试建立Socket连接。试图连接未配对设备通常会因认证失败而报错。

数据传输：Socket通信与线程安全模型

蓝牙连接的本质是Socket通信，在android蓝牙api_Android的架构设计中，BluetoothSocket和BluetoothServerSocket分别扮演客户端和服务端的角色。

1. 连接建立流程

   • 服务端：调用listenUsingRfcommWithServiceRecord监听特定UUID的端口,阻塞等待连接请求。
   • 客户端：使用目标设备的createRfcommSocketToServiceRecord方法，传入相同的UUID发起连接。
     UUID必须全局唯一且两端一致，这是建立通信隧道的“暗号”。常用的SPP（串口仿真）UUID为00001101-0000-1000-8000-00805F9B34FB。

2. 多线程与阻塞处理
   connect()方法是阻塞调用，可能耗时数秒。严禁在主线程（UI线程）调用connect方法，否则会触发NetworkOnMainThreadException或导致界面ANR。

   • 最佳实践：为每个连接创建独立的线程（或使用线程池）。
   • 连接超时处理：设置合理的超时机制,避免无限等待。
   • 断线重连：网络波动是常态,代码中必须包含Socket关闭后的重试逻辑。

3. 数据流的读写
   连接成功后，通过getInputStream()和getOutputStream()获取IO流。

   • 读取数据：读取流也是阻塞的,通常在一个死循环中不断读取。
   • 数据完整性：蓝牙传输存在分包、粘包现象。开发者需要在应用层定义协议头和尾，或增加长度字段，自行处理数据包的拼接与解析。切勿假设一次read()就能读取到一个完整的业务数据包。

异常处理与资源释放：稳定性保障

蓝牙连接极其脆弱，距离、障碍物、系统休眠都可能导致连接中断。

1. 异常捕获策略
   IOException是蓝牙开发中最常见的异常，在读写操作中，一旦捕获到异常，通常意味着连接已断开，此时不应仅仅打印日志，而应立即触发“清理资源-通知UI-尝试重连”的流程。

2. 资源释放顺序
   资源泄漏是蓝牙应用导致手机发热、卡顿的主因,正确的关闭顺序至关重要：

   • 先关闭IO流（InputStream、OutputStream）。
   • 再关闭BluetoothSocket。
   • 最后将引用置空。
     在Activity或Service的onDestroy生命周期中，必须强制执行上述释放逻辑。

3. BLE与经典蓝牙的抉择
   若开发场景是智能硬件（手环、传感器），应优先选择BLE（低功耗蓝牙），BLE采用GATT协议，通过BluetoothGatt进行交互，支持更灵活的服务发现机制，功耗仅为经典蓝牙的十分之一。混淆经典蓝牙API与BLEAPI是新手常犯的错误，两者架构完全不同，不可混用。

相关问答

Q1：Android12及以上版本蓝牙扫描不到设备，且没有报错，是什么原因？

A1：这通常是权限适配问题，在Android12中，如果应用目标SDK版本为31或更高，仅申请位置权限已不足以扫描设备。必须申请BLUETOOTH_SCAN权限。如果应用不需要推导物理位置，可以在Manifest中为该权限添加android:usesPermissionFlags="neverForLocation"属性，这样系统就不会强制要求位置权限，但扫描结果中将不包含精确的位置信息，请检查代码逻辑,确保动态申请了正确的权限组。

Q2：蓝牙连接成功后，数据传输过程中经常出现数据丢失或乱码，如何解决？

A2：这属于应用层协议设计问题，蓝牙底层传输只保证字节流的传输,不保证业务数据包的完整性。

1. 处理粘包/分包：不要假设一次read操作对应一次write操作，应该定义数据帧结构，[帧头][数据长度][数据体][校验码][帧尾]。
2. 读取缓冲区：在读取流时，将数据先存入缓冲区（如ByteArrayOutputStream）,根据协议头尾进行截取和解析。
3. 字符编码：确保发送端和接收端使用相同的字符编码（如UTF-8）,否则中文字符极易出现乱码。

如果您在Android蓝牙开发中遇到过更棘手的坑，或者有独特的优化方案,欢迎在评论区分享您的经验！