Android App Widget 后台计时：保持运行的方案

2025-01-30 09:13:40

Android App Widget 计时器：后台持续运行方案

开发Android app widget时，经常会遇到计时器需要在后台持续运行的问题。一旦用户关闭或杀死应用程序，计时器就停止更新，这是一个常见痛点。这篇文章探讨如何让app widget中的计时器在应用程序关闭后依然能够持续运行。

问题分析

问题核心在于，Android应用程序进程一旦被杀死或移出后台任务列表，应用程序的上下文和服务就失去了继续执行的能力。如果计时器直接运行在主线程或者应用程序的组件内部，它们会随进程一起被终止。AlarmManager 本身并不持有应用的生命周期，它只负责按时发送广播事件，如果应用程序进程没有处于活跃状态，自然接收不到这个广播事件。简单地说，App Widget是应用程序在用户主屏幕的延伸展示，不应该直接在Widget组件里做高耗能任务，需要一些更可靠的方式进行后台计时。

解决方案一：前台服务（Foreground Service）

前台服务能够确保应用程序进程保持运行状态，即使应用程序在后台，从而让计时器持续运作。前台服务会展示一个通知给用户，以提示服务正在运行。

步骤：

创建一个继承自 Service 的类，并实现必要的方法。

import android.app.Notification;
import android.app.NotificationChannel;
import android.app.NotificationManager;
import android.app.PendingIntent;
import android.app.Service;
import android.content.Context;
import android.content.Intent;
import android.os.Build;
import android.os.Handler;
import android.os.IBinder;
import androidx.core.app.NotificationCompat;

public class TimerService extends Service {
    private static final String CHANNEL_ID = "TimerChannel";
    private Handler handler = new Handler();
    private Runnable timerRunnable;
    private int currentSeconds = 0;

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        createNotificationChannel();
        startTimer();
    }

   @Override
    public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
     createNotification();
        return START_STICKY;
    }

     private void createNotificationChannel() {
      if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.O) {
          NotificationChannel channel = new NotificationChannel(CHANNEL_ID,
                  "Timer Channel",
                  NotificationManager.IMPORTANCE_DEFAULT);
          NotificationManager manager = getSystemService(NotificationManager.class);
         if(manager != null){
         manager.createNotificationChannel(channel);
        }
     }
     }


      private void createNotification(){
          Intent intent = new Intent(this, MainActivity.class);
         PendingIntent pendingIntent = PendingIntent.getActivity(this, 0, intent, PendingIntent.FLAG_IMMUTABLE);


      Notification notification = new NotificationCompat.Builder(this, CHANNEL_ID)
              .setContentTitle("Timer is running")
              .setSmallIcon(android.R.drawable.ic_dialog_info)
             .setContentIntent(pendingIntent)
             .build();
      startForeground(1, notification);
  }

   private void startTimer() {
      timerRunnable = new Runnable() {
          @Override
          public void run() {
               updateWidget(); // 更新App Widget UI

              currentSeconds++;
             handler.postDelayed(this, 1000); // 每秒更新

          }
     };
   handler.post(timerRunnable); //启动
}

private void updateWidget(){
AppWidgetManager appWidgetManager = AppWidgetManager.getInstance(this);
ComponentName componentName = new ComponentName(this, TimeAppWidget.class);
int [] ids=appWidgetManager.getAppWidgetIds(componentName);
if (ids != null && ids.length > 0) {
for (int id :ids) {
TimeAppWidget.updateAppWidget(this, appWidgetManager, id,String.valueOf(currentSeconds));
}
}
}
@Override
public void onDestroy() {
super.onDestroy();
handler.removeCallbacks(timerRunnable); //停止
}

   @Override
   public IBinder onBind(Intent intent) {
       return null; // 前台服务通常不需要绑定
   }
}

2. 在 AppWidget 的 `updateAppWidget()` 方法中调用  `context.startForegroundService(new Intent(context,TimerService.class))` 启动服务， 确保在应用初始化，应用widget显示到屏幕时都会触发。 

3. 修改你的widget 代码，更新相应的组件文本

 ```java
 public class TimeAppWidget extends AppWidgetProvider {

 static void updateAppWidget(Context context, AppWidgetManager appWidgetManager,
                         int appWidgetId,String text) {

        RemoteViews views = new RemoteViews(context.getPackageName(), R.layout.time_app_widget);
          views.setTextViewText(R.id.appwidget_text, text);
       appWidgetManager.updateAppWidget(appWidgetId, views);
      }

   @Override
   public void onUpdate(Context context, AppWidgetManager appWidgetManager, int[] appWidgetIds) {
   
         for (int appWidgetId : appWidgetIds) {
            String currentTime =  "0";  //widget init text
            updateAppWidget(context, appWidgetManager, appWidgetId,currentTime); //initial render when load app widget

     
            context.startForegroundService(new Intent(context, TimerService.class)); // start service and keep time update even app closed;
           }
    }
 ```
 确保已经添加`TimeAppWidget` 相应的布局`R.layout.time_app_widget`.
4. 在 `AndroidManifest.xml` 文件中声明服务：
 ```xml
     <service android:name=".TimerService"
      android:enabled="true"
       android:foregroundServiceType="shortService"/>

其中, foregroundServiceType="shortService"用于兼容android 14 新的限制要求。

注意事项：

需要权限：android.permission.FOREGROUND_SERVICE (在Android 9 以上) 或者 android.permission.FOREGROUND_SERVICE_LOCATION(对于Android 10或更高版本)。务必检查这些权限已正确申请。
前台服务通知对用户可见，必须提供清晰的服务。用户也可以通过通知设置禁用服务通知。
对于不必要的计时任务或者更新不应该频繁执行，避免过多的电量消耗，必要时应该考虑停止前台服务。

解决方案二：使用 WorkManager (适用于非精确计时)

如果对于计时的精确度要求不高，或者允许一定的延迟，WorkManager 是一个不错的选择。WorkManager 基于任务队列机制，能够保证即使应用退出也能可靠地执行后台任务。

步骤：

引入WorkManager 依赖：

在build.gradle文件中加入 implementation "androidx.work:work-runtime:2.8.1" (版本号根据需求更改)
创建继承 Worker 的类。

import android.content.Context;
import androidx.annotation.NonNull;
import androidx.work.Worker;
import androidx.work.WorkerParameters;

import android.appwidget.AppWidgetManager;
import android.content.ComponentName;

public class TimerWorker extends Worker {
private int currentSeconds = 0;
public TimerWorker(@NonNull Context context, @NonNull WorkerParameters workerParams) {
super(context, workerParams);
}

 @NonNull
 @Override
 public Result doWork() {

   updateWidget(); // 更新 App Widget
 
    currentSeconds++;

 return Result.success();
 }

private void updateWidget(){
Context context=getApplicationContext();
AppWidgetManager appWidgetManager = AppWidgetManager.getInstance(context);
ComponentName componentName = new ComponentName(context, TimeAppWidget.class);
int [] ids=appWidgetManager.getAppWidgetIds(componentName);
if (ids != null && ids.length > 0) {
for (int id :ids) {
TimeAppWidget.updateAppWidget(context, appWidgetManager, id,String.valueOf(currentSeconds));
}
}
}
}


3. 在AppWidget 的  `onUpdate`  方法中配置 WorkManager，定义任务运行策略。

```java
     
@Override
   public void onUpdate(Context context, AppWidgetManager appWidgetManager, int[] appWidgetIds) {
   
       for (int appWidgetId : appWidgetIds) {
            String currentTime = "0";  //初始化的文本
           updateAppWidget(context, appWidgetManager, appWidgetId,currentTime); 

          //enqueue recurring task to update the timer with the workmanager

         PeriodicWorkRequest request =
                  new PeriodicWorkRequest.Builder(TimerWorker.class,
                          15, TimeUnit.MINUTES)//Minimum repeat is 15 Minutes, use interval that satisfy your specific need.
                  .build();
  
               WorkManager
                     .getInstance(context)
                  .enqueue(request);


           }
    }

注意事项：

WorkManager 提供不同类型的任务配置：一次性任务 (OneTimeWorkRequest) 和周期性任务 (PeriodicWorkRequest)，按需求选择。
PeriodicWorkRequest 的执行周期需要大于或等于 15 分钟。 WorkManager适合于精度不高的计时或低频更新。
可以通过 WorkManager 的 getWorkInfos 函数监控任务的执行情况，及时排查问题。
可以使用 Constraint来定义任务执行时的条件, 比如网络条件。
为了应对设备在 Doze 模式和应用待机等优化, 应在测试期间观察计时任务的表现, 有可能出现延迟现象。