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GATT 的全名是 Generic Attribute Profile，它定义了两个BLE设备的数据传输方式和两个概念：Services 和 Characteristics，为属性协议传输和存储数据建立了一些通用操作和框架。它建立在 ATT（Attribute Protocol）协议的基础上，ATT 协议把 Service，Characteristic 对应的数据保存在一个查找表中，查找表使用 16bit ID 作为每一项的索引。

ATT 协议主要是定义了 Attribute（属性）这个数据结构。一个 Attribute 由三个元素组成：

            1、16 bit 的句柄（唯一性，用于区分和查找不同的 attribute）

            2、UUID（ATT 本身不定义，留给 GATT 来定义）

            3、一个定长的值 value（配合 UUID 使用，由 GATT 来决定这个 UUID 的意义和数据）

GATT 协议中的 Service 和 Characteristic 需要遵循 ATT 这种数据结构，ATT 会管理这些数据并提供查找方法。

一旦两个设备建立起了连接，GATT 就开始起作用了，这也意味着，你必需完成前面的 GAP 协议。 这里需要说明的是，GATT 连接，必须先经过 GAP 协议。实际上，我们在 Android 开发中，可以直接使用设备的 MAC 地址，发起连接，可以不经过扫描的步骤。这并不意味不需要经过 GAP，实际上在芯片级别已经给你做好了，蓝牙芯片发起连接，总是先扫描设备，扫描到了才会发起连接。

GATT 连接需要特别注意的是：GATT 连接是独占的。 也就是一个 BLE 外设同时只能被一个中心设备连接。一旦外设被连接，它就会马上停止广播，这样它就是一个 BLE 外设同时只能被一个中心设备连接。一旦外设被连接，它就会马上停止广播，这样它就对其他设备不可见了。当设备断开，它又开始广播。

※ 一个外设只能跟一个中心建立连接（独占的），而一个中心可以同时连接多个外设（一个手机可以同时连接多个BLE设备）

中心设备和外设需要双向通信的话，唯一的方式就是建立 GATT 连接，通过中心来中转。

GATT 连接的网络拓扑

下图展示了 GTT 连接网络拓扑结构。一个外设只能连接一个中心设备，而一个中心设备可以连接多个外设。

GATT 通信事务

GATT 通信的双方是 C/S 关系。外设作为 GATT 服务端（Server），它维持了 ATT 的查找表以及 service 和 characteristic 的定义。中心设备是 GATT 客户端（Client），它向 Server 发起请求。需要注意的是，所有的通信事件，都是由客户端（也叫主设备，Master）发起，并且接收服务端（也叫从设备，Slave）的响应。

一旦连接建立，外设将会给中心设备建议一个连接间隔（Connection Interval）,这样，中心设备就会在每个连接间隔尝试去重新连接，检查是否有新的数据。但是，这个连接间隔只是一个建议，你的中心设备可能并不会严格按照这个间隔来执行，例如你的中心设备正在忙于连接其他的外设，或者中心设备资源太忙。

下图展示一个外设（GATT 服务端）和中心设备（GATT 客户端）之间的数据交换流程，可以看到的是，每次都是主设备发起请求：

GATT 结构

GATT 事务是建立在嵌套的Profiles（规范、通讯协议）, Services（服务） 和 Characteristics（特征值）之上的的，如下图所示：

Profile 

Profile 并不存在于 BLE 外设上的，它只是一个被 Bluetooth SIG 或者外设设计者预先定义的 Service 的集合。例如心率Profile（Heart Rate Profile）就是结合了 Heart Rate Service 和 Device Information Service。所有官方通过 GATT Profile 的列表可以在网站上找到。

Service

Service 是把数据分成一个个的独立逻辑项，它包含一个或者多个 Characteristic。每个 Service 有一个 UUID 唯一标识。 UUID 有 16 bit 的，或者 128 bit 的。16 bit 的 UUID 是官方通过认证的，需要花钱购买，128 bit 是自定义的，这个就可以自己随便设置。

官方通过了一些标准 Service，完整列表可以在网站上找到。以 Heart Rate Service 为例，可以看到它的官方通过 16 bit UUID 是 0x180D，包含 3 个 Characteristic：Heart Rate Measurement, Body Sensor Location 和 Heart Rate Control Point，并且定义了只有第一个是必须的，它是可选实现的。

Characteristic 在 GATT 事务中的最低界别的是 Characteristic，Characteristic 是最小的逻辑数据单元，当然它可能包含一个组关联的数据，例如加速度计的 X/Y/Z 三轴值。

与 Service 类似，每个 Characteristic 用 16 bit 或者 128 bit 的 UUID 唯一标识。你可以免费使用 Bluetooth SIG 官方定义的标准 Characteristic，使用官方定义的，可以确保 BLE 的软件和硬件能相互理解。当然，你可以自定义 Characteristic，这样的话，就只有你自己的软件和外设能够相互理解。

举个例子， Heart Rate Measurement Characteristic，这是上面提到的 Heart Rate Service 必需实现的 Characteristic，它的 UUID 是 0x2A37。它的数据结构是，开始 8 bit 定义心率数据格式，接下来就是对应格式的实际心率数据。

实际上，和 BLE 外设打交道，主要是通过 Characteristic。你可以从 Characteristic 读取数据，也可以往 Characteristic 写数据。这样就实现了双向的通信。所以你可以自己实现一个类似串口（UART）的 Sevice，这个 Service 中包含两个 Characteristic，一个被配置只读的通道（RX），另一个配置为只写的通道（TX）。