NetworkCallback: co to je, aplikace a zpracování sítě v Androidu

Co je NetworkCallback?

NetworkCallback — je abstraktní třída z balíčku android.net, která je součástí Android SDK. Je určena k přijímání oznámení o změnách stavu síťového připojení prostřednictvím systémové služby ConnectivityManager.

Před příchodem NetworkCallback používali vývojáři vysílací přijímače BroadcastReceiver pro sledování sítě. Tento přístup vyžadoval neustálou registraci v manifestu, pracoval se zpožděním a neposkytoval podrobné informace o charakteristikách připojení. Android 5.0 (API 21) představil NetworkCallback jako flexibilnější a výkonnější alternativu.

Callback pracuje asynchronně: aplikace se přihlásí k událostem přes ConnectivityManager a systém volá metody callback při změně stavu sítě. To eliminuje potřebu periodického dotazování (polling) stavu sítě, čímž šetří baterii a procesorové zdroje.

Jak callback funguje v Androidu

ConnectivityManager spravuje všechna síťová rozhraní zařízení — Wi-Fi, mobilní data, Ethernet, VPN. Při změně kteréhokoli z těchto rozhraní systém vytvoří objekt Network a předá ho příslušné metodě registrovaného callback. Každý Network má jedinečný identifikátor, který se mění při opětovném připojení.

Callback není vázán na konkrétní typ sítě — může sledovat všechna dostupná rozhraní současně. Pro filtrování typů připojení se používá třída NetworkRequest, kde jsou specifikovány požadované transportní protokoly (Wi-Fi, mobilní data, Ethernet) a možnosti sítě.

Jak zaregistrovat NetworkCallback v aplikaci

Registrace NetworkCallback se provádí metodou ConnectivityManager.registerNetworkCallback. Prvním parametrem je NetworkRequest.Builder popisující požadavky na síť, druhým — instance callback. Pro fungování je vyžadováno oprávnění ACCESS_NETWORK_STATE v manifestu.

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", "Dostupné: ${network}")
        }

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

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

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

Registrace v Activity a Fragmentu

Doporučuje se registrovat NetworkCallback v okamžiku, kdy je aplikace v popředí, a zrušit při přechodu do pozadí. V Activity je vhodné použít onStart a onStop pro správu životního cyklu callback. Ve Fragmentu — onResume a onPause.

Pro zjednodušení správy registrace lze použít Lifecycle-aware komponenty. Knihovna AndroidX Lifecycle umožňuje vytvořit vlastní LifecycleObserver, který automaticky registruje a ruší callback při změně stavu životního cyklu.

Registrace ve službě

Pro úlohy na pozadí se registrace provádí v Service nebo WorkManager. Je důležité vzít v úvahu, že v Android 8+ mají služby na pozadí omezení spouštění. WorkManager s NetworkType — spolehlivější způsob provádění úloh při určitém stavu sítě, protože je integrován s API kompatibility a zohledňuje režim Doze.

Hlavní metody NetworkCallback

NetworkCallback poskytuje sadu metod, které se volají při změně stavu sítě. Není nutné přepisovat všechny metody — stačí implementovat pouze ty, které jsou potřebné pro konkrétní úlohu aplikace. onAvailable a onLost jsou minimálně vyžadovány pro základní monitorování připojení.

Metoda onCapabilitiesChanged

Tato metoda je klíčová pro získání podrobných informací o síti. Parametr NetworkCapabilities obsahuje příznaky: NET_CAPABILITY_INTERNET — přístup k internetu, NET_CAPABILITY_NOT_METERED — neomezené připojení, NET_CAPABILITY_NOT_ROAMING — bez roamingu. Lze také zjistit zpoždění signálu a šířku pásma.

Captive portály — zvláštní případ: při připojení k veřejné síti Wi-Fi přes portál metoda onCapabilitiesChanged nezobrazí okamžitě INTERNET. Nejprve je síť dostupná, ale bez internetu — je vyžadována autorizace přes prohlížeč. Vývojář musí toto zpoždění zohlednit v logice aplikace.

Metoda onBlockedStatusChanged

Volá se, když systém blokuje síťový provoz pro aplikaci — například při zapnutí režimu úspory dat nebo omezení dat na pozadí. onBlockedStatusChanged umožňuje aplikaci zjistit, že její síťové požadavky jsou dočasně zakázány, a přepnout se na místní zpracování.

Příklady implementace NetworkCallback

Podívejme se na praktickou implementaci NetworkCallback pro sledování přístupu k internetu a zpracování captive portálů. V příkladu níže je ukázána kontrola NET_CAPABILITY_INTERNET a validace připojení pomocí HTTP požadavku na server 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", "Mobilní data připojena")
            hasInternet ->
                Log.d("Network", "Wi-Fi připojeno")
            else ->
                Log.d("Network", "Bez přístupu k internetu")
        }
    }

    override fun onLost(network: Network) {
        Log.d("Network", "Připojení ztraceno: ${network}")
        // Zastavit síťové požadavky
    }
}

Zpracování captive portálů

Při připojení k veřejné síti s autorizací (kavárna, letiště) systém nejprve hlásí onAvailable, ale onCapabilitiesChanged nemusí zobrazit INTERNET. V takových případech je vyžadována dodatečná kontrola pomocí HTTP požadavku na stabilní endpoint, například https://www.google.com/generate_204.

Pokud požadavek vrátí kód 204 — internet je dostupný. Pokud přesměrování (301, 302, 307) — je vyžadována autorizace přes prohlížeč. V tomto případě lze otevřít WebView nebo Intent na URL přesměrování pro autentizaci na portálu.

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", "Internet je dostupný")
                in HttpURLConnection.HTTP_MOVED_PERM
                        ..HttpURLConnection.HTTP_TEMP_REDIRECT ->
                    Log.d("Network", "Captive portál detekován")
            }
            connection.disconnect()
        } catch (e: Exception) {
            Log.e("Network", "Validace selhala: ${e.message}")
        }
    }
}

Rozdíly od jiných způsobů monitorování sítě

Před NetworkCallback byl hlavním způsobem monitorování sítě BroadcastReceiver s filtrem android.net.conn.CONNECTIVITY_CHANGE. Tento přístup měl značné nevýhody: zpoždění několika sekund, absence informací o typu rozhraní, zvýšená spotřeba energie kvůli neustálému probouzení zařízení.

Moderní alternativa — LiveData nebo StateFlow ve spojení s NetworkCallback. Vzor spočívá v zabalení callback do reaktivního proudu, který automaticky informuje UI o změně stavu. Například MutableStateFlow s typem NetworkStatus je aktualizován uvnitř metod callback a ViewCollector se přihlásí ke změnám.

Práce s režimem na pozadí

Od Androidu 10 je úroveň omezení na pozadí zpřísněna a NetworkCallback nemusí být volán, když je aplikace na pozadí. Pro kriticky důležité úlohy — například načítání dat při objevení sítě — použijte WorkManager s omezením NetworkType.CONNECTED. WorkManager garantuje provedení úlohy při splnění podmínek sítě.

V Androidu 12+ se objevilo omezení pro registraci v manifestu BroadcastReceiver pro CONNECTIVITY_ACTION. Vývojáři jsou povinni migrovat na NetworkCallback nebo použít WorkManager. Politika Google Play od srpna 2022 vyžaduje odstranění registrace v manifestu pro tuto akci.