WiFi掃描場(chǎng)景

WiFi掃描場(chǎng)景根據(jù)設(shè)備的屏幕狀態(tài)、用戶(hù)當(dāng)前的活動(dòng)以及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的不同，而采用了不同的掃描策略。

1.「亮屏且在WiFi設(shè)置界面」：

當(dāng)用戶(hù)在亮屏狀態(tài)下進(jìn)入WiFi設(shè)置界面時(shí)，設(shè)備會(huì)進(jìn)行固定掃描，掃描時(shí)間通常為10秒。這種掃描是為了快速獲取當(dāng)前可用的WiFi網(wǎng)絡(luò)列表，供用戶(hù)選擇連接。

2.「亮屏且不在WiFi設(shè)置界面」：

在這種情況下，Android設(shè)備會(huì)采用二進(jìn)制指數(shù)退避掃描策略。掃描間隔會(huì)根據(jù)一定的算法逐漸增長(zhǎng)，最小間隔為20秒，最大間隔可能達(dá)到160秒。這種策略有助于平衡設(shè)備的能耗和WiFi掃描的效率。

3.「滅屏且有保存的網(wǎng)絡(luò)」：如果設(shè)備處于滅屏狀態(tài)，但之前有保存過(guò)WiFi網(wǎng)絡(luò)，那么設(shè)備會(huì)根據(jù)當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)進(jìn)行掃描。如果已連接到某個(gè)網(wǎng)絡(luò)，則不會(huì)進(jìn)行掃描；否則，設(shè)備會(huì)進(jìn)行PNO（Preferred Network Offload）掃描，即只掃描已保存的網(wǎng)絡(luò)。這種掃描的最小間隔為20秒，最大間隔為60秒。

4.無(wú)保存網(wǎng)絡(luò)」：

在沒(méi)有保存任何WiFi網(wǎng)絡(luò)的情況下，設(shè)備會(huì)進(jìn)行固定掃描，掃描間隔通常為5分鐘。這種掃描的目的是為了通知用戶(hù)周?chē)嬖诳捎玫拈_(kāi)放網(wǎng)絡(luò)。

還有一些特殊場(chǎng)景下的WiFi掃描，例如：

「位置變化」：當(dāng)用戶(hù)攜帶設(shè)備移動(dòng)到新的位置時(shí)，設(shè)備可能會(huì)自動(dòng)觸發(fā)WiFi掃描，以尋找并連接到新的可用網(wǎng)絡(luò)。

「應(yīng)用請(qǐng)求」：某些應(yīng)用可能需要在后臺(tái)請(qǐng)求WiFi掃描，以獲取周?chē)木W(wǎng)絡(luò)信息或進(jìn)行其他相關(guān)操作。在這種情況下，Android系統(tǒng)會(huì)根據(jù)應(yīng)用的權(quán)限和策略來(lái)決定是否允許掃描。

亮屏且在WiFi設(shè)置界面

當(dāng)設(shè)備處于亮屏狀態(tài)且正在WiFi設(shè)置界面時(shí)，WiFi掃描的行為會(huì)更為活躍和精確。這是為了提供一個(gè)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的可用WiFi網(wǎng)絡(luò)列表，以便能夠方便地選擇并連接到合適的網(wǎng)絡(luò)。

1. 「實(shí)時(shí)掃描」：當(dāng)打開(kāi)WiFi設(shè)置界面時(shí)，系統(tǒng)會(huì)立即啟動(dòng)一次WiFi掃描。這次掃描是實(shí)時(shí)的，會(huì)立即搜索并列出當(dāng)前可用的WiFi網(wǎng)絡(luò)。
2. 「持續(xù)刷新」：一旦掃描開(kāi)始，系統(tǒng)會(huì)持續(xù)刷新WiFi網(wǎng)絡(luò)列表，以確保列出的網(wǎng)絡(luò)是最新的。通過(guò)定期重新掃描或監(jiān)聽(tīng)網(wǎng)絡(luò)變化事件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
3. 「網(wǎng)絡(luò)信號(hào)強(qiáng)度顯示」：在WiFi設(shè)置界面，除了列出網(wǎng)絡(luò)名稱(chēng)（SSID）外，系統(tǒng)還會(huì)顯示每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)強(qiáng)度。這有助于判斷哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)更好，從而做出更明智的連接選擇。
4. 「安全性標(biāo)識(shí)」：對(duì)于每個(gè)列出的WiFi網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)還會(huì)顯示其安全性信息（如開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)、WPA2-PSK等）。這有助于了解網(wǎng)絡(luò)的安全性，并決定是否信任并連接到該網(wǎng)絡(luò)。
5. 「用戶(hù)交互」：在WiFi設(shè)置界面，可以進(jìn)行多種操作，如點(diǎn)擊某個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接、輸入密碼、忘記網(wǎng)絡(luò)等。這些操作會(huì)觸發(fā)相應(yīng)的系統(tǒng)響應(yīng)，如啟動(dòng)連接過(guò)程、驗(yàn)證密碼等。

亮屏且在WiFi設(shè)置界面時(shí)設(shè)備會(huì)進(jìn)行固定掃描，掃描時(shí)間通常為10秒。這種掃描是為了快速獲取當(dāng)前可用的WiFi網(wǎng)絡(luò)列表，供用戶(hù)選擇連接。WIFI_RESCAN_INTERVAL_MS為 10 * 1000(10秒)。

//WifiTracker.java
public void handleMessage(Message message) {
    if (message.what != MSG_SCAN) return;
    if (mWifiManager.startScan()) {
        mRetry = 0;
    } else if (++mRetry >= 3) {
        mRetry = 0;
        if (mContext != null) {
            Toast.makeText(mContext, R.string.wifi_fail_to_scan, Toast.LENGTH_LONG).show();
        }
        return;
    }
    sendEmptyMessageDelayed(MSG_SCAN, WIFI_RESCAN_INTERVAL_MS);
}

亮屏且不在WiFi設(shè)置界面

當(dāng)設(shè)備的屏幕處于亮屏狀態(tài)，但并不在WiFi設(shè)置界面時(shí)，WiFi掃描的行為會(huì)有所不同。在這種情況下，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)一系列策略和算法來(lái)管理WiFi掃描，以平衡設(shè)備的能耗、性能和用戶(hù)體驗(yàn)。

1. 「減少掃描頻率」：與在WiFi設(shè)置界面時(shí)相比，當(dāng)不在該界面時(shí)，系統(tǒng)通常會(huì)減少WiFi掃描的頻率。這是為了降低設(shè)備的能耗，并避免在不必要的情況下進(jìn)行過(guò)多的網(wǎng)絡(luò)搜索。
2. 「二進(jìn)制指數(shù)退避掃描」：為了進(jìn)一步優(yōu)化掃描行為，Android系統(tǒng)可能會(huì)采用二進(jìn)制指數(shù)退避掃描策略。每次掃描之間的間隔會(huì)逐漸增加，基于一個(gè)退避算法。初始間隔可能較短，但隨著連續(xù)掃描次數(shù)的增加，間隔會(huì)逐漸延長(zhǎng)。這種策略有助于減少掃描的頻繁性，同時(shí)能夠保持對(duì)可用網(wǎng)絡(luò)的檢測(cè)能力。
3. 「應(yīng)用層請(qǐng)求」：盡管系統(tǒng)減少了自動(dòng)掃描的頻率，但應(yīng)用程序仍然可以在后臺(tái)請(qǐng)求WiFi掃描。例如，某些應(yīng)用可能需要獲取周?chē)木W(wǎng)絡(luò)信息以執(zhí)行其功能。在這種情況下，系統(tǒng)會(huì)評(píng)估應(yīng)用的權(quán)限和請(qǐng)求，并根據(jù)需要執(zhí)行掃描。
4. 「位置和網(wǎng)絡(luò)變化觸發(fā)」：如果設(shè)備的位置發(fā)生變化或檢測(cè)到網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)發(fā)生變化（例如，從移動(dòng)數(shù)據(jù)切換到WiFi），系統(tǒng)可能會(huì)自動(dòng)觸發(fā)一次WiFi掃描。確保設(shè)備能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并連接到新的可用網(wǎng)絡(luò)。
5. 「用戶(hù)手動(dòng)觸發(fā)」：盡管系統(tǒng)減少了自動(dòng)掃描，仍然可以手動(dòng)觸發(fā)WiFi掃描。例如，可以通過(guò)下拉通知欄并點(diǎn)擊“WiFi”圖標(biāo)來(lái)重新掃描可用網(wǎng)絡(luò)。

亮屏且不在WiFi設(shè)置界面時(shí)掃描間隔會(huì)根據(jù)一定的算法逐漸增長(zhǎng)，最小間隔為20秒，最大間隔可能達(dá)到160秒。

startConnectivityScan --> startPeriodicScan --> startPeriodicSingleScan

//WifiConnectivityManager.java

//掃描間隔定義
// Periodic scan interval in milli-seconds. This is the scan
// performed when screen is on.
public static final int PERIODIC_SCAN_INTERVAL_MS = 20 * 1000; // 20 seconds
// When screen is on and WiFi traffic is heavy, exponential backoff
// connectivity scans are scheduled. This constant defines the maximum
// scan interval in this scenario.
@VisibleForTesting
public static final int MAX_PERIODIC_SCAN_INTERVAL_MS = 160 * 1000; // 160 seconds

private void startConnectivityScan(boolean scanImmediately) {
        
    // Always stop outstanding connecivity scan if there is any
    stopConnectivityScan();
 
    if (mWifiState != WIFI_STATE_CONNECTED && mWifiState != WIFI_STATE_DISCONNECTED) {
        return;
    }
 
    if (mScreenOn) {
        startPeriodicScan(scanImmediately);
    } else {
        if (mWifiState == WIFI_STATE_DISCONNECTED && !mPnoScanStarted) {
            startDisconnectedPnoScan();
        }
    }
}

private void startPeriodicScan(boolean scanImmediately) {
    mPnoScanListener.resetLowRssiNetworkRetryDelay();
 
    if (scanImmediately) {
        resetLastPeriodicSingleScanTimeStamp();
    }
    mPeriodicSingleScanInterval = PERIODIC_SCAN_INTERVAL_MS;
    startPeriodicSingleScan();
}

// Start a single scan and set up the interval for next single scan.
private void startPeriodicSingleScan() {
    long currentTimeStamp = mClock.getElapsedSinceBootMillis();
 
    if (mLastPeriodicSingleScanTimeStamp != RESET_TIME_STAMP) {
        long msSinceLastScan = currentTimeStamp - mLastPeriodicSingleScanTimeStamp;
        if (msSinceLastScan < PERIODIC_SCAN_INTERVAL_MS) {
            localLog("Last periodic single scan started " + msSinceLastScan + "ms ago, defer this new scan request.");
            schedulePeriodicScanTimer(PERIODIC_SCAN_INTERVAL_MS - (int) msSinceLastScan);
            return;
        }

        if (isScanNeeded) {
            mLastPeriodicSingleScanTimeStamp = currentTimeStamp;
            startSingleScan(isFullBandScan, WIFI_WORK_SOURCE);
            schedulePeriodicScanTimer(mPeriodicSingleScanInterval);
 
            // Set up the next scan interval in an exponential backoff fashion.
            mPeriodicSingleScanInterval *= 2;
            if (mPeriodicSingleScanInterval >  MAX_PERIODIC_SCAN_INTERVAL_MS) {
                mPeriodicSingleScanInterval = MAX_PERIODIC_SCAN_INTERVAL_MS;
            }
        } else {
            // Since we already skipped this scan, keep the same scan interval for next scan.
            schedulePeriodicScanTimer(mPeriodicSingleScanInterval);
        }
    }
}

滅屏且有保存的網(wǎng)絡(luò)

當(dāng)設(shè)備處于滅屏狀態(tài)，存在已保存的WiFi網(wǎng)絡(luò)時(shí)，WiFi掃描行為會(huì)呈現(xiàn)出一種特定的模式。系統(tǒng)會(huì)根據(jù)之前的連接記錄和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，以高效且節(jié)能的方式管理WiFi連接。

1. 「已連接網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)監(jiān)控」：如果設(shè)備當(dāng)前已連接到某個(gè)已保存的WiFi網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)會(huì)持續(xù)監(jiān)控該網(wǎng)絡(luò)的連接狀態(tài)。只要連接穩(wěn)定且信號(hào)良好，設(shè)備通常不會(huì)進(jìn)行額外的WiFi掃描。
2. 「未連接網(wǎng)絡(luò)的PNO掃描」：如果設(shè)備未連接到任何已保存的WiFi網(wǎng)絡(luò)，會(huì)執(zhí)行PNO（Preferred Network Offload）掃描。掃描僅針對(duì)已保存的網(wǎng)絡(luò)列表進(jìn)行，而不是對(duì)整個(gè)可用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行掃描。有助于節(jié)省設(shè)備能耗，同時(shí)確保能夠快速連接到已知的、可信的網(wǎng)絡(luò)。
3. 「掃描間隔優(yōu)化」：為了平衡掃描的準(zhǔn)確性和設(shè)備的能耗，PNO掃描的間隔會(huì)經(jīng)過(guò)優(yōu)化。通常情況下，最小掃描間隔可能設(shè)置為20秒，而最大間隔可能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況和設(shè)備策略進(jìn)行調(diào)整，通常不會(huì)超過(guò)幾分鐘。確保了設(shè)備在需要時(shí)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并連接到已保存的網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)不會(huì)在不需要時(shí)過(guò)度消耗電池電量。
4. 「用戶(hù)位置和網(wǎng)絡(luò)變化的響應(yīng)」：如果在滅屏狀態(tài)下移動(dòng)到了新的位置，或者網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)發(fā)生了變化（例如，其他已保存的網(wǎng)絡(luò)變得可用），系統(tǒng)可能會(huì)根據(jù)這些變化調(diào)整掃描策略。包括縮短掃描間隔或觸發(fā)額外的掃描，以確保設(shè)備能夠及時(shí)響應(yīng)這些變化。
5. 「系統(tǒng)通知和提醒」：當(dāng)設(shè)備發(fā)現(xiàn)已保存的WiFi網(wǎng)絡(luò)變得可用時(shí)，可能會(huì)通過(guò)系統(tǒng)通知或提醒來(lái)告知用戶(hù)。用戶(hù)可以選擇手動(dòng)連接到該網(wǎng)絡(luò)，或者設(shè)置設(shè)備在下次亮屏?xí)r自動(dòng)連接。

滅屏且有保存的網(wǎng)絡(luò)，最小間隔min=20s，最大間隔max=20s*3=60s，不同Android版本可能存在差異。

無(wú)保存網(wǎng)絡(luò)

當(dāng)設(shè)備處于無(wú)保存網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)時(shí)，WiFi掃描行為會(huì)呈現(xiàn)出一種特定的模式。在這種情況下，設(shè)備沒(méi)有預(yù)先保存的WiFi網(wǎng)絡(luò)信息，需要通過(guò)掃描來(lái)尋找可用的網(wǎng)絡(luò)。

1. 「定期掃描」：由于沒(méi)有保存的網(wǎng)絡(luò)信息，設(shè)備會(huì)定期進(jìn)行WiFi掃描，以搜索并發(fā)現(xiàn)可用的網(wǎng)絡(luò)。掃描通常是在設(shè)備處于亮屏狀態(tài)時(shí)進(jìn)行的，掃描的頻率可能會(huì)受到系統(tǒng)策略和設(shè)備設(shè)置的影響。
2. 「掃描間隔」：在無(wú)保存網(wǎng)絡(luò)的情況下，掃描間隔可能會(huì)相對(duì)較長(zhǎng)，以減少設(shè)備的能耗。具體的掃描間隔因設(shè)備和系統(tǒng)版本的不同而有所差異，通常會(huì)設(shè)置為幾分鐘或更長(zhǎng)的時(shí)間。
3. 「用戶(hù)交互觸發(fā)」：除了定期掃描外，也可以通過(guò)一些交互操作來(lái)觸發(fā)WiFi掃描。例如，可以在設(shè)置菜單中手動(dòng)打開(kāi)WiFi開(kāi)關(guān)，或者通過(guò)下拉通知欄并點(diǎn)擊WiFi圖標(biāo)來(lái)觸發(fā)掃描。
4. 「網(wǎng)絡(luò)選擇提示」：當(dāng)設(shè)備發(fā)現(xiàn)可用的WiFi網(wǎng)絡(luò)時(shí)，系統(tǒng)通常會(huì)顯示一個(gè)通知或提示，告知有新的網(wǎng)絡(luò)可用?？梢渣c(diǎn)擊通知來(lái)查看網(wǎng)絡(luò)列表，并選擇要連接的網(wǎng)絡(luò)。
5. 「安全性與信號(hào)強(qiáng)度考慮」：在選擇要連接的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，通常會(huì)考慮網(wǎng)絡(luò)的安全性和信號(hào)強(qiáng)度。系統(tǒng)會(huì)顯示每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的安全性信息（如開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)、WPA2-PSK等）以及信號(hào)強(qiáng)度指示，幫助用戶(hù)做出更明智的連接決策。

//WifiStateMachine.java
class DisconnectedState extends State {
    @Override
    public void enter() {
        Log.i(TAG, "disconnectedstate enter");
        // We dont scan frequently if this is a temporary disconnect
        // due to p2p
        if (mTemporarilyDisconnectWifi) {
            p2pSendMessage(WifiP2pServiceImpl.DISCONNECT_WIFI_RESPONSE);
            return;
        }
        /** clear the roaming state, if we were roaming, we failed */
        mIsAutoRoaming = false;
 
        mWifiConnectivityManager.handleConnectionStateChanged(
                WifiConnectivityManager.WIFI_STATE_DISCONNECTED);
 
        /**
         * If we have no networks saved, the supplicant stops doing the periodic scan.
         * The scans are useful to notify the user of the presence of an open network.
         * Note that these are not wake up scans.
         */
        if (mNoNetworksPeriodicScan != 0 && !mP2pConnected.get()
                && mWifiConfigManager.getSavedNetworks().size() == 0) {
            sendMessageDelayed(obtainMessage(CMD_NO_NETWORKS_PERIODIC_SCAN,
                    ++mPeriodicScanToken, 0), mNoNetworksPeriodicScan);
        }
 
        mDisconnectedTimeStamp = mClock.getWallClockMillis();
        mWifiStateTracker.updateState(WifiStateTracker.DISCONNECTED);
    }
}

//其中掃描周期
mNoNetworksPeriodicScan = mContext.getResources().getInteger(R.integer.config_wifi_no_network_periodic_scan_interval);

frameworks/base/core/res/res/values/config.xmlmNoNetworksPeriodicScan在config.xml中注冊(cè)，周期為5分鐘

<!-- Integer indicating the framework no networks periodic scan interval in milliseconds. -->
<integer translatable="false" name="config_wifi_no_network_periodic_scan_interval">300000</integer>

為了優(yōu)化能耗和用戶(hù)體驗(yàn)，Android系統(tǒng)可能會(huì)采用一些節(jié)能策略來(lái)限制WiFi掃描的頻率和持續(xù)時(shí)間。例如，在設(shè)備處于滅屏狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)可能會(huì)減少或暫停WiFi掃描，以延長(zhǎng)電池壽命。而在設(shè)備電量較低或處于節(jié)能模式下時(shí)，系統(tǒng)也可能會(huì)限制WiFi掃描的行為。