NetworkCallback: چیست، کاربرد و مدیریت شبکه در Android

NetworkCallback چیست؟

NetworkCallback — یک کلاس انتزاعی از بسته android.net است که بخشی از Android SDK می‌باشد. این کلاس برای دریافت اعلان‌های تغییرات وضعیت اتصال شبکه از طریق سرویس سیستم ConnectivityManager طراحی شده است.

پیش از ظهور NetworkCallback، توسعه‌دهندگان از گیرنده‌های پخش BroadcastReceiver برای ردیابی شبکه استفاده می‌کردند. این رویکرد نیاز به ثبت دائمی در مانیفست داشت، با تأخیر کار می‌کرد و اطلاعات دقیقی درباره ویژگی‌های اتصال ارائه نمی‌داد. Android 5.0 (API 21) NetworkCallback را به عنوان جایگزینی انعطاف‌پذیرتر و پربازده‌تر معرفی کرد.

Callback به صورت ناهمگام کار می‌کند: برنامه در رویدادها از طریق ConnectivityManager مشترک می‌شود و سیستم هنگام تغییر وضعیت شبکه، متدهای callback را فراخوانی می‌کند. این کار نیاز به پرس و جوی دوره‌ای (polling) وضعیت شبکه را از بین می‌برد و در مصرف باتری و پردازنده صرفه‌جویی می‌کند.

Callback چگونه در Android کار می‌کند

ConnectivityManager تمام رابط‌های شبکه دستگاه را مدیریت می‌کند — Wi-Fi، داده‌های همراه، Ethernet، VPN. هنگام تغییر هر یک از این رابط‌ها، سیستم یک شی Network ایجاد می‌کند و آن را به متد مربوطه callback ثبت‌شده منتقل می‌کند. هر Network دارای شناسه یکتایی است که در هنگام اتصال مجدد تغییر می‌کند.

Callback به نوع خاصی از شبکه وابسته نیست — می‌تواند همزمان تمام رابط‌های موجود را ردیابی کند. برای فیلتر کردن انواع اتصالات از کلاس NetworkRequest استفاده می‌شود که در آن پروتکل‌های حمل و نقل مورد نیاز (Wi-Fi، داده‌های سلولی، Ethernet) و قابلیت‌های شبکه مشخص می‌شوند.

چگونه NetworkCallback را در برنامه ثبت کنیم

ثبت NetworkCallback از طریق متد ConnectivityManager.registerNetworkCallback انجام می‌شود. پارامتر اول NetworkRequest.Builder است که الزامات شبکه را توصیف می‌کند، پارامتر دوم — نمونه‌ای از callback. برای کار، مجوز ACCESS_NETWORK_STATE در مانیفست لازم است.

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", "موجود: ${network}")
        }

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

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

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

ثبت در Activity و Fragment

توصیه می‌شود NetworkCallback را زمانی که برنامه در پیش‌زمینه است ثبت کنید و هنگام رفتن به پس‌زمینه لغو کنید. در Activity استفاده از onStart و onStop برای مدیریت چرخه حیات callback راحت است. در Fragment — onResume و onPause.

برای ساده‌سازی مدیریت ثبت می‌توان از کامپوننت‌های Lifecycle-aware استفاده کرد. کتابخانه AndroidX Lifecycle امکان ایجاد LifecycleObserver سفارشی را فراهم می‌کند که به طور خودکار هنگام تغییر وضعیت چرخه حیات، callback را ثبت و لغو می‌کند.

ثبت در سرویس

برای وظایف پس‌زمینه، ثبت در Service یا WorkManager انجام می‌شود. مهم است در نظر بگیرید که در Android 8+ سرویس‌های پس‌زمینه محدودیت‌هایی برای راه‌اندازی دارند. WorkManager با NetworkType — روش قابل اعتمادتری برای انجام وظایف در وضعیت خاص شبکه است، زیرا با API سازگاری ادغام شده و حالت Doze را در نظر می‌گیرد.

متدهای اصلی NetworkCallback

NetworkCallback مجموعه‌ای از متدها را ارائه می‌دهد که هنگام تغییر وضعیت شبکه فراخوانی می‌شوند. همه متدها الزامی به بازنویسی ندارند — فقط آنهایی را پیاده‌سازی کنید که برای وظیفه خاص برنامه لازم هستند. onAvailable و onLost حداقل موارد لازم برای مانیتورینگ پایه اتصال هستند.

متد onCapabilitiesChanged

این متد کلیدی برای دریافت اطلاعات دقیق درباره شبکه است. پارامتر NetworkCapabilities شامل پرچم‌هاست: NET_CAPABILITY_INTERNET — دسترسی به اینترنت، NET_CAPABILITY_NOT_METERED — اتصال نامحدود، NET_CAPABILITY_NOT_ROAMING — عدم رومینگ. همچنین می‌توان تأخیر سیگنال و پهنای باند را فهمید.

پورتال‌های اسیر (captive portals) — مورد جداگانه: هنگام اتصال به شبکه Wi-Fi عمومی از طریق پورتال، متد onCapabilitiesChanged بلافاصله INTERNET را نشان نمی‌دهد. ابتدا شبکه در دسترس است، اما بدون اینترنت — نیاز به احراز هویت از طریق مرورگر دارد. توسعه‌دهنده باید این تأخیر را در منطق برنامه در نظر بگیرد.

متد onBlockedStatusChanged

زمانی فراخوانی می‌شود که سیستم ترافیک شبکه را برای برنامه مسدود می‌کند — مثلاً هنگام فعال کردن حالت ذخیره ترافیک یا محدود کردن داده‌های پس‌زمینه. onBlockedStatusChanged به برنامه اجازه می‌دهد بفهمد درخواست‌های شبکه‌اش موقتاً ممنوع شده و به پردازش محلی سوئیچ کند.

نمونه‌های پیاده‌سازی NetworkCallback

پیاده‌سازی عملی NetworkCallback برای ردیابی دسترسی به اینترنت و مدیریت پورتال‌های اسیر را بررسی می‌کنیم. در مثال زیر بررسی NET_CAPABILITY_INTERNET و اعتبارسنجی اتصال از طریق درخواست HTTP به سرور Google نشان داده شده است.

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", "داده همراه متصل شد")
            hasInternet ->
                Log.d("Network", "Wi-Fi متصل شد")
            else ->
                Log.d("Network", "دسترسی به اینترنت وجود ندارد")
        }
    }

    override fun onLost(network: Network) {
        Log.d("Network", "اتصال از دست رفت: ${network}")
        // توقف درخواست‌های شبکه
    }
}

مدیریت پورتال‌های اسیر

هنگام اتصال به شبکه عمومی با احراز هویت (کافه، فرودگاه)، سیستم ابتدا onAvailable را گزارش می‌کند، اما onCapabilitiesChanged ممکن است INTERNET را نشان ندهد. در چنین مواردی بررسی اضافی از طریق درخواست HTTP به یک endpoint پایدار، مثلاً https://www.google.com/generate_308، لازم است.

اگر درخواست کد 204 را برگرداند — اینترنت وجود دارد. اگر تغییر مسیر (301, 302, 307) — احراز هویت از طریق مرورگر لازم است. در این صورت می‌توان WebView یا Intent را به URL تغییر مسیر برای احراز هویت در پورتال باز کرد.

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", "اینترنت در دسترس است")
                in HttpURLConnection.HTTP_MOVED_PERM
                        ..HttpURLConnection.HTTP_TEMP_REDIRECT ->
                    Log.d("Network", "پورتال اسیر شناسایی شد")
            }
            connection.disconnect()
        } catch (e: Exception) {
            Log.e("Network", "اعتبارسنجی ناموفق بود: ${e.message}")
        }
    }
}

تفاوت با سایر روش‌های مانیتورینگ شبکه

پیش از NetworkCallback روش اصلی مانیتورینگ شبکه BroadcastReceiver با فیلتر android.net.conn.CONNECTIVITY_CHANGE بود. این رویکرد معایب قابل توجهی داشت: تأخیر چند ثانیه‌ای، عدم اطلاعات درباره نوع رابط، مصرف انرژی بالا به دلیل بیدار شدن مداوم دستگاه.

جایگزین مدرن — LiveData یا StateFlow در ترکیب با NetworkCallback. الگو شامل پیچیدن callback در یک جریان واکنشی است که به طور خودکار UI را از تغییر وضعیت مطلع می‌کند. مثلاً MutableStateFlow با نوع NetworkStatus در داخل متدهای callback به‌روزرسانی می‌شود و ViewCollector در تغییرات مشترک می‌شود.

کار با حالت پس‌زمینه

از Android 10 به بعد سطح محدودیت‌های پس‌زمینه سخت‌گیرانه‌تر شده و NetworkCallback ممکن است وقتی برنامه در پس‌زمینه است فراخوانی نشود. برای وظایف حیاتی — مثلاً بارگذاری داده هنگام ظهور شبکه — از WorkManager با محدودیت NetworkType.CONNECTED استفاده کنید. WorkManager اجرای وظیفه را در صورت رعایت شرایط شبکه تضمین می‌کند.

در Android 12+ محدودیتی برای ثبت در مانیفست BroadcastReceiver برای CONNECTIVITY_ACTION ایجاد شده است. توسعه‌دهندگان موظف به مهاجرت به NetworkCallback یا استفاده از WorkManager هستند. سیاست Google Play از آگوست 2022 حذف ثبت مانیفست را برای این اقدام الزامی می‌کند.