AlarmManager详解

AlarmManager提供对系统闹钟服务的访问。应用将自己的意图传递给系统闹钟服务，当闹钟响起时，系统会向应用发送广播。如果应用尚未执行，则会自动启动该应用程序。当设备属于睡眠状态时，注册的闹钟会被保留（如果此期间，闹钟关闭，可以选择唤醒设备），但如果系统关闭并重新启动，则会被清除。

一、定时任务的实现方案

（1）使用Timer实现

arduino 复制代码

Timer.schedule 可以实现延迟执行某个任务，也可以重复执行某个任务。

Timer常常用于时间较短的延迟处理，或者循环次数较少的重复任务，比如30秒倒计时，倒计时结束之后需要cache任务；

Timer底层封装了一个线程，和TimerTask队列，这个队列按照一定的方式将任务排队处理。当Timer实例被创建的时候，线程被启动，从而执行线程的run方法。

但是，Timer却有一个致命的缺点，如果CPU一旦进入休眠状态（熄掉屏幕等待一段时间），线程将会失去CPU时间片而阻塞，从而造成定时任务失效。
实际上，熄掉屏幕等待一段时间之后，定时任务将不再定时，而是比预定的时间延迟一段时间才会执行，从而造成定时任务的不准确性，
当CPU休眠之后，定时任务将被完全阻塞。
如果再次唤醒屏幕，打开应用，定时任务将会被从新唤起，继续执行任务（非重新执行任务，而是继续执行任务，除非应用进程被系统杀死）；

Timer定时器解决方案：如果能做到让CPU不休眠，那么就可以保证定时任务的准确性，使用WakeLock可以让CPU保持唤醒状态。

WakeLock一般我们不会使用它，因为让CPU保持唤醒是一个比较耗电的方式，用耗电的方式解决Timer定时器不准确的问题是得不偿失的。

（2）使用Handler实现

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Handler 的 postDelayed 的方法可以实现延时任务，假如CPU进入休眠状态，延迟任务会失效。
这个现象和Timer一致。

（3）使用AlarmManager实现

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AlarmManager是本章的重点，它是定时任务的重要方式，下文会有详细介绍。

二、AlarmManager接口介绍

（1）获取实例

scss 复制代码

    // 获取系统闹钟服务管理对象
    AlarmManager manager = (AlarmManager) getSystemService(Service.ALARM_SERVICE);

getSystemService方法可以获取系统的Manager Service实例，是应用和系统通信的主要方式。 AlarmManager是系统闹钟服务的管理对象。

（2）设置闹钟

less 复制代码

public void set(@AlarmType int type, long triggerAtMillis, PendingIntent operation)

以上是设置闹钟的一个重要方法，但是从 Android 4.4（API 19）开始，将变得不再精准，为了能够闹钟精准，Google提供了另外一个接口：

less 复制代码

public void setExact(@AlarmType int type, long triggerAtMillis, PendingIntent operation)

第一个参数type是闹钟类型，它有四种选项，分别是

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AlarmManager.RTC_WAKEUP：让定时任务的触发时间从1970年1月1日0点开始算起，但会唤醒CPU
AlarmManager.RTC：让定时任务的触发时间从1970年1月1日0点开始算起，但不唤醒CPU
AlarmManager.ELAPSED_REALTIME_WAKEUP：让定时任务的触发时间从系统开机开始算起，但会唤醒CPU
AlarmManager.ELAPSED_REALTIME：让定时任务的触发时间从系统开机开始算起，但不唤醒CPU

第二个参数triggerAtMillis是闹钟任务的触发时间，这里要说到两种时间的概念

scss 复制代码

相对时间：设备boot后到当前经历的时间，SystemClock.elapsedRealtime()获取到的是相对时间。
绝对时间：1970年1月1日到当前经历的时间，System.currentTimeMillis()和Calendar.getTimeInMillis()获取到的都是绝对时间。

如果是相对时间，那么计算triggerAtMillis就需要使用SystemClock.elapsedRealtime()；
如果是绝对时间，那么计算triggerAtMillis就需要使用System.currentTimeMillis()或者calendar.getTimeInMillis()；

绝对时间与 AlarmManager.RTC_WAKEUP 和 AlarmManager.RTC 对应；
相对时间与 AlarmManager.ELAPSED_REALTIME_WAKEUP 和 AlarmManager.ELAPSED_REALTIME 对应；

为了让闹钟精准，下面简单做下适配

scss 复制代码

    if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.KITKAT) {
        
        // Android 4.4 （API 19）被添加
        // 设置精准的闹钟
        manager.setExact(AlarmManager.RTC_WAKEUP, System.currentTimeMillis() + 5*1000, pendingIntent);
        // 或者
        // manager.setWindow(AlarmManager.RTC_WAKEUP, System.currentTimeMillis(),  5*1000, pendingIntent);
    } else {

        // Android 4.4 之前为精准闹钟，之后不是精准闹钟
        manager.set(AlarmManager.RTC_WAKEUP, System.currentTimeMillis() + 5*1000, pendingIntent);
    }

在 Android 5.0 （API 21）时，新增了另一个精准闹钟方法

java 复制代码

public void setAlarmClock(AlarmClockInfo info, PendingIntent operation)

setAlarmClock 的默认闹钟类型是RTC_WAKEUP，代码如下：

scss 复制代码

    if (android.os.Build.VERSION.SDK_INT >= android.os.Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP) {
        AlarmManager.AlarmClockInfo alarmClockInfo = new AlarmManager.AlarmClockInfo(System.currentTimeMillis() + 5*1000, pendingIntent);
        // Android 5.0 （API 21）被添加
        // 设置精确的闹钟
        // 类似于 setExact 方法，但是 setAlarmClock 默认的闹钟类型是 RTC_WAKEUP
        manager.setAlarmClock(alarmClockInfo, pendingIntent);
    }

Android 6.0（API 23）中引入了低电耗模式（Doze）和应用待机模式（standby）。由于低电耗模式（Doze）的限制，AlarmManager闹钟将推迟到下一个维护期，如果您希望在设备处于低电耗模式（Doze）下也能触发闹钟，那么请使用

ini 复制代码

manager.setAndAllowWhileIdle(...);

或者

ini 复制代码

manager.setExactAndAllowWhileIdle(...);

常用的闹钟接受消息是用 BroadcastReceiver 或者 Service，从Android 7.0（API 24）开始，新增了另一种接收方式，使用OnAlarmListener监听的方式接收：

less 复制代码

public void set(@AlarmType int type, long triggerAtMillis, String tag, OnAlarmListener listener,
        Handler targetHandler)

            if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.N) {
                manager.set(AlarmManager.RTC_WAKEUP, System.currentTimeMillis() + 5*1000, "MyTAG", new AlarmManager.OnAlarmListener() {
                    @Override
                    public void onAlarm() {

                    }
                }, null);
            }

参数说明如下：

csharp 复制代码

tag：listener的TAG，在缓存中，肯能存在多个listener，为了方便管理，指定tag，为listener烙印上唯一标识；
listener：取代 BroadcastReceiver 和 Service；
targetHandler：一般设置为null即可，一旦设置为null，onAlarm方法必然在主线程执行，如果targetHandler不为null，那么需要注意：
    不能在子线程中创建Handler对象，不确定是主线程还是子线程，那么需要在Handler的构造方法中执行主线程，把null替换成
    new Handler(Looper.getMainLooper())
    即可。

                manager.set(AlarmManager.RTC_WAKEUP, System.currentTimeMillis() + 5*1000, "AA", new AlarmManager.OnAlarmListener() {
                    @Override
                    public void onAlarm() {
                    }
                }, new Handler(Looper.getMainLooper()));

    或者执行Looper.prepare()
    
                Looper.prepare();
                manager.set(AlarmManager.RTC_WAKEUP, System.currentTimeMillis() + 5*1000, "AA", new AlarmManager.OnAlarmListener() {
                    @Override
                    public void onAlarm() {
                    }
                }, new Handler());

同样，对应的 setExact 和 setWindow 也在Android 7.0（API 24）的时候新增了OnAlarmListener的支持。

下面开始介绍，如何设置重复闹钟：

ini 复制代码

    manager.setRepeating(AlarmManager.RTC_WAKEUP, System.currentTimeMillis(), 1000, pendingIntent);
    和
    manager.setInexactRepeating(AlarmManager.RTC_WAKEUP, System.currentTimeMillis(), 1000, pendingIntent);

setInexactRepeating：设置不准确的重复闹钟，可以当作定时器 setRepeating：在Android 4.4之前（Android 19之前，不包括 19）是准确的，但是Android 4.4之后变为不准确；

（3）设置系统时间

scss 复制代码

    // 设置系统时间
    // 需要添加权限 android.Manifest.permission#SET_TIME
    manager.setTime(xxx);

需要在AndroidManifest文件中添加权限：android.permission.SET_TIME

（4）设置系统时区

scss 复制代码

    // 设置时区
    // 需要添加权限 android.Manifest.permission#SET_TIME_ZONE
    manager.setTimeZone(xxx);

需要在AndroidManifest文件中添加权限：android.permission.SET_TIME_ZONE

（5）取消闹钟

scss 复制代码

    manager.cancel(pendingIntent);

或者

    if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.N) {
        manager.cancel(alarmListener);
    }

（6）是否可以安排精确闹钟

scss 复制代码

    if (Build.VERSION.SDK_INT >= 31) {
        manager.canScheduleExactAlarms();
    }

canScheduleExactAlarms添加于Android 12（API 31），用于获取是否可以安排精确闹钟。
在大多数情况下，应用应该使用非精确闹钟 (inexact alarms)，这样可以减少电池消耗。
Android 系统可以通过低电耗模式 (Doze) 和应用待机模式 (App Standby) 等机制管理这些闹钟，从而最大限度地减少设备唤醒和电池消耗。
对于那些需要精确闹钟的情况，例如闹铃应用和定时器，您仍然可以使用精确闹钟 (exact alarms)。
精确闹钟功能非常方便可靠，但也会加大电量消耗。
适配策略：尽可能调整为不需精确闹钟，针对 Android 12 的应用如果想要使用精确闹钟，现在需要申请一个新的权限: SCHEDULE_EXACT_ALARM。
这是一个一般权限，所以只要您的应用在清单中进行了声明，就会在第一次启动时被自动授予该权限。但用户仍可拒绝授予或撤销权限。
使用canScheduleExactAlarms()，可用来检查应用的权限状态。

三、简单代码例子

scala 复制代码

public class AlarmReceiver extends BroadcastReceiver {

    @Override
    public void onReceive(Context context, Intent intent) {

    }
}

xml 复制代码

    <receiver android:name=".AlarmReceiver">
        <intent-filter>
            <action android:name="com.test.alarm"/>
        </intent-filter>
    </receiver>

csharp 复制代码

    // PendingIntent
    Intent intent = new Intent(MainActivity.this, AlarmReceiver.class);
    intent.setAction("com.test.alarm");
    intent.putExtra("name", "value");
    PendingIntent pendingIntent = PendingIntent.getBroadcast(getApplicationContext(), 0, intent,  PendingIntent.FLAG_UPDATE_CURRENT);
    if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.KITKAT) {

        // Android 4.4 （API 19）被添加
        // 设置精准的闹钟
        manager.setExact(AlarmManager.RTC_WAKEUP, System.currentTimeMillis() + 5*1000, pendingIntent);
    } else {

        // Android 4.4 之前为精准闹钟，之后不是精准闹钟
        manager.set(AlarmManager.RTC_WAKEUP, System.currentTimeMillis() + 5*1000, pendingIntent);
    }

四、总结

ini 复制代码

（1）设置系统时间需要添加权限：android.permission.SET_TIME；

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

（2）设置系统时区需要添加权限：android.permission.SET_TIME_ZONE

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

（3）如果需要在Android 12（API 31）上使用精准闹钟，必须设置权限：SCHEDULE_EXACT_ALARM

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

（4）重复闹钟只有 setRepeating 和 setInexactRepeating，其它均为一次性闹钟

（5）单次闹钟适配可以是这样的

    if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.KITKAT) {
        manager.setExact(AlarmManager.RTC_WAKEUP, System.currentTimeMillis() + 5*1000, pendingIntent);
    } else {
        manager.set(AlarmManager.RTC_WAKEUP, System.currentTimeMillis() + 5*1000, pendingIntent);
    }

但是，如果需要在低功耗空闲状态下，闹钟也能生效，那么需要修改代码：

    if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.M) {
        manager.setExactAndAllowWhileIdle(AlarmManager.RTC_WAKEUP, System.currentTimeMillis() + 5*1000, pendingIntent);
    } else if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.KITKAT) {
        manager.setExact(AlarmManager.RTC_WAKEUP, System.currentTimeMillis() + 5*1000, pendingIntent);
    } else {
        manager.set(AlarmManager.RTC_WAKEUP, System.currentTimeMillis() + 5*1000, pendingIntent);
    }

setExact效果等同于setWindow。

（6）重复闹钟适配可以是这样的

    if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.M) {
        manager.setExactAndAllowWhileIdle(AlarmManager.RTC_WAKEUP, System.currentTimeMillis() + 5*1000, pendingIntent);
    } else if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.KITKAT) {
        manager.setExact(AlarmManager.RTC_WAKEUP, System.currentTimeMillis() + 5*1000, pendingIntent);
    } else {
        manager.setRepeating(AlarmManager.RTC_WAKEUP, System.currentTimeMillis(), 5*1000, pendingIntent);
    }

由于setExactAndAllowWhileIdle和setExact是单次闹钟，当接收到闹钟时，再重新设置一下闹钟即可。
setRepeating本身就是重复闹钟，所以不需要重新设置；

（7）接收闹钟可以是BroadcastReceiver，也可以是Service，还可以是OnAlarmListener，只不过OnAlarmListener是Android 7.0新增的，需要做版本判断；