9、BLE连接与通信：连接GATT服务器、发现服务、读写特征值、通知与指示

好，咱们接着聊。上一章我们把设备扫描搞定了，拿到了一个 BluetoothDevice 对象。但拿到设备只是第一步，真正的硬仗是建立连接、找到服务、读写数据。这一章，我带你走一遍完整的 GATT 通信流程。

说白了，BLE 通信的核心就是 GATT 协议。设备之间怎么交换数据？就是通过 GATT 的 Service（服务）和 Characteristic（特征值）。你想想看，一个蓝牙设备就像一栋楼，Service 是楼层，Characteristic 是房间号。你要找到正确的房间，才能拿到里面的数据。

9.1 连接GATT服务器

连接这一步，我习惯用 BluetoothDevice.connectGatt() 方法。这个方法会返回一个 BluetoothGatt 对象，后续所有操作都靠它。

BluetoothGatt bluetoothGatt = device.connectGatt(context, false, gattCallback);

第二个参数 autoConnect，我建议你设为 false。为什么？设为 true 的话，系统会尝试自动重连，但实际体验并不好。我在项目中遇到过，设为 true 后设备断开，系统一直在后台重连，导致用户手动点击连接时反而连不上。嗯，这里要注意。

第三个参数是 BluetoothGattCallback，这是整个通信的“消息中心”。所有连接状态变化、服务发现、数据读写，都会回调到这里。

9.2 发现服务：onServicesDiscovered

连接成功后，系统会回调 onConnectionStateChange。当状态变为 BluetoothProfile.STATE_CONNECTED 时，就该调用 discoverServices() 了。

@Override
public void onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt, int status, int newState) {
    if (newState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED) {
        // 连接成功，开始发现服务
        gatt.discoverServices();
    } else if (newState == BluetoothProfile.STATE_DISCONNECTED) {
        // 断开连接，清理资源
    }
}

服务发现完成后，会回调 onServicesDiscovered。这时候你就可以拿到所有 Service 和 Characteristic 了。

@Override
public void onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt, int status) {
    if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {
        List<BluetoothGattService> services = gatt.getServices();
        for (BluetoothGattService service : services) {
            // 遍历服务，找到你需要的那个
            List<BluetoothGattCharacteristic> characteristics = service.getCharacteristics();
            for (BluetoothGattCharacteristic characteristic : characteristics) {
                // 遍历特征值
            }
        }
    }
}

我个人习惯在发现服务后，把需要的 Service 和 Characteristic 缓存起来，避免每次都要遍历。比如用 Map 存一下 UUID 和对象的映射关系。

9.3 读写特征值

拿到 Characteristic 后，就可以读写数据了。读操作很简单：

bluetoothGatt.readCharacteristic(characteristic);

结果会回调到 onCharacteristicRead：

@Override
public void onCharacteristicRead(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic, int status) {
    if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {
        byte[] data = characteristic.getValue();
        // 处理读取到的数据
    }
}

写操作稍微复杂一点。你需要先设置要写入的数据，然后调用 writeCharacteristic：

characteristic.setValue(data);
characteristic.setWriteType(BluetoothGattCharacteristic.WRITE_TYPE_DEFAULT);
bluetoothGatt.writeCharacteristic(characteristic);

写的结果会回调到 onCharacteristicWrite。这里有个坑：写操作有几种类型，WRITE_TYPE_DEFAULT 需要等待设备回应，WRITE_TYPE_NO_RESPONSE 则不需要。我曾经在项目中用错了类型，导致数据一直写不进去，排查了半天才发现是类型不匹配。

9.4 通知与指示

通知（Notification）和指示（Indication）是 BLE 通信中最常用的方式。设备主动推送数据，不需要你轮询去读。

开启通知的步骤：

1. 调用 setCharacteristicNotification(characteristic, true)
2. 写入 CCCD（Client Characteristic Configuration Descriptor）

// 第一步：启用通知
bluetoothGatt.setCharacteristicNotification(characteristic, true);

// 第二步：写入 CCCD
BluetoothGattDescriptor descriptor = characteristic.getDescriptor(
    UUID.fromString("00002902-0000-1000-8000-00805f9b34fb")
);
if (descriptor != null) {
    descriptor.setValue(BluetoothGattDescriptor.ENABLE_NOTIFICATION_VALUE);
    bluetoothGatt.writeDescriptor(descriptor);
}

通知数据会回调到 onCharacteristicChanged：

@Override
public void onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic) {
    byte[] data = characteristic.getValue();
    // 处理实时数据
}

通知和指示的区别：通知不需要设备确认，速度快但可能丢包；指示需要设备确认，更可靠但速度慢。我一般用通知，除非是传输关键数据。

9.5 核心流程总结

整个 BLE 通信流程，我用一张图来总结：

这张图把整个流程串起来了。从连接开始，到服务发现，再到读写和通知。每一步都是异步的，必须等前一步完成才能进行下一步。

9.6 实战建议

最后，给你几个实战中的建议：

• 线程管理：所有 GATT 操作都在同一个线程中执行，建议用 Handler 或 RxJava 来管理操作队列。
• 超时处理：连接和操作都可能超时，建议加一个超时定时器，超时后主动断开重连。
• 资源释放：断开连接后，记得调用 gatt.close() 释放资源，否则会内存泄漏。
• 重连机制：设备断开后，不要立即重连，建议加一个延迟和重试次数限制。

嗯，这一章的内容就到这里。BLE 通信的核心就是这些，你只要把流程走通，剩下的就是业务逻辑的处理了。