不會吧,這也行?iOS後臺鎖屏監聽搖一搖

Dast1發表於2020-10-09

背景介紹

一般情況下,出於省電、許可權、合理性等因素考慮,給人的感覺是很多奇怪的需求安卓可以實現,但是iOS就無法實現!今天要介紹的需求也有這種感覺,就是“當 APP 處於後臺或鎖屏狀態時,依舊可以監聽到搖一搖,進而觸發某些功能,比如:語音播報”。

在產品經理提出此需求的一瞬間,彷彿周邊的空氣都凝固了,我也猶如五雷轟頂,愣在原地無法動彈。不由心想:“蘋果爸爸怎麼可能允許開發者實現這種功能!這得多費電啊!要是所有 APP 都這麼做了,那還了得!” 與此同時,之前網上瘋傳、遠近聞名的的需求--“做一個會根據手機殼顏色而改變主題顏色的APP”,清晰地浮現在腦海中,頓時一萬隻xx?從心中奔騰而過。此時,產品經理解釋到,這是我們們好多視力障礙使用者提的需求,他們經常鎖屏或把 APP 退到後臺,且因為視力不佳原因,導致重新找到 APP 並切到前臺的操作很是麻煩,所以十分希望我們能實現這個功能。

在短暫的心理活動後,秉著“客戶第一,產品??”的原則,於是回覆說:“這功能太少見了,我先在網上看看吧,要是有其他 APP 有類似的功能,麻煩跟我說我參考一下。”然後,就祭出了程式設計師利器--Google,輸入“iOS 後臺 搖一搖”,只搜尋出來的一個思路:利用 CoreMotion 框架,監聽加速計原始資料,然後在 APP 退到後臺後,可以實現監聽搖一搖的效果。然而,並沒有完整的程式碼或 demo 。頓時,Talk is cheap, show me the code!這句經典臺詞突然地出現在腦海中!也看到有人評論說 CoreMotion 的確可以實現跟系統搖一搖類似的效果,但是退到後臺或鎖屏後,沒辦法監聽到搖一搖事件。

看到這條評論時,我不禁開始懷疑此功能是否真的可以被實現。

玩歸玩,鬧歸鬧,開始 code,不開玩笑。

接下來,開始自己的探索之旅。

本文 demo 連結為 OCDailyTests/BackgroundShakeTest,可自行下載,方便執行和驗證。

探索過程

其他 APP 有沒有類似功能

經過一番 Google,終於找到一款 APP 有類似功能::酷狗音樂 APP,對,就是那個在 PC 端一開啟就會大喊 Hello KuGou!的音樂軟體對應的 APP,萬萬沒想到,手機 APP 也是這樣,一句Hello KuGou!把我嚇一跳。按如下步驟,在設定裡開啟此功能後,後臺或鎖屏時,搖一搖手機,可實現切歌的效果。

既然的確有 APP 實現了此功能,那就踏踏實實地探索它可能是怎麼實現的吧。

系統提供的搖一搖回撥能否滿足

系統搖一搖回撥方法:

- (void)motionBegan:(UIEventSubtype)motion withEvent:(UIEvent *)event{
    NSLog(@"%s", __FUNCTION__);
}

經測試,此方法只有在 APP 處於前臺時,才會被回撥。APP 處於後臺或鎖屏時,此方法不會回撥。故初步判定此方法不能滿足需求。

其他方法能否實現

此時,還是先根據網上各路大神提供的思路進行嘗試,即利用 CoreMotion 框架,監聽加速計原始資料,然後在 APP 退到後臺後,實現監聽搖一搖的效果。

好,我們先利用 CoreMotion 框架,監聽加速計原始資料,實現類似系統搖一搖回撥的效果。

利用 CoreMotion 框架,監聽加速計原始資料

通過加速計監聽搖一搖

因加速計回撥比較頻繁,因此比較佔用資源,故把此功能設計為單例。

  • 快速實現單例效果

    //具體實現詳見 demo 中檔案
    #import "HMSingleton.h"
    
    @interface MYAccelerometerTool : NSObject
    HMSingleton_h(MYAccelerometerTool);
    @end
    
    @implementation MYAccelerometerTool
    HMSingleton_m(MYAccelerometerTool);
    @end
    
  • 宣告和懶載入運動管理員屬性

    @property(nonatomic, strong) CMMotionManager *gMotionMnger;
    
    - (CMMotionManager *)gMotionMnger{
        if (nil == _gMotionMnger) {
            CMMotionManager *lMnger = [[CMMotionManager alloc] init];
            lMnger.accelerometerUpdateInterval = 0.1;
            [lMnger startAccelerometerUpdates];
            _gMotionMnger = lMnger;
        }
        return _gMotionMnger;
    }
    
  • 宣告和實現時間戳屬性,用於實現節流效果(為防止頻繁回撥,每次檢測成功後,停止搖動 1s 後才繼續響應下次搖一搖。)

    @property(nonatomic, strong) NSDate *gDateLastShakeSuc;
    - (NSDate *)gDateLastShakeSuc{
        if (nil == _gDateLastShakeSuc) {
            _gDateLastShakeSuc = [NSDate distantPast];
        }
        return _gDateLastShakeSuc;
    }
    
  • 開始監聽搖一搖動作

    - (BOOL)startMonitorShake{
        if (NO == self.gMotionMnger.isAccelerometerAvailable) {
            return NO;
        }
        
        //監聽中,直接返回YES
        if (self.gMotionMnger.isAccelerometerActive) {
            return YES;
        }
        
        [self.gMotionMnger startAccelerometerUpdatesToQueue:[NSOperationQueue new] withHandler:^(CMAccelerometerData * _Nullable accelerometerData, NSError * _Nullable error) {
            
            CMAcceleration acceleration = accelerometerData.acceleration;
            
            //綜合x、y兩個方向的加速度(z方向速度無意義,用的話,走路上下抖手機時會誤觸發,系統搖一搖也不會被z軸加速度觸發)
            //當綜合加速度大於2.3時,就啟用效果(資料越小,使用者搖動的動作就越小,越容易啟用)
            double accelerameter = sqrt( pow( acceleration.x , 2 ) + pow( acceleration.y , 2 ));
            
            if (accelerameter > 2.3) {
                
                //節流效果:距離上次搖一搖成功事件,間隔時間小於1s時,認為無效
                NSDate *lCrtDate = [NSDate date];
                if ([lCrtDate timeIntervalSinceDate:self.gDateLastShakeSuc] < 1) {
                    self.gDateLastShakeSuc = lCrtDate;
                    return ;
                }
                
                self.gDateLastShakeSuc = lCrtDate;
                [[NSNotificationCenter defaultCenter] postNotificationName:KNTFY_SHAKE_SUCCESS object:nil];
            }
        }];
        
        return YES;
    }
    
  • 為了程式碼的對稱美和可能的相關業務,實現停止監聽搖一搖方法

    - (void)stopMonitorShake{
        [self.gMotionMnger stopAccelerometerUpdates];
        self.gMotionMnger = nil;
        self.gDateLastShakeSuc = nil;
    }
    

控制器相關邏輯和程式碼

  • 開始監聽搖一搖

     BOOL lRes = [[MYAccelerometerTool sharedMYAccelerometerTool] startMonitorShake];
     NSLog(@"lRes:%d", lRes);
     NSAssert(lRes, @"開始監聽搖一搖失敗");
    
  • 監聽搖一搖成功的通知

     [[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self selector:@selector(nmShakeSuccess:) name:KNTFY_SHAKE_SUCCESS object:nil];
    
    //在搖一搖的同時,通過觀察此方法是否有log,可以判斷是否有監聽到。
    - (void)nmShakeSuccess:(NSNotification *)ntfy{
        NSLog(@"%s", __FUNCTION__);
    }
    
  • dealloc方法中取消監聽

    - (void)dealloc{
        [[NSNotificationCenter defaultCenter] removeObserver:self];
    }
    

    執行 demo 工程,測試可知,通過上述方法,的確可以在 APP 處於前臺時,實現監聽搖一搖動作的效果。可是,當把 APP 退到後臺或鎖屏時,nmShakeSuccess 方法不再有 log,即:APP 處於後臺時,通過監聽加速計的方法,預設也無法在 APP 處於後臺或鎖屏時實現監聽效果。這也印證了上文提到的那個評論者的疑問。

    可是 Hello KuGou! 明明實現了後臺或鎖屏時搖一搖的效果啊!難道是需要額外的配置?聯想 iOS 處於後臺時,預設會把 APP 的服務給掛起(suspended),只有當 APP 通過某種方式(後臺定位/播放音樂/藍芽掃描等)具有後臺執行許可權時,才可以一直保活。可猜想,也許賦予 APP 具有後臺執行的許可權後,就可以實現想要的功能了。於是,開始進行驗證如下。

APP 申請後臺執行許可權後,能否監聽到搖一搖

因為工作中很多 APP 具有後臺定位許可權和相關功能,所以本文通過為 APP 申請後臺定位許可權來驗證。

APP 申請後臺定位許可權

  • plist 檔案中增加”定位請求描述資訊“

    <key>NSLocationAlwaysUsageDescription</key>
    	<string>我們需要根據您的定位提供周邊搜尋和導航服務</string>
    	<key>NSLocationWhenInUseUsageDescription</key>
    	<string>我們需要根據您的定位提供周邊搜尋和導航服務</string>
    

    增加”後臺定位許可權“

    <key>UIBackgroundModes</key>
    	<array>
    		<string>location</string>
    	</array>
    
  • 宣告定位管理員屬性

    @property(nonatomic, strong) CLLocationManager *gMnger;
    
  • 懶載入定位管理員,請求定位許可權、允許後臺位置更新

    - (CLLocationManager *)gMnger{
        if (nil == _gMnger) {
            _gMnger = [[CLLocationManager alloc] init];
            _gMnger.delegate = self;
            _gMnger.allowsBackgroundLocationUpdates = YES;
            [_gMnger requestWhenInUseAuthorization];
        }
        return _gMnger;
    }
    
  • 代理 3 步走(用於驗證後臺定位是否生效)

    • 遵守代理協議

      @interface ViewController ()<CLLocationManagerDelegate>

    • 指定代理物件

      _gMnger.delegate = self;

    • 實現代理方法

      #pragma mark -  delegate
      - (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager didUpdateLocations:(NSArray<CLLocation *> *)locations{
          NSLog(@"%s", __FUNCTION__);
      }
      
      - (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager didFailWithError:(NSError *)error{
          NSLog(@"%s", __FUNCTION__);
      }
      
  • APP 後臺或鎖屏後,測試能否成功監聽搖一搖

    執行 demo 工程,經測試,把 APP 退到後臺或鎖屏,或即退到後臺又鎖屏,都能夠檢測到搖一搖事件。

多 APP 都實現此功能時,搖一搖是何效果

這裡用 demo APP 和酷狗音樂 APP 進行測試。

  • 同時開啟這兩個 APP,其中酷狗音樂 APP 開啟後臺搖一搖切歌的功能。
  • 酷狗音樂 APP 開始放歌,退到後臺。
  • demo APP 開啟後,退到後臺。
  • 搖一搖,檢視效果:
    • 當搖動的力度不是很大時,demo APP 回撥方法會被觸發;
    • 當搖動的力度很大時,demo APP 回撥方法和酷狗 APP 切歌會同時被觸發;
  • 由此可見,如果多個 APP 同時實現了此功能時,那麼後臺或鎖屏搖一搖時,只要滿足了某個 APP 實現的加速計相關判定條件,就可以同時觸發多個 APP 對應的效果。

後臺定位許可權 + 系統搖一搖,是否可行?

經測試,還是不行。果然,系統搖一搖還是比較受限的,只能在前臺回撥。

文章小結

想要實現”iOS後臺鎖屏監聽搖一搖“功能,

首次,必須滿足一個硬性條件:APP 具有某種後臺執行的許可權。

其次,技術實現上必須使用CoreMotion框架,通過監聽加速計回撥自己實現對搖一搖事件的監聽判定

最後,可通過增加時間屬性,實現對搖一搖事件監聽時的節流效果,防止持續搖動時,太過頻繁的事件回撥。

此外,多 APP 都實現此功能時,搖一搖的效果是:只要搖動力度很大,加速計資料滿足 APP 實現的搖一搖判定條件,就可以同時觸發多個 APP 各自對應的效果

因此,如果不是 APP 特別需要此功能,儘量不要這樣實現,畢竟,比較佔用系統資源,而且太多 APP 同時實現時,可能會出現效果上的相互干擾。不過,如果合理利用此功能,卻可以為特殊使用者群體提供極大的便利

通過探索,滿足了視力障礙使用者的迫切需求,還是蠻有成就感的!

偷偷的告訴大家,寫到這裡時,產品經理還沒告訴我他所知道的哪個 APP 實現了這個功能,可能他太忙,給忘記了吧......

參考文章

iOS應用退出到後臺後怎樣監聽搖晃事件

Demo 連結

OCDailyTests/BackgroundShakeTest

最後,感謝“技術創作101訓練營”!通過參加訓練營,讓我對寫作有了更深入的認識和更高的心裡覺悟。

本文由部落格群發一文多發等運營工具平臺 OpenWrite 釋出

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