实现一个Android锁屏App功能的难点总结

自定义一个漂亮实用的锁屏app，如果能赢得用户的认可，替换系统自带的锁屏，绝对是一个不小的日活入口。这段时间正好总结一下最近调研的Android平台的锁屏app开发中的难点。

一、前言

锁屏的大概实现原理都很简单。监听系统的亮屏广播，在亮屏的时候展示自己的锁屏界面，用户在锁屏界面上进行一系列的动作才能解锁。有的手机启动锁屏界面的过程会很卡，所以会明显看到亮屏之后锁屏界面的启动有延时，因此也可以选择监听系统灭屏的广播，屏幕关掉的时候就将锁屏界面准备好，直接亮屏展示（灭屏后你的app会比较容易被杀死，这点要注意做保活）。

还需要注意，亮屏和灭屏广播，SCREEN_ON/SCREEN_OFF都是只能动态监听的，所以要另开一个Service来注册，这个Service的自启动和保活也要做好。

基本的实现细节就不多讲了，这篇文章只会讲遇到的几个难点。

二、锁屏实现中的难点

1.屏蔽Home键

既然是锁屏界面，当然只能通过界面上的一些滑动或者输入动作来解开锁屏，不能简单的直接被Home键一按，就解开了。从4.0开始，Home直接在framework层就被系统响应到，强退到桌面，第三方应用里已经无法再通过Activity.onKeyDown方法来监听和拦截Home键，尽管还象征性的保留了Home键的KeyCode来向前兼容，但是Home键按下去，并不会回调这个方法。

除了onKeyDown，有没有其他办法监听Home键，有的。前台App退到后台会有广播ACTioN_CLOSE_SYSTEM_DIALOGS，收到广播携带的intent之后，解析里面的"reason"参数，就可以知道退出原因是什么了。home键按下后，reason是"homekey"，最近任务键按下后，reason是"recentapps"。

这当然不是最终方案，因为有些三星ROM里并不会有这个广播。而且广播的意思只是通知你一下，人家framework层已经把你的应用退回桌面了，你能监听home键，但没有办法拦截home键。也许想到了可以监听到home键的时候，马上把自己的Activity又重新打开展示，我试了一下，home键按下后startActivity会有延时3秒左右，这应该是Google早就想到了我们会这么干，做了这么一个延时方案。

直接拦截行不通了，想想别的路子。按Home键是让系统退回到Launcher（即桌面启动器），那么如果我们的锁屏Activity本身就是Launcher的话，那按Home键不就等于回到我们的锁屏Activity，也就可以阻止它把锁屏Activity关掉了。

怎么把自己的Activity声明为Launcher，在Activity中添加intent-filter：

<intent-filter>
 <action android:name="android.intent.action.MaiN" />
 <category android:name="android.intent.category.HOME" />
 <category android:name="android.intent.category.DEFAULT" />
</intent-filter>

这样，新安装的app会是一个能够作为launcher的app，所以首次按Home键的时候，就会有弹窗提示你选择要进入哪个launcher，选择我们自己的Activity，这样home键就被我们接管了。

不过这样有一个很明显的问题，如果不在我们的锁屏界面按Home键，同样会进入到锁屏Activity。当然，解决的方式也简单，当我们按Home时进入锁屏Activity的onCreate里做一个判断，如果前一个前台Activity是锁屏Activity，那就不用对Home键处理，如果不是锁屏Activity，那就要关闭锁屏Activity，跳到用户真正的桌面启动器去了。真正的桌面启动器是哪一个，我们可以这样来找：

List<String> pkgNamesT = new ArrayList<String>();
List<String> actNamesT = new ArrayList<String>();
List<ResolveInfo> resolveInfos = context.getPackageManager().queryIntentActivities(intent, PackageManager.MATCH_DEFAULT_ONLY);　　
for (int i = 0; i < resolveInfos.size(); i++) {
 String string = resolveInfos.get(i).activityInfo.packageName;
 if (!string.equals(context.getPackageName())) {//自己的launcher不要 　　　　　
  pkgNamesT.add(string);
  string = resolveInfos.get(i).activityInfo.name;
  actNamesT.add(string);
 }
}

如果实际的launcher只有一个，那直接跳转过去就可以了：

ComponentName componentName = new ComponentName(pkgName, actName); 
Intent intent = new Intent(); 
intent.setComponent(componentName); 
context.startActivity(intent); 
((Activity) context).finish();

如果手机安装有多个launcher（如360桌面一类的app）就会麻烦一点，需要展示一个列表让用户来选取用哪个launcher，这个在产品形态上可能会让用户觉得有点不解。

现在，如果在其他APP里按一下Home键，会跳到我们的锁屏Activity然后跳转到真正的launcher。这里可能会有Activity闪现一下的场景，影响用户体验。最优的办法其实是另外弄一个Activity来作为Home键跳转的Activity，这个Activity设为透明的，就不会被用户感知。如此，产品形态就变成了，锁屏Activity中按Home键，跳转到透明Activity，跳转回锁屏Activity，相当于Home键无效；其他APP中按Home键，跳转到透明Activity，跳转到真正的桌面。

实现透明的Activity，只需要在xml中声明

android:theme="@android:style/Theme.Translucent.NoTitleBar"

这样的界面是透明的，实际上有占位在屏幕的顶层，所以跳转后记得要finish掉，不然会阻断跳转后的界面的交互。另外，Theme.NoDisplay也能将Activity设置为不可见，而且不占位，但是笔者实现的时候发现，NoDisplay的Activity无法被系统设置为launcher（设置后会弹窗让你重新设置，如此反复）

2.悬浮窗的实现方式

由于受Home键无法直接拦截的限制，Activity实现的锁屏会需要绕较多的路。所以有的锁屏应用会使用悬浮窗来实现，悬浮窗能够无视Home键，在按下home键的时候不会退到后台。所以不需要在home键的问题上纠结。悬浮窗统一由WindowManager来管理，具体的实现比较简单，笔者就不赘述了，有个坑要注意，悬浮窗需要声明权限：

   

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

有的手机设置里，默认是不给应用授权悬浮窗使用权的，所以应用里还要考虑引导用户授权悬浮窗使用。

此外，有些应急解锁的场景，比如来电接听，闹铃处理，对于Activity实现的锁屏界面，系统会自动把所有的前台Activity隐藏，让用户直接去处理这些场景。但是悬浮窗会盖住场景，所以遇到这些场景，悬浮窗实现的锁屏界面要自己去处理这些特殊场景的自动解锁。

3.禁用系统锁屏

有了自己的锁屏界面，还需要禁用掉系统的锁屏，以免造成用户需要解锁两次的局面。

首先我们需要知道用户是否设置了锁屏，方法如下：

对于api Level 16及以上SDK，可以使用如下方法判断是否有锁：

((KeyguardManager) getSystemService(Context.KEYGUARD_SERVICE)).isKeyguardSecure()

对API Level 15及以下SDK，可以使用反射来判断：

try {
 Class<?> clazz = Class.forName("com.android.internal.widget.LockPatternUtils");
 Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor(Context.class);
 constructor.setAccessible(true);
 Object utils = constructor.newInstance(this);
 Method method = clazz.getMethod("isSecure");
 return (Boolean) method.invoke(utils);
}catch (Exception e){
 e.printStackTrace();
}

好了，得知用户设置了系统锁屏，怎么关掉呢？有前人建议了这种方法

KeyguardManager km = (KeyguardManager) getSystemService(Context.KEYGUARD_SERVICE);
KeyguardManager.KeyguardLock keyguardLock = km.newKeyguardLock("");
keyguardLock.disableKeyguard();

需要权限

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

但经笔者测验，这种方法只能禁用滑动锁，如果用户设置的是图案或者PIN的锁的话，是无法直接取消的。禁用掉密码锁或者图案锁是一个很危险的行为，基于此，Google应该是不会把它开放给开发者的，所以现在的锁屏应用的禁用锁的办法，都是直接跳到系统锁屏设置界面，直接引导用户去手动关闭。可以通过如下代码跳到用户锁屏设置界面：

Intent in = new Intent(Settings.ACTION_SECURITY_SETTINGS);
startActivity(in);

这个也会有些许的兼容性问题，比如，360手机的ROM并没有把设置系统锁屏的功能放在安全设置中，所以打开安全设置的界面找不到取消系统锁屏的地方，这个在一众锁屏应用中并没有做兼容。

三、附加功能中的难点

上面的功能都是直接针对锁屏本身的实现来说的。锁屏应用除了本身能够有“锁住屏幕”的功能外，还应该有其他一些漂亮又实用的功能，最起码应该是尽量往系统锁屏的样式上靠拢并发挥，才方便被用户接受。

1.获取通知

新的Notification到来时应该展示在锁屏界面上，所以我们需要对通知栏进行监听。从Android 4.3（api 18）开始，Google给我们提供了一个NotificationListenerService类，第三方应用可以更方便的获得通知栏使用权（Notification Access），当然，这么敏感的权限得要应用自己声明，同时还要引导用户手动授权。如下，建立一个NotificationMonitor类继承于NotificationListenerService，并声明权限：

<service android:name=".NotificationMonitor"
 android:permission="android.permission.BIND_NOTIFICATION_LISTENER_SERVICE">
 <intent-filter>
  <action android:name="android.service.notification.NotificationListenerService" />
 </intent-filter>
</service>

然后同引导用户关闭系统锁屏一样，要引导用户来授权通知栏使用权：

startActivity(new Intent(Settings.ACTION_NOTIFICATION_LISTENER_SETTINGS));

可以通过如下代码检查到通知栏使用权是否已经拿到：

private boolean isNotificationListenEnabled(){
  String pkgName = getPackageName();
  final String flat = Settings.Secure.getString(getContentResolver(),
    "enabled_notification_listeners");
  if (!TextUtils.isEmpty(flat)) {
   final String[] names = flat.split(":");
   for (int i = 0; i < names.length; i++) {
    final ComponentName cn = ComponentName.unflattenFromString(names[i]);
    if (cn != null) {
     if (TextUtils.equals(pkgName, cn.getPackageName())) {
      return true;
     }
    }
   }
  }
  return false;
 }

拿到通知栏使用权后，系统通知栏的变化就可以在NotificationMonitor里面监听到了：

public class NotificationMonitor extends NotificationListenerService {
 @Override
 public IBinder onBind(Intent intent) {
  // TODO: Return the communication channel to the service.
  return null;
 }
 @Override
 public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
  return super.onStartCommand(intent,flags,startId);
 }
 //新的Notification到达
 @Override
 public void onNotificationPosted(StatusBarNotification sbn) {
  super.onNotificationPosted(sbn);
 }
 //新的Notification到达，api 21新增
 @Override
 public void onNotificationPosted(StatusBarNotification sbn, RankingMap rankingMap) {
  super.onNotificationPosted(sbn, rankingMap);
 }
 //Notification被移除
 @Override
 public void onNotificationRemoved(StatusBarNotification sbn) {
  super.onNotificationRemoved(sbn);
 }
 //Notification被移除，api 21新增
 @Override
 public void onNotificationRemoved(StatusBarNotification sbn, RankingMap rankingMap) {
  super.onNotificationRemoved(sbn, rankingMap);
 }
 //Notification排序变动，api 21新增
 @Override
 public void onNotificationRankingUpdate(RankingMap rankingMap) {
  super.onNotificationRankingUpdate(rankingMap);
 }
 //Service与系统通知栏完成绑定时回调，绑定后才能收到通知栏回调，api 21新增
 @Override
 public void onListenerConnected() {
  super.onListenerConnected();
 }
}

同时，NotificationListenerService还提供了cancelNotification和cancelAllNotification方法，用于移除通知栏的通知，可以很方便的实现在自定义的锁屏界面移除掉通知了。

笔者实现这个类的时候发现了一个坑，所有的代码都是OK的，通知栏使用权也授权了，但是来通知时始终没有回调onNotificationPosted，查问题查了很久，后来看到网上有人遇到同样的问题，另外新建了一个类把代码复制过去，就OK了，这样看来应该是编译器的问题。

获取了通知栏使用权的Service天然就能被保活，如果被杀死，Android系统能够将它重启。所以平时看到一些应用要求获取通知栏使用权时，要注意这类应用会永久驻存后台的。当然，如果这个Service所在进程崩溃达到一定次数的话，Android系统也会灰心，在下次关机重启前不会再将Service重启，所以，开发中最好能将这个Service放在一个轻量独立的进程中。

2.获取HotSeat区快捷方式

桌面快捷方式分为两类，Desktop区，指随着屏幕滚动的那部分，HotSeat区，指放置于桌面底部不随屏幕滚动的部分。用户自定义的HotSeat区里的快捷方式属于常用的应用。如果能够在锁屏界面也添加这部分的快捷启动，会是一个比较友好的功能。这个的主要问题是，怎么获取到HotSeat区的快捷方式呢。

系统快捷方式存储在数据库文件launcher.db中的favorites表中，如图所示：
可以看到有对应的快捷方式的id，title和intent，这个container属性是用来指示所在文件夹的id，然而可以看到有的container为负数。这是为什么，笔者查看了一下Android Launcher相关的源码，找到这么两句：

public static final int CONTAINER_DESKTOP = -100;
public static final int CONTAINER_HOTSEAT = -101;

也就是说，container为-100的是Desktop区的快捷方式，container为-101的正是要找的HotSeat区的快捷方式。

现在知道了快捷方式的存储方式，接下来的问题就是去找launcher.db文件的路径。

在不同版本的Android原生api中，由于默认使用的launcher启动器的包名不一样，launcher.db存储的路径也不一样。

Android API 7及以下：/data/data/com.android.launcher/databases/laucher.db
Android API 8~18：/data/data/com.android.launcher2/databases/laucher.db
Android API 19及以上：/data/data/com.android.launcher3/databases/laucher.db

而对于各式各样的第三方ROM，使用了千奇百怪的laucher包名，这个路径就更乱了：

HTC: /data/data/com.htc.launcher/databases/laucher.db
360: /data/data/net.qihoo360.launcher/databases/laucher.db
华为: /data/data/com.huawei.launcher3/databases/laucher.db
小米: /data/data/com.miui.mihome2/databases/laucher.db
...

当然，我们不会通过直接读取数据库的方式来获取快捷方式的信息，系统自带的laucher会提供ContentProvider给外部读取。避开了对数据库路径做兼容的大坑，转眼就掉进了另一个大坑，通过Provider来读取快捷方式，所需要的权限和URI也需要做兼容。

从快捷方式的存储可见，Android 的碎片化是多么的严重，所以最后笔者决定不再深入去兼容实现，这是得不偿失的行为，有兴趣实现的可以看看这篇文章，判断一个快捷方式是否存在是多么的难：Http://www.jianshu.com/p/dc3D...

3.获取壁纸

锁屏界面的背景和手机桌面壁纸保持一致，不至于让用户觉得突兀，这里有两种办法实现获取壁纸。

Activity Style模式

如果是Activity实现的锁屏界面，可以直接设置Activity的theme就可以用壁纸做背景了。

android:theme="@android:style/Theme.Wallpaper.NoTitleBar"

WallPaperManager模式

悬浮窗模式的锁屏界面无法用theme，那么可以通过WallPaperManager来获取壁纸。

// 获取壁纸管理器
WallpaperManager wallpaperManager = WallpaperManager
    .getInstance(this);
// 获取当前壁纸
Drawable wallpaperDrawable = wallpaperManager.getDrawable();
// 将Drawable,转成Bitmap
Bitmap bm = ((BitmapDrawable) wallpaperDrawable).getBitmap();
mRootView.setBackgroundDrawable(new BitmapDrawable(bm));

这种方式在小米等仿iOS的一屏桌面上是OK的，但是在原生Android那样的两屏桌面（快捷方式与全部app分别在不同屏)，快捷方式那屏获取的壁纸是一整张大壁纸，而实际laucher显示的是切割后的壁纸。所以以上方式会把尺寸不符的壁纸设为了背景。需要自己去根据laucher的屏数和当前是第几屏来进行切图，laucher的总屏数可以在上述launcher.db里的workspaceScreens表里找到，而具体当前在第几屏是存在launcher app内存实例中的，无法获取。如果真要切的话，建议直接按照屏幕宽高切下整张壁纸的左边一屏就好了。

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