Android自定义快速设置
Customizer Quick Setting
自定义快速设置
Android N/7.0 牛轧糖
前言
Android N在2016年5月的Google I/O大会上发布，按照过往历史，同样会用一种水果的名称称呼这个新的Andrid版本，但是Google I/O上，并没有为Android N定好名字，直到6月份通过投票的形式正式命名为“牛轧糖”。Android N在安全和用户体验上都有较大的更新，如多窗口支持、通知增强功能、配置文件指导的 JIT/AOT 编译、随时随地低电耗模式和Quick Settings Tile等等。本文对Android N的新功能Quick Settings Tile（快速设置图块）的应用进行详解。
所谓快速设置图块，即下拉通知栏时的快速设置按钮，通常用于直接从通知栏显示关键设置和操作，非常简单。如Wifi的开关、数据连接、飞行模式和蓝牙等等。当然这个功能在Andorid中一直都有，Android N做了那些升级更新呢？如下：
- 额外的“快速设置”图块添加了更多空间，用户可以通过向左或向右滑动跨分页的显示区域访问它们。我们还让用户可以控制显示哪些“快速设置”图块以及显示的位置 — 用户可以通过拖放图块来添加或移动图块。
- 对于开发者，Android 7.0 还添加了一个新的 API，从而让您可以定义自己的“快速设置”图块，使用户可以轻松访问您应用中的关键控件和操作。
第一点更新，如下图，用户可以左右滑动快速设置面板，比之前的版本增大了一倍的空间：
第二点更新，也就是本文要介绍的功能更新，它让APP开发者也可以为自己的应用定制一个快速设置图块，而之前的版本只能对系统的功能进行设置，这对用户常用的APP，可能会带来很大的方便性。
既然是快速设置，所以Google建议：对于急需或频繁使用的控件和操作，保留“快速设置”图块，且不应将其用作启动应用的快捷方式。所以APP开发者，应该遵行Google的功能设计初衷，以便让用户能够有更好地用户体验。
自定义快速设置图块
APP要实现自定义快速设置图块很简单，只需需要两步即可：
第一步：定义一个MyQSTileService继承frameworks/base/core/java/android/service/quicksettings/TileService.java，如下：
public class MyQSTileService extends TileService {
//Called when the user adds this tile to Quick Settings.
@Override
public void onTileAdded() {
super.onTileAdded();
}
//Called when the user removes this tile from Quick Settings.
@Override
public void onTileRemoved() {
super.onTileRemoved();
}
//Called when this tile moves into a listening state.
@Override
public void onStartListening() {
super.onStartListening();
}
//Called when this tile moves out of the listening state.
@Override
public void onStopListening() {
super.onStopListening();
}
//Called when the user clicks on this tile.
@Override
public void onClick() {
super.onClick();
}
}
如上面的代码，创建一个MyQSTileService继承TileService，复写onTileAdded()、onTileRemoved()、onStartListening()、onStopListening()和onClick()方法。
第二步：在项目的AndroidManifest.xml文件中添加如下代码：
<service
android:name=".MyQSTileService"
android:label="@string/my_default_tile_label"
android:icon="@drawable/my_default_icon_label"
android:permission="android.permission.BIND_QUICK_SETTINGS_TILE">
<intent-filter>
<action android:name="android.service.quicksettings.action.QS_TILE" />
</intent-filter>
</service>
上述代码，android:name和android:label就不多说了，这里侧重看android:icon，android:permission和action。android:icon虽然是老版本就有的，但是
TileService必须指明这个属性，快速设置才会生效。既然是快速设置图块，就需要一张图片，所以这个icon肯定不能为空啦，要不还怎么显示。本例子添加的图片如下高亮的图片：
然后必须在TileService中声明权限android.permission.BIND_QUICK_SETTINGS_TILE，这是Android安全的套路。最后action也是必不可少，系统就是通过android.service.quicksettings.action.QS_TILE这个Action来寻找所有APP的TileService，后文会赘述这个过程。
只需两步，即可实现自定义的Tile显示在下拉菜单的快速设置面板中。如下图所以：
如上图，最后一个便是本例子自定义的快速设置图块，当然，现在这个图块只是在备选区域，用户可以把这个图块拖动到快速设置面板，就可以实现真正的快速设置了，如下图中间的图块：
实现自定义快速设置图块，就是这么简单，但是只是这样，对用户使用体验不是很舒服，因为这个图块只有一种颜色，用户不知道当前是关，或者是开的状态。因此，还需要根据实际开/关的状态，改变图块的颜色。当用户点击一次图块，状态就要发生变化。实现代码如下：
public class MyQSTileService extends TileService {
@Override
public void onTileAdded() {
Log.d("MyQSTileService", "onTileAdded()");
}
......
@Override
public void onClick() {
Log.d("MyQSTileService", "onClick()");
//获取自定义的Tile.
Tile tile = getQsTile();
if (tile == null) {
return;
}
Log.d("MyQSTileService", "Tile state: " + tile.getState());
switch (tile.getState()) {
case Tile.STATE_ACTIVE:
//当前状态是开，设置状态为关闭.
tile.setState(Tile.STATE_INACTIVE);
//更新快速设置面板上的图块的颜色，状态为关.
tile.updateTile();
//do close somethings.
break;
case Tile.STATE_UNAVAILABLE:
break;
case Tile.STATE_INACTIVE:
//当前状态是关，设置状态为开.
tile.setState(Tile.STATE_ACTIVE);
//更新快速设置面板上的图块的颜色，状态为开.
tile.updateTile();
//do open somethings.
break;
default:
break;
}
}
}
如上面的代码，当用户点击的自定义的图块，将会回调onClick()方法，在这个方法里，首先获取到当前的Tile，调用Tile的getState()方法获取当期Tile的状态，如果状态正处于打开的状态，调用setState()的方法改变状态为关闭，然后一定要调用updateTile()这个方法，快速设置面板上的图块颜色才会改变。如下图，CusTile为打开的状态：
下图是CusTile是关闭的状态：
除此之外，Tile还提供如下两个方法，以便APP可以给用户更为舒适的用户体验。检测当前设备是否处于锁屏状态，方法如下：
//Checks if the lock screen is showing.
public final boolean isLocked() {
try {
return mService.isLocked();
} catch (RemoteException e) {
return true;
}
}
检测当期设备是否处于安全模式，如图案解锁，方法如下：
//Checks if the device is in a secure state.
public final boolean isSecure() {
try {
return mService.isSecure();
} catch (RemoteException e) {
return true;
}
}
用户在操作时，APP应该使用这两个方法判断一下是否应该改变APP的行为。另外，TileService还提供startActivityAndCollapse()等方法让APP开发者可以用更少的代码实现超棒的用户体验，这也是一个非常棒的方法。读者可以自行阅读帮助文档了解TileService提供的功能，以便更好地开发自己的应用。
深入理解TileService
TileService的结构
快速设置面板是SystemUI提供的功能，如果读者不熟悉SystemUI的，可以阅读文章《SystemUI架构分析 》，也就是说自定义快速设置图块的点击等行为已经发生了跨进程通信，SystemUI是如果调用到APP的呢？以Anroid四大组件之一的Service如何建立IPC通信开始，从Service的生命周期onBind()说起：
public class TileService extends Service {
public IBinder onBind(Intent intent) {
mService = IQSService.Stub.asInterface(intent.getIBinderExtra(EXTRA_SERVICE));
try {
ComponentName component = intent.getParcelableExtra(EXTRA_COMPONENT);
mTile = mService.getTile(component);
} catch (RemoteException e) {
throw new RuntimeException("Unable to reach IQSService", e);
}
if (mTile != null) {
mTile.setService(mService);
mHandler.sendEmptyMessage(H.MSG_START_SUCCESS);
}
return new IQSTileService.Stub() {
@Override
public void onTileRemoved() throws RemoteException {
mHandler.sendEmptyMessage(H.MSG_TILE_REMOVED);
}
@Override
public void onTileAdded() throws RemoteException {
mHandler.sendEmptyMessage(H.MSG_TILE_ADDED);
}
@Override
public void onStopListening() throws RemoteException {
mHandler.sendEmptyMessage(H.MSG_STOP_LISTENING);
}
@Override
public void onStartListening() throws RemoteException {
mHandler.sendEmptyMessage(H.MSG_START_LISTENING);
}
@Override
public void onClick(IBinder wtoken) throws RemoteException {
mHandler.obtainMessage(H.MSG_TILE_CLICKED, wtoken).sendToTarget();
}
@Override
public void onUnlockComplete() throws RemoteException{
mHandler.sendEmptyMessage(H.MSG_UNLOCK_COMPLETE);
}
};
}
}
如上面的代码，如上这些方法是不是很熟悉呢。当SystemUI启动TileService时，回调onBind()方法，TileService创建一个IQSTileService.Stub的实例，IQSTileService正好就是实现了AIDL标准的IPC通信的接口，所以，onBind()方法把IQSTileService的句柄返回给SystemUI，因此SystemUI便可实现对TileService的远程调用。SystemUI通过桥梁IQSTileService便可和APP实现紧密快速的通信。
TileService的加载
通过文章《SystemUI架构分析 》可知，负责快速设置面板显示的控件是rameworks/base/packages/SystemUI/src/com/android/systemui/qs/QSPanel.java，自定义快速设置图块的APP安装到系统后，当用户点击编辑快速设置面板的编辑按钮时，调用QSPanel的showEdit()方法，如下：
public class QSPanel extends LinearLayout implements Tunable, Callback {
private void showEdit(final View v) {
v.post(new Runnable() {
@Override
public void run() {
......
mCustomizePanel.show(x, y);
}
}
}
});
}
}
接着上面的代码，然后调用通过QSCustomizer实例mCustomizePanel调用show()方法，后面接着会生成一个TileQueryHelper的对象，调用addSystemTiles()方法，这个过程就不赘述了，下面直接看addSystemTiles()的代码：
public class TileQueryHelper {
private void addSystemTiles(final QSTileHost host) {
......
qsHandler.post(new Runnable() {
@Override
public void run() {
mainHandler.post(new Runnable() {
@Override
public void run() {
new QueryTilesTask().execute(host.getTiles());
}
});
}
});
}
}
上面的代码启动了多线程任务类QueryTilesTask，看在新的线程里，如果加载自定义的快速设置图块，代码如下：
public class TileQueryHelper {
private class QueryTilesTask extends
AsyncTask<Collection<QSTile<?>>, Void, Collection<TileInfo>> {
@Override
protected Collection<TileInfo> doInBackground(Collection<QSTile<?>>... params) {
List<TileInfo> tiles = new ArrayList<>();
PackageManager pm = mContext.getPackageManager();
List<ResolveInfo> services = pm.queryIntentServicesAsUser(
new Intent(TileService.ACTION_QS_TILE), 0, ActivityManager.getCurrentUser());
for (ResolveInfo info : services) {
String packageName = info.serviceInfo.packageName;
ComponentName componentName = new ComponentName(packageName, info.serviceInfo.name);
final CharSequence appLabel = info.serviceInfo.applicationInfo.loadLabel(pm);
String spec = CustomTile.toSpec(componentName);
State state = getState(params[0], spec);
if (state != null) {
addTile(spec, appLabel, state, false);
continue;
}
if (info.serviceInfo.icon == 0 && info.serviceInfo.applicationInfo.icon == 0) {
continue;
}
Drawable icon = info.serviceInfo.loadIcon(pm);
if (!permission.BIND_QUICK_SETTINGS_TILE.equals(info.serviceInfo.permission)) {
continue;
}
if (icon == null) {
continue;
}
icon.mutate();
icon.setTint(mContext.getColor(android.R.color.white));
CharSequence label = info.serviceInfo.loadLabel(pm);
addTile(spec, icon, label != null ? label.toString() : "null", appLabel, mContext);
}
return tiles;
}
}
上面的代码有点多，从上到下，慢慢来看，首先，是通过PackageManager查询action为TileService.ACTION_QS_TILE的service，看TileService.ACTION_QS_TILE这个值：
public static final String ACTION_QS_TILE = "android.service.quicksettings.action.QS_TILE";
正好是上文中的例子中的APP中MyQSTileService在AndroidManifest.xml中声明的action一致，往下看一个if语句：
if (info.serviceInfo.icon == 0 && info.serviceInfo.applicationInfo.icon == 0) {
continue;
}
这条if语句就是判断TileService中是否声明了icon，如果没有，则无法添加快速设置图块，所以AndroidManifest.xml中对MyQSTileService一定要声明icon。再往下看另外一个if语句：
if (!permission.BIND_QUICK_SETTINGS_TILE.equals(info.serviceInfo.permission)) {
continue;
}
这里检测了permission.BIND_QUICK_SETTINGS_TILE全新，因此AndroidManifest.xml中对MyQSTileService一定要声明android.permission.BIND_QUICK_SETTINGS_TILE权限。再往下看，有icon.setTint(mContext.getColor(android.R.color.white))，这个方法就是把图块强制绘制成白色，这个在Android的扁平化设计中强制的行为，所以APP用一些五颜六色图片时没有用的，最终都会变成白色。最后调用addTile()方法添加到快速设置面板了。TileService的加载就分析到这里。下面看看TileService是如何启动的？什么时候启动？
TileService的启动
在frameworks/base/packages/SystemUI/src/com/android/systemui/qs/external/TileLifecycleManager.java中，会注册一个监听APK安装与卸载的广播接收者，当自定义了快速设置图块的APK被安装时，会触发这个广播接收者：
public class TileLifecycleManager extends BroadcastReceiver ...... {
public void onReceive(Context context, Intent intent) {
......
if (Intent.ACTION_PACKAGE_CHANGED.equals(intent.getAction()) && mChangeListener != null) {
mChangeListener.onTileChanged(mIntent.getComponent());
}
stopPackageListening();
if (mBound) {
// Trying to bind again will check the state of the package before bothering to bind.
if (DEBUG) Log.d(TAG, "Trying to rebind");
setBindService(true);
}
}
}
APK安装时触发广播接收器，调用setBindService(true)方法，如下：
public void setBindService(boolean bind) {
mBound = bind;
......
try {
mIsBound = mContext.bindServiceAsUser(mIntent, this,
Context.BIND_AUTO_CREATE | Context.BIND_FOREGROUND_SERVICE_WHILE_AWAKE,
mUser);
......
}
}
如上面的代码，通过bindServiceAsUser()启动了TileService，Service连接后，回调ServiceConnection的onServiceConnected()，如下：
public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
.....
final QSTileServiceWrapper wrapper = new QSTileServiceWrapper(Stub.asInterface(service));
.....
mWrapper = wrapper;
handlePendingMessages();
}
如上面的代码，IBinder保存到QSTileServiceWrapper中，Stub.asInterface(service)正是TileService的远程调用句柄，本质是上文中提到的IQSTileService.Stub。然后快速这只的一切事件将会通过QSTileServiceWrapper的实例wrapper调用，如下：
public class QSTileServiceWrapper {
private static final String TAG = "IQSTileServiceWrapper";
private final IQSTileService mService;
public QSTileServiceWrapper(IQSTileService service) {
mService = service;
}
public IBinder asBinder() {
return mService.asBinder();
}
public boolean onTileAdded() {
try {
mService.onTileAdded();
return true;
} catch (Exception e) {
Log.d(TAG, "Caught exception from TileService", e);
return false;
}
}
public boolean onTileRemoved() {
......
}
public boolean onStartListening() {
......
}
public boolean onStopListening() {
......
}
public boolean onClick(IBinder token) {
......
}
public boolean onUnlockComplete() {
......
}
}
TileService的启动就分析到这里，SystemUI对快速设置图块的添加、移除和点击等等事件，通过wrapper最后调用到APP的TileService。
总结
本文详细描述了Android N的新功能自定义设置图块的实现方法，以及原理，这个功能的核心是TileService，提供了SystemUI和自定义设置图块的APP进行紧密的通信的基础。作为APP的开发者，或许快速设置图块将会是一个APP提升用户体验的一种重要途径。
