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Android系统中模拟GPS位置

发表于 更新于

Android系统中提供了模拟GPS坐标的功能，可以很方便的帮助我们测试不同地理位置下应用中各个功能效果。

模拟器中模拟位置方法

模拟器与真机中的模拟手段有所差异，在模拟器中，可以通过Android的调试工具，或是命令行来修改GPS坐标点。
首先通过adb命令的修改方法：

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adb geo fix 116.813752 39.820015

注意如果链接了多个设备，adb命令需要添加-s参数指定模拟器设备。

同样原理，可以使用Android SDK中的DDMS工具来修改GPS坐标；打开DDMS，可以看到Emulator面板中的GPS设置选项，
当打开模拟器运行时，这里就会变成可操作状态。
DDMS中设置模拟器GPS坐标

对于第三方模拟器，Genymotion也提供了这样的功能。不仅可以通过GenyMotion虚拟机的控制面板调节GPS参数（截图略），还可以通过Genymotion提供的Java API修改坐标点：

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Context mContext = getActivity();
GenymotionManager genymotion = GenymotionManager.getGenymotionManager(mContext);

genymotion.getGps()
    .setLatitude(39.820015)
    .setLongitude(116.813752);

真机中模拟位置方法

真机中模拟GPS位置的方法稍复杂一点。
首先，需要到系统设置中“开发者选项”处，将其中的“允许模拟位置”打开。

然后我们需要编写一个简单的APP，来通过系统API修改GPS坐标值。
这涉及了一个权限：

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<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_MOCK_LOCATION"/>

在Eclipse环境下，直接修改AndroidManifest即可；
在Android Studio环境下，需要建立src/debug这个文件夹，然后在里面创建一个debug版本的AndroidManifest.xml文件，才能添加这个权限。

然后来编写代码：
在LocationManager中，提供了一个接口

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public void addTestProvider(String name, 
    boolean requiresNetwork, 
    boolean requiresSatellite, 
    boolean hasMonetaryCost, 
    boolean supportsAltitude, 
    boolean supportsBearing, 
    int accuracy)

参数比较多，但接口的用途还是很清晰的——添加一个用于模拟位置的Provider。然后我们可以向这个Provider中设定模拟的位置：

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private LocationManager mLocManager;

mLocManager = (LocationManager) getSystemService(Context.LOCATION_SERVICE);
mLocManager.addTestProvider(LocationManager.GPS_PROVIDER,
    "requiresNetwork" == "",
    "requiresSatellite" == "",
    "requiresCell" == "",
    "hasMonetaryCost" == "",
    "supportsAltitude" == "",
    "supportsSpeed" == "",
    "supportsBearing" == "",
    Criteria.NO_REQUIREMENT,
    Criteria.ACCURACY_COARSE);

// 创建新的Location对象，并设定必要的属性值
Location newLocation = new Location(LocationManager.GPS_PROVIDER);
newLocation.setLatitude(39.820015);
newLocation.setLongitude(116.813752);
newLocation.setAccuracy(500);
newLocation.setTime(System.currentTimeMillis());
newLocation.setElapsedRealtimeNanos(System.currentTimeMillis());

// 开启测试Provider
mLocManager.setTestProviderEnabled(LocationManager.GPS_PROVIDER, true);

mLocManager.setTestProviderStatus(LocationManager.GPS_PROVIDER,
    LocationProvider.AVAILABLE,
    null,
    System.currentTimeMillis());

// 设置最新位置
mLocManager.setTestProviderLocation(LocationManager.GPS_PROVIDER, newLocation);

不过这种方式设置坐标后，并没有触发GPS的onLocationChanged回调函数，目前还不清楚后面的原理。但可以使用getLastKnownLocation接口获取:

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Location tmp = mLocManager.getLastKnownLocation(LocationManager.GPS_PROVIDER);
Log.i(TAG, tmp.getLatitude() + ", " + tmp.getLongitude());

真机模拟位置原理

在真机模拟位置点的过程中，我们调用了很多TestProvider有关的API。
首先来看一下addTestProvider函数，其最终调用到的逻辑位于com.android.server.LocationManagerService中

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@Override
public void addTestProvider(String name, ProviderProperties properties, String opPackageName) {
    if (!canCallerAccessMockLocation(opPackageName)) {
        return;
    }

    // 由此可以看到无法传入PASSIVE_PROVIDER作为测试使用
    if (LocationManager.PASSIVE_PROVIDER.equals(name)) {
        throw new IllegalArgumentException("Cannot mock the passive location provider");
    }

    long identity = Binder.clearCallingIdentity();
    synchronized (mLock) {
        // remove the real provider if we are replacing GPS or network provider
        // 在这里比较传入的Provider名称，如果和GPS_PROVIDER相同，就将真正的GPS_PROVIDER移除掉
        if (LocationManager.GPS_PROVIDER.equals(name)
                || LocationManager.NETWORK_PROVIDER.equals(name)
                || LocationManager.FUSED_PROVIDER.equals(name)) {
            LocationProviderInterface p = mProvidersByName.get(name);
            if (p != null) {
                removeProviderLocked(p);
            }
        }

        // 会向mMockProviders中添加这一测试用的provider，以便后续使用
        addTestProviderLocked(name, properties);
        updateProvidersLocked();
    }
    Binder.restoreCallingIdentity(identity);
}

因此在我们传入GPS_PROVIDER后，后续请求GPS更新，就会使用我们给定的位置了。
再来看向测试用的PROVIDER设定位置点坐标，其真正逻辑同样位于com.android.server.LocationManagerService中：

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@Override
public void setTestProviderLocation(String provider, Location loc, String opPackageName) {
    if (!canCallerAccessMockLocation(opPackageName)) {
        return;
    }

    synchronized (mLock) {
        MockProvider mockProvider = mMockProviders.get(provider);
        if (mockProvider == null) {
            throw new IllegalArgumentException("Provider \"" + provider + "\" unknown");
        }
        // clear calling identity so INSTALL_LOCATION_PROVIDER permission is not required
        long identity = Binder.clearCallingIdentity();
        
        // 向mockProvider传入位置点
        mockProvider.setLocation(loc);
        Binder.restoreCallingIdentity(identity);
    }
}

其中mockProvider是从mMockProviders中得到的，在addTestProvider时，addTestProviderLocked函数会向其添加我们设定的provider。
继续追踪到setLocation函数，位于com.android.server.location.MockProvider中：

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public void setLocation(Location l) {
    mLocation.set(l);
    mHasLocation = true;
    if (mEnabled) {
        try {
            // 调用LocationManagerService中的函数，而非应用层可获取到的LocationManager
            mLocationManager.reportLocation(mLocation, false);
        } catch (RemoteException e) {
            Log.e(TAG, "RemoteException calling reportLocation");
        }
    }
}

还是要回到LocationManagerService中：

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@Override
public void reportLocation(Location location, boolean passive) {
    checkCallerIsProvider();

    if (!location.isComplete()) {
        Log.w(TAG, "Dropping incomplete location: " + location);
        return;
    }

    mLocationHandler.removeMessages(MSG_LOCATION_CHANGED, location);

    // 向Handler发送MSG_LOCATION_CHANGED消息
    Message m = Message.obtain(mLocationHandler, MSG_LOCATION_CHANGED, location);
    m.arg1 = (passive ? 1 : 0);
    mLocationHandler.sendMessageAtFrontOfQueue(m);
}

最终是在这里发送了MSG_LOCATION_CHANGED消息，但为何没有触发onLocationChanged？还需要研究一下……