Android进阶宝典 -- Android AlarmManager闹钟任务

一般来说，应用开发大部分处理的都是前台任务，例如用户点击按钮跳转到某个页面，或者点击刷新按钮获取最新的数据，这种交互形式是很常见的，然后还有一些任务是需要在后台执行，在用户不可见的场景下完成任务执行，然而Android操作系统对于后台任务的把控比较严格，相当于前台进程来说，后台进程优先级更低，系统在内存不足的情况下会选择杀死进程，从而终止后台任务。因此对于业务上的需求，我们需要分清任务的种类并选择正确的方案。

1 后台任务的种类

常见的后台任务主要分为以下几种：

• 即时任务
• 延期任务
• 精确任务

1. 即时任务，即用户需要与应用互动时完成，例如点击按钮刷新数据；
2. 延期任务，即任务不需要精确的时间点完成，例如云控配置，不需要用户即时感受到，可选择一些时机触发，从而处理相应的业务逻辑；
3. 精确任务，即需要明确的时间点完成，例如在4点32分定了一个闹铃，就不能在4点33分提醒用户。

对于即时任务，如果在前台执行，我们常用的就是ViewModel配合协程；如果应用退到了后台，需要在后台执行即时任务，建议使用WorkManager，这个属于Jetpack组件中的一个具备执行持久化、周期性任务和即时任务的组件 ，具体的使用方式和原理，我将会在单独的文章中介绍。而且对于延期任务也是建议使用WorkManager做任务调度。

而对于精确任务，我们建议使用AlarmManager设置闹铃时间，从而执行精细化的任务。

2 精确任务执行

对于即时任务和延期任务，我会在WorkManager单独的专题中介绍，本文将会着重介绍下精确任务的执行。

2.1 AlarmManager

对于Android操作系统来说，为了避免电池电量的消耗，在锁屏一段时间之后，会进入深度睡眠的状态，前提是没有进程持有wakelock。 对于想要执行精确任务的进程，单单开一个Timer定时器是不可能完成的，因此对于Timer来说，在设备没有插电的情况下，计时会有偏差而且进入深度睡眠之后，Timer将会彻底停止工作。

所以如果想要在应用外，或者应用未运行、系统处于休眠时，唤醒设备触发操作，AlarmManager将会是一个不错的选择，但是其灵活性是有限制的。

2.1.1 PendingIntent

PendingIntent从字面意思看是待确定的意图，它与我们常见的Intent还是有所不同：

• Intent创建之后会立即执行，而PendingIntent则是会在事件触发之后才执行；
• 在应用程序结束之后，Intent就会失效，而PendingIntent则是会继续有效，除非被取消；

那么PendingIntent的获取方式则是有很多，基本上都是与四大组件相关，例如getActivity获取到的PendingIntent则是会启动页面；通过getBroadcast获取到的Intent则是会激活广播，在onReceive中处理逻辑。

public static PendingIntent getActivity(Context context, int requestCode, Intent intent, int flags) {
    throw new RuntimeException("Stub!");
}

public static PendingIntent getActivity(Context context, int requestCode, @NonNull Intent intent, int flags, @Nullable Bundle options) {
    throw new RuntimeException("Stub!");
}

public static PendingIntent getActivities(Context context, int requestCode, @NonNull Intent[] intents, int flags) {
    throw new RuntimeException("Stub!");
}

public static PendingIntent getActivities(Context context, int requestCode, @NonNull Intent[] intents, int flags, @Nullable Bundle options) {
    throw new RuntimeException("Stub!");
}

public static PendingIntent getBroadcast(Context context, int requestCode, @NonNull Intent intent, int flags) {
    throw new RuntimeException("Stub!");
}

public static PendingIntent getService(Context context, int requestCode, @NonNull Intent intent, int flags) {
    throw new RuntimeException("Stub!");
}

所以对于定时任务来说，如果不需要页面展现，则是可以通过getBroadcast或者getService构建PendingIntent，如果需要跳出页面，则可以通过getActivity构建。

Intent(context,AlarmReceiver::class.java).also {
    PendingIntent.getBroadcast(context,1,it,
        PendingIntent.FLAG_NO_CREATE or PendingIntent.FLAG_IMMUTABLE)
}

class AlarmReceiver : BroadcastReceiver() {
    override fun onReceive(p0: Context?, p1: Intent?) {

    }
}

2.1.2 闹钟的类型

AlarmManager主要是分为以下几种类型：

public static final int ELAPSED_REALTIME = 3;
public static final int ELAPSED_REALTIME_WAKEUP = 2;
public static final int RTC = 1;
public static final int RTC_WAKEUP = 0;

• ELAPSED_REALTIME：基于设备自启动以来经过的时间，适合每隔一段时间触发一次Intent，例如每隔10min触发一次，此种类型不会唤醒设备。
• ELAPSED_REALTIME_WAKEUP：与ELAPSED_REALTIME唯一区别在于，这种类型会唤醒设备；
• RTC：在指定的时间触发Intent，适合做每日闹钟提醒，此种类型不会唤醒设备；
• RTC_WAKEUP：与RTC唯一的区别就是，这种类型会唤醒设备。

那么基于此，我设置一个闹钟，半小时后触发PendingIntent，此后每半小时触发一次并唤醒设备。

manager?.setInexactRepeating(
    AlarmManager.ELAPSED_REALTIME_WAKEUP,
    // triggerAtMillis
    SystemClock.elapsedRealtime() + AlarmManager.INTERVAL_HALF_HOUR,
    AlarmManager.INTERVAL_HALF_HOUR, pendingIntent
)

当然，这里我使用了setInexactRepeating设置重复时钟，相较于使用setRepeating，前者的时间精度上会差一点，当然这也是为了系统整体的耗电量做出优化，使用setInexactRepeating时，Android系统会同步来自多个应用的重复闹钟，从而只唤醒一次设备；如果使用setRepeating，则是作为最精确的闹钟，可能会多次唤醒系统。

还有一点，在使用setInexactRepeating时，无法自定义时间间隔，只能使用AlarmManger中时间间隔常量如下：

public static final long INTERVAL_DAY = 86400000L;
public static final long INTERVAL_FIFTEEN_MINUTES = 900000L;
public static final long INTERVAL_HALF_DAY = 43200000L;
public static final long INTERVAL_HALF_HOUR = 1800000L;
public static final long INTERVAL_HOUR = 3600000L;

所以两者在使用上，还是要具体场景具体分析。

例如我们定了早晨8点的起床闹钟，不想起，此后每10min提醒一次，便可以使用setRepeating创建精确闹钟，并自定义时间间隔，此时使用setRepeating便是一个好的选择。

val calendar: Calendar = Calendar.getInstance().apply {
    timeInMillis = System.currentTimeMillis()
    set(Calendar.HOUR_OF_DAY, 8)
    set(Calendar.MINUTE, 30)
}
manager?.setRepeating(
    AlarmManager.RTC_WAKEUP,
    calendar.timeInMillis,
    10 * 60 * 1000, pendingIntent
)

如果只是想定一个早晨8点左右的闹钟，则是可以使用setInexactRepeating构建，这样能够保持低的耗电量。

2.2 设备重启时启动闹钟

当用户把设备关机之后，闹钟也会被取消，如果保证用户开机之后，也能继续按照原先的配置执行，而不需要用户重新设置闹钟。

• 申请权限

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

这两个权限，前者是能够在系统启动之后，app可以接收到系统启动的广播；后者是支持唤醒系统。

• 静态注册广播，以便接收系统启动广播

在Android 8.0以上的版本中，系统对清单文件中的接收器进行了严格的限制，对于大多数隐式广播（没有明确针对某个应用的广播），也就是静态广播，不能使用清单来声明接收器。 但对于某些隐式广播，系统给予了豁免权，比如说我们用到的android.intent.action.BOOT_COMPLETED就是其中之一，而还有哪些隐式广播有豁免权可以查看 隐式广播例外情况

<receiver android:name=".alarm.SystemBootReceiver"
    android:enabled="false"
    android:exported="true">
    <intent-filter>
        <action android:name="android.intent.action.BOOT_COMPLETED"/>
    </intent-filter>
</receiver>

我们看这里是设置了enabled属性为false，之所以这么设置是因为可以防止系统不必要地启动接收器，只有应用程序内部明确要使用该接收器，那么才可以使用。

class SystemBootReceiver : BroadcastReceiver() {
    override fun onReceive(p0: Context?, p1: Intent?) {
        when (p1?.action) {
            "android.intent.action.BOOT_COMPLETED" -> {
                Log.d("TAG", "onReceive: 系统启动了")
                p0?.let {
                    AlarmUtil.setAlarm(it)
                }
            }
        }
    }
}

在接收器里的逻辑就是，当系统启动之后，重新设置闹钟规则。

• 启用接收器

在清单文件中，我们设置了广播接收器的enabled属性为false，那么在应用程序中，我们通过这种方式启用接收器：

//启动接收器
val receiver = ComponentName(this, SystemBootReceiver::class.java)
packageManager.setComponentEnabledSetting(
    receiver,
    PackageManager.COMPONENT_ENABLED_STATE_ENABLED,
    PackageManager.DONT_KILL_APP
)

在创建组件之后，调用PackageManager的setComponentEnabledSetting方法，设置组件状态为COMPONENT_ENABLED_STATE_ENABLED，代表此组件可以使用，此时即便是设备重启，那么也会覆盖清单文件中的配置，此组件会一直可用，直到应用不再使用闹钟，此时就可以设置组件状态为COMPONENT_ENABLED_STATE_DISABLED。

2.3 低功耗模式下触发闹钟

在Android 6.0之后，引入了低功耗和应用待机模式，即在低功耗模式下，所有的闹钟都会被推迟，直到退出低功耗模式，或者接通电源之后，才会恢复。

所以，如果想要在低功耗模式下触发闹钟事件，可以使用setAndAllowWhileIdle或者setExactAndAllowWhileIdle

public void setAndAllowWhileIdle(int type, long triggerAtMillis, PendingIntent operation) {
    throw new RuntimeException("Stub!");
}

public void setExactAndAllowWhileIdle(int type, long triggerAtMillis, PendingIntent operation) {
    throw new RuntimeException("Stub!");
}

从这两个方法中，我们看到不能设置触发周期，像在低功耗模式下的周期性任务，可以在PendingIntent触发之后，再设置新的事件。