NetworkCallback: какво е, приложение и обработка на мрежа в Android

Какво е NetworkCallback?

NetworkCallback — абстрактен клас от пакета android.net, който е част от Android SDK. Предназначен е за получаване на известия за промени в състоянието на мрежовата връзка чрез системната услуга ConnectivityManager.

Преди появата на NetworkCallback разработчиците използваха широкообхватни приемници BroadcastReceiver за проследяване на мрежата. Този подход изискваше постоянна регистрация в манифеста, работеше със закъснение и не предоставяше подробна информация за характеристиките на връзката. Android 5.0 (API 21) представи NetworkCallback като по-гъвкава и производителна алтернатива.

Callback работи асинхронно: приложението се абонира за събития чрез ConnectivityManager и системата извиква методите на callback при промяна на състоянието на мрежата. Това елиминира необходимостта от периодично запитване (polling) на мрежовия статус, спестявайки ресурси на батерията и процесора.

Как работи callback в Android

ConnectivityManager управлява всички мрежови интерфейси на устройството — Wi-Fi, мобилни данни, Ethernet, VPN. При промяна на който и да е от тези интерфейси системата създава обект Network и го предава на съответния метод на регистрирания callback. Всеки Network има уникален идентификатор, който се променя при повторно свързване.

Callback не е обвързан с конкретен тип мрежа — може да проследява всички налични интерфейси едновременно. За филтриране на типовете връзки се използва класът NetworkRequest, където се посочват необходимите транспортни протоколи (Wi-Fi, клетъчни данни, Ethernet) и възможности на мрежата.

Как да регистрирате NetworkCallback в приложението

Регистрацията на NetworkCallback се извършва чрез метода ConnectivityManager.registerNetworkCallback. Първият параметър е NetworkRequest.Builder, който описва изискванията към мрежата, вторият — инстанция на callback. За работа е необходимо разрешение ACCESS_NETWORK_STATE в манифеста.

class NetworkMonitor(private val context: Context) {

    private val connectivityManager =
        context.getSystemService(Context.CONNECTIVITY_SERVICE)
            as ConnectivityManager

    private val callback =
        object : ConnectivityManager.NetworkCallback() {

        override fun onAvailable(network: Network) {
            Log.d("Network", "Достъпна: ${network}")
        }

        override fun onLost(network: Network) {
            Log.d("Network", "Загубена: ${network}")
        }
    }

    fun register() {
        connectivityManager.registerNetworkCallback(
            NetworkRequest.Builder().build(), callback
        )
    }

    fun unregister() {
        connectivityManager.unregisterNetworkCallback(callback)
    }
}

Регистрация в Activity и Fragment

Препоръчва се да регистрирате NetworkCallback в момента, когато приложението е на преден план, и да отмените при преминаване във фонов режим. В Activity е удобно да използвате onStart и onStop за управление на жизнения цикъл на callback. В Fragment — onResume и onPause.

За опростяване на управлението на регистрацията могат да се използват Lifecycle-aware компоненти. Библиотеката AndroidX Lifecycle позволява създаване на персонализиран LifecycleObserver, който автоматично регистрира и отменя callback при промяна на състоянието на жизнения цикъл.

Регистрация в услуга

За фонови задачи регистрацията се извършва в Service или WorkManager. Важно е да се има предвид, че в Android 8+ фоновите услуги имат ограничения за стартиране. WorkManager с NetworkType — по-надежден начин за изпълнение на задачи при определено състояние на мрежата, тъй като е интегриран с API за съвместимост и отчита Doze режима.

Основни методи на NetworkCallback

NetworkCallback предоставя набор от методи, които се извикват при промяна на мрежовото състояние. Не е задължително да се презаписват всички методи — достатъчно е да имплементирате само тези, които са необходими за конкретната задача на приложението. onAvailable и onLost са минимално необходими за основно наблюдение на връзката.

Методът onCapabilitiesChanged

Този метод е ключов за получаване на подробна информация за мрежата. Параметърът NetworkCapabilities съдържа флагове: NET_CAPABILITY_INTERNET — достъп до интернет, NET_CAPABILITY_NOT_METERED — неограничена връзка, NET_CAPABILITY_NOT_ROAMING — без роуминг. Също така можете да разберете закъснението на сигнала и пропускателната способност.

Captive порталите (captive portals) — отделен случай: при свързване към публична Wi-Fi мрежа чрез портал методът onCapabilitiesChanged не показва веднага INTERNET. Първо мрежата е достъпна, но без интернет — изисква се оторизация чрез браузър. Разработчикът трябва да вземе предвид това закъснение в логиката на приложението.

Методът onBlockedStatusChanged

Извиква се, когато системата блокира мрежовия трафик за приложението — например при включване на режим за пестене на данни или ограничаване на фоновите данни. onBlockedStatusChanged позволява на приложението да разбере, че неговите мрежови заявки са временно забранени, и да премине към локална обработка.

Примери за имплементация на NetworkCallback

Нека разгледаме практическа имплементация на NetworkCallback за проследяване на достъпа до интернет и обработка на captive портали. В примера по-долу е показана проверка на NET_CAPABILITY_INTERNET и валидиране на връзката чрез HTTP заявка към сървъра на Google.

val networkCallback = object : ConnectivityManager.NetworkCallback() {

    override fun onCapabilitiesChanged(
        network: Network,
        caps: NetworkCapabilities
    ) {
        val hasInternet = caps.hasCapability(
            NetworkCapabilities.NET_CAPABILITY_INTERNET
        )
        val isMetered = caps.hasCapability(
            NetworkCapabilities.NET_CAPABILITY_NOT_METERED
        ).not()

        when {
            hasInternet && isMetered ->
                Log.d("Network", "Мобилните данни са свързани")
            hasInternet ->
                Log.d("Network", "Wi-Fi е свързан")
            else ->
                Log.d("Network", "Няма достъп до интернет")
        }
    }

    override fun onLost(network: Network) {
        Log.d("Network", "Връзката е загубена: ${network}")
        // Спри мрежовите заявки
    }
}

Обработка на captive портали

При свързване към публична мрежа с оторизация (кафене, летище) системата първо съобщава onAvailable, но onCapabilitiesChanged може да не показва INTERNET. В такива случаи е необходима допълнителна проверка чрез HTTP заявка към стабилен endpoint, например https://www.google.com/generate_204.

Ако заявката върне код 204 — интернет има. Ако пренасочване (301, 302, 307) — необходимо е оторизиране чрез браузър. В този случай можете да отворите WebView или Intent до URL за пренасочване за удостоверяване на портала.

fun Context.validateInternet(network: Network) {
    CoroutineScope(Dispatchers.IO).launch {
        try {
            val url = URL("https://www.google.com/generate_204")
            val connection =
                network.openConnection(url) as HttpURLConnection
            connection.instanceFollowRedirects = false
            connection.connect()
            when (connection.responseCode) {
                HttpURLConnection.HTTP_NO_CONTENT ->
                    Log.d("Network", "Интернетът е достъпен")
                in HttpURLConnection.HTTP_MOVED_PERM
                        ..HttpURLConnection.HTTP_TEMP_REDIRECT ->
                    Log.d("Network", "Открит е captive портал")
            }
            connection.disconnect()
        } catch (e: Exception) {
            Log.e("Network", "Валидирането не успя: ${e.message}")
        }
    }
}

Разлики от други начини за наблюдение на мрежа

Преди NetworkCallback основният начин за наблюдение на мрежата беше BroadcastReceiver с филтър android.net.conn.CONNECTIVITY_CHANGE. Този подход имаше съществени недостатъци: закъснение от няколко секунди, липса на информация за типа интерфейс, повишена консумация на енергия поради постоянно събуждане на устройството.

Съвременна алтернатива — LiveData или StateFlow в комбинация с NetworkCallback. Моделът се състои в обвиване на callback в реактивен поток, който автоматично уведомява UI за промяна на състоянието. Например MutableStateFlow с тип NetworkStatus се актуализира вътре в методите на callback, а ViewCollector се абонира за промени.

Работа с фонов режим

От Android 10 нивото на фоновите ограничения е затегнато и NetworkCallback може да не се извиква, когато приложението е на заден план. За критично важни задачи — например зареждане на данни при поява на мрежа — използвайте WorkManager с ограничение NetworkType.CONNECTED. WorkManager гарантира изпълнение на задачата при спазване на мрежовите условия.

В Android 12+ се появи ограничение за регистрация в манифеста на BroadcastReceiver за CONNECTIVITY_ACTION. Разработчиците са задължени да мигрират към NetworkCallback или да използват WorkManager. Политиката на Google Play от август 2022 изисква премахване на регистрацията в манифеста за това действие.