Android--四大组件之BroadcastReceiver

Android Android

发布时间 : 2022-10-16 11:08

阅读 :

1 BroadcastReceiver简介

1.1 BroadcastReceiver概览

Android应用与Android系统和其他Android应用之间可以相互收发广播消息，这与发布-订阅设计模式相似。这些广播会在所关注的事件发生时发送。举例来说Android系统会在发生各种系统事件时发送广播，例如系统启动或设备开始充电时。再比如，应用可以发送自定义广播来通知其他应用它们可能感兴趣的事件（例如，一些新数据已下载）。

图1 Broadcast Receivers示意图

应用可以注册接收特定的广播。广播发出后，系统会自动将广播传送给同意接收这种广播的应用。

一般来说，广播可作为跨应用和普通用户流之外的消息传递系统。但是，不要滥用在后台响应广播和运行作业的机会，因为这会导致系统变慢。

1.2 关于系统广播

系统会在发生各种系统事件时自动发送广播，例如当系统进入和退出飞行模式时。系统广播会被发送给所有同意接收相关事件的应用。

广播消息本身会被封装在一个Intent对象中，该对象的操作字符串会标识所发生的事件（例如android.intent.action.AIRPLANE_MODE）。该intent可能还包含绑定到其extra字段中的附加信息。例如，飞行模式intent包含布尔值extra来指示是否已开启飞行模式。

有关系统广播操作的完整列表，请参阅Android SDK中的BROADCAST_ACTIONS.TXT文件。每个广播操作都有一个与之关联的常量字段。例如，常量ACTION_AIRPLANE_MODE_CHANGED的值为android.intent.action.AIRPLANE_MODE。每个广播操作的文档都可以在关联的常量字段中找到。

2 接收广播

应用可以通过两种方式接收广播：清单声明的接收器和上下文注册的接收器。

2.1 清单声明的接收器

如果在清单中声明广播接收器，系统会在广播发出后启动应用（如果应用尚未运行）。

【注意】如果应用以API级别26或更高级别的平台版本为目标，则不能使用清单为隐式广播（没有明确针对应用的广播）声明接收器，但一些不受此限制的隐式广播除外。在大多数情况下，可以使用调度作业来代替。

要在清单中声明广播接收器，请执行以下两个步骤：

在应用清单中指定<receiver>元素，Intent过滤器指定接收器所订阅的广播操作。

<receiver android:name=".MyBroadcastReceiver"  android:exported="true">
    <intent-filter>
        <action android:name="android.intent.action.BOOT_COMPLETED"/>
        <action android:name="android.intent.action.INPUT_METHOD_CHANGED" />
    </intent-filter>
</receiver>

创建BroadcastReceiver子类并实现onReceive(Context, Intent)。以下示例中的广播接收器会记录并显示广播的内容。

public class MyBroadcastReceiver extends BroadcastReceiver {
    private static final String TAG = "MyBroadcastReceiver";
    @Override
    public void onReceive(Context context, Intent intent) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append("Action: " + intent.getAction() + "\n");
        sb.append("URI: " + intent.toUri(Intent.URI_INTENT_SCHEME).toString() + "\n");
        String log = sb.toString();
        Log.d(TAG, log);
        Toast.makeText(context, log, Toast.LENGTH_LONG).show();
    }
}

系统软件包管理器会在应用安装时注册接收器。然后，该接收器会成为应用的一个独立入口点，这意味着如果应用当前未运行，系统可以启动应用并发送广播。

系统会创建新的BroadcastReceiver组件对象来处理它接收到的每个广播。此对象仅在调用onReceive(Context, Intent)期间有效。一旦从此方法返回代码，系统便会认为该组件不再活跃。

2.2 上下文注册的接收器

要使用上下文注册接收器，请执行以下三个步骤：

创建BroadcastReceiver的实例。

1	BroadcastReceiver br = new MyBroadcastReceiver();

创建IntentFilter并调用registerReceiver(BroadcastReceiver, IntentFilter)来注册接收器。

1
2
3

IntentFilter filter = new IntentFilter(ConnectivityManager.CONNECTIVITY_ACTION);
filter.addAction(Intent.ACTION_AIRPLANE_MODE_CHANGED);
this.registerReceiver(br, filter);

【注意】要注册本地广播，请调用LocalBroadcastManager.registerReceiver(BroadcastReceiver, IntentFilter)。

只要注册上下文有效，上下文注册的接收器就会接收广播。例如，如果在Activity上下文中注册，只要Activity没有被销毁，就会收到广播。如果在应用上下文中注册，只要应用在运行，就会收到广播。

要停止接收广播，请调用unregisterReceiver(android.content.BroadcastReceiver)。当不再需要接收器或上下文不再有效时，请务必注销接收器。

请注意注册和注销接收器的位置，比方说，如果使用Activity上下文在onCreate(Bundle)中注册接收器，则应在onDestroy()中注销，以防接收器从Activity上下文中泄露出去。如果在onResume()中注册接收器，则应在onPause()中注销，以防多次注册接收器（如果不想在暂停时接收广播，这样可以减少不必要的系统开销）。请勿在onSaveInstanceState(Bundle)中注销，因为如果用户在历史记录堆栈中后退，则不会调用此方法。

2.3 对进程状态的影响

BroadcastReceiver的状态（无论它是否在运行）会影响其所在进程的状态，而其所在进程的状态又会影响它被系统终结的可能性。例如，当进程执行接收器（即当前在运行其onReceive()方法中的代码）时，它被认为是前台进程。除非遇到极大的内存压力，否则系统会保持该进程运行。

但是，一旦从onReceive()返回代码，BroadcastReceiver就不再活跃。接收器的宿主进程变得与在其中运行的其他应用组件一样重要。如果该进程仅托管清单声明的接收器（这对于用户从未与之互动或最近没有与之互动的应用很常见），则从onReceive()返回时，系统会将其进程视为低优先级进程，并可能会将其终止，以便将资源提供给其他更重要的进程使用。

因此，不应从广播接收器启动长时间运行的后台线程。onReceive()完成后，系统可以随时终止进程来回收内存，在此过程中，也会终止进程中运行的派生线程。要避免这种情况，应该调用goAsync()（如果希望在后台线程中多花一点时间来处理广播）或者使用JobScheduler从接收器调度JobService，这样系统就会知道该进程将继续活跃地工作。

以下代码段展示了一个BroadcastReceiver，它使用goAsync()来标记它在onReceive()完成后需要更多时间才能完成。如果希望在onReceive()中完成的工作很长，足以导致界面线程丢帧 (>16ms)，则这种做法非常有用，这使它尤其适用于后台线程。

public class MyBroadcastReceiver extends BroadcastReceiver {
    private static final String TAG = "MyBroadcastReceiver";

    @Override
    public void onReceive(Context context, Intent intent) {
        final PendingResult pendingResult = goAsync();
        Task asyncTask = new Task(pendingResult, intent);
        asyncTask.execute();
    }

    private static class Task extends AsyncTask<String, Integer, String> {

        private final PendingResult pendingResult;
        private final Intent intent;

        private Task(PendingResult pendingResult, Intent intent) {
            this.pendingResult = pendingResult;
            this.intent = intent;
        }

        @Override
        protected String doInBackground(String... strings) {
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            sb.append("Action: " + intent.getAction() + "\n");
            sb.append("URI: " + intent.toUri(Intent.URI_INTENT_SCHEME).toString() + "\n");
            String log = sb.toString();
            Log.d(TAG, log);
            return log;
        }

        @Override
        protected void onPostExecute(String s) {
            super.onPostExecute(s);
            // Must call finish() so the BroadcastReceiver can be recycled.
            pendingResult.finish();
        }
    }
}

3 发送广播

Android为应用提供三种方式来发送广播：

sendOrderedBroadcast(Intent, String)方法一次向一个接收器发送广播。当接收器逐个顺序执行时，接收器可以向下传递结果，也可以完全中止广播，使其不再传递给其他接收器。接收器的运行顺序可以通过匹配的intent-filter的android:priority属性来控制；具有相同优先级的接收器将按随机顺序运行。
sendBroadcast(Intent)方法会按随机的顺序向所有接收器发送广播。这称为常规广播。这种方法效率更高，但也意味着接收器无法从其他接收器读取结果，无法传递从广播中收到的数据，也无法中止广播。
LocalBroadcastManager.sendBroadcast方法会将广播发送给与发送器位于同一应用中的接收器。如果不需要跨应用发送广播，请使用本地广播。这种实现方法的效率更高（无需进行进程间通信），而且无需担心其他应用在收发广播时带来的任何安全问题。

以下代码段展示了如何通过创建Intent并调用sendBroadcast(Intent)来发送广播。

Intent intent = new Intent();
intent.setAction("com.example.broadcast.MY_NOTIFICATION");
intent.putExtra("data","Notice me senpai!");
sendBroadcast(intent);

广播消息封装在Intent对象中。Intent的操作字符串必须提供应用的Java软件包名称语法，并唯一标识广播事件。可以使用putExtra(String, Bundle)向intent附加其他信息。也可以对intent调用setPackage(String)，将广播限定到同一组织中的一组应用。

【注意】虽然intent既用于发送广播，也用于通过startActivity(Intent)启动Activity，但这两种操作是完全无关的。广播接收器无法查看或捕获用于启动Activity的intent；同样，当广播intent时，也无法找到或启动Activity。

4 通过权限限制广播

可以通过权限将广播限定到拥有特定权限的一组应用。可以对广播的发送器或接收器施加限制。

4.1 带权限的发送

当调用sendBroadcast(Intent, String)或sendOrderedBroadcast(Intent, String, BroadcastReceiver, Handler, int, String, Bundle)时，可以指定权限参数。接收器若要接收此广播，则必须通过其清单中的标记请求该权限（如果存在危险，则会被授予该权限）。例如，以下代码会发送广播。

1	sendBroadcast(new Intent("com.example.NOTIFY"), Manifest.permission.SEND_SMS);

要接收此广播，接收方应用必须请求如下权限。

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

可以指定现有的系统权限（如SEND_SMS），也可以使用<permission>元素定义自定义权限。

【注意】自定义权限将在安装应用时注册。定义自定义权限的应用必须在使用自定义权限的应用之前安装。

4.2 带权限的接收

如果在注册广播接收器时指定了权限参数（通过registerReceiver(BroadcastReceiver, IntentFilter, String, Handler)或清单中的<receiver>标记指定），则广播方必须通过其清单中的<uses-permission>标记请求该权限（如果存在危险，则会被授予该权限），才能向该接收器发送Intent。

例如，假设接收方应用具有如下所示的清单声明的接收器。

<receiver android:name=".MyBroadcastReceiver"
          android:permission="android.permission.SEND_SMS">
    <intent-filter>
        <action android:name="android.intent.action.AIRPLANE_MODE"/>
    </intent-filter>
</receiver>

或者接收方应用具有如下所示的上下文注册的接收器。

1 2	IntentFilter filter = new IntentFilter(Intent.ACTION_AIRPLANE_MODE_CHANGED); registerReceiver(receiver, filter, Manifest.permission.SEND_SMS, null);

那么，发送方应用必须请求如下权限，才能向这些接收器发送广播。

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

5 安全注意事项和最佳做法

以下是有关收发广播的一些安全注意事项和最佳做法：

如果不需要向应用以外的组件发送广播，则可以使用支持库中提供的LocalBroadcastManager来收发本地广播。LocalBroadcastManager效率更高（无需进行进程间通信），并且无需考虑其他应用在收发广播时带来的任何安全问题。本地广播可在应用中作为通用的发布/订阅事件总线，而不会产生任何系统级广播开销。
如果有许多应用在其清单中注册接收相同的广播，可能会导致系统启动大量应用，从而对设备性能和用户体验造成严重影响。为避免发生这种情况，请优先使用上下文注册而不是清单声明。有时，Android系统本身会强制使用上下文注册的接收器。例如，CONNECTIVITY_ACTION广播只会传送给上下文注册的接收器。
请勿使用隐式intent广播敏感信息。任何注册接收广播的应用都可以读取这些信息。可以通过以下三种方式控制哪些应用可以接收广播：
- 可以在发送广播时指定权限。
- 在Android 4.0及更高版本中，可以在发送广播时使用setPackage(String)指定软件包。系统会将广播限定到与该软件包匹配的一组应用。
- 可以使用LocalBroadcastManager发送本地广播。
当注册接收器时，任何应用都可以向应用的接收器发送潜在的恶意广播。可以通过以下三种方式限制应用可以接收的广播：
- 可以在注册广播接收器时指定权限。
- 对于清单声明的接收器，可以在清单中将android:exported属性设置为“false”。这样一来，接收器就不会接收来自应用外部的广播。
- 可以使用LocalBroadcastManager限制应用只接收本地广播。
广播操作的命名空间是全局性的。请确保在自己的命名空间中编写操作名称和其他字符串，否则可能会无意中与其他应用发生冲突。
由于接收器的onReceive(Context, Intent)方法在主线程上运行，因此它会快速执行并返回。如果需要执行长时间运行的工作，请谨慎生成线程或启动后台服务，因为系统可能会在onReceive()返回后终止整个进程。要执行长时间运行的工作，建议：
- 在接收器的onReceive()方法中调用goAsync()，并将BroadcastReceiver.PendingResult传递给后台线程。这样，在从onReceive()返回后，广播仍可保持活跃状态。不过，即使采用这种方法，系统仍希望非常快速地完成广播（在10秒以内）。为避免影响主线程，它允许将工作移到另一个线程。
- 使用JobScheduler调度作业。
请勿从广播接收器启动Activity，否则会影响用户体验，尤其是有多个接收器时。相反，可以考虑显示通知。
BroadcastReceiver生命周期只有十秒左右，如果在onReceive()内做超过十秒内的事情，就会报ANR(Application No Response)程序无响应的错误信息，如果需要完成一项比较耗时的工作，应该通过发送Intent给Service, 由Service来完成。这里不能使用子线程来解决，因为BroadcastReceiver的生命周期很短，子线程可能还没有结束BroadcastReceiver就先结束了。BroadcastReceiver一旦结束，此时BroadcastReceiver的所在进程很容易在系统需要内存时被优先杀死，因为它属于空进程(没有任何活动组件的进程)。如果它的宿主进程被杀死，那么正在工作的子线程也会被杀死，所以采用子线程来解决是不可靠的。
动态注册广播接收器还有一个特点，就是当用来注册的Activity关掉后，广播也就失效了。静态注册无需担忧广播接收器是否被关闭，只要设备是开启状态，广播接收器也是打开着的。也就是说哪怕app本身未启动，该app订阅的广播在触发时也会对它起作用系统常见广播Intent，如开机启动、电池电量变化、时间改变等广播。

6 BroadcastReceiver示例

6.1 BroadcastReceiver静态注册示例

这个实例将解释如何创建广播接收器来拦截自定义意图。一旦你熟悉自定义意图，你可以为应用程序编程来拦截系统产生的意图。

步骤	描述
1	使用Android Studio来创建Android应用程序并命名为broadcastreceiver，并放在com.ihui.broadcastreceiver包下。
2	修改主要活动文件MainActivity.java来添加sendBroadcast()方法。
3	在com.ihui.broadcastreceiver包下创建名为MyReceiver.java的Java文件来定义广播接收器。
4	应用程序可以处理一个或多个自定义或者系统的意图，没有任何限制。每个想拦截的意图都需要使用<receiver…/>标签在AndroidManifest.xml中注册。
5	修改res/layout/activity_main.xml文件中的默认内容来包含一个广播意图的按钮。
6	启动Android模拟器来运行应用程序，并验证应用程序所做改变的结果。

6.1.1 创建广播接收器

广播接收器需要实现为BroadcastReceiver类的子类，并重写onReceive()方法来接收以Intent对象为参数的消息，下面是src/com.ihui.broadcastreceiver/MyReceiver.java的内容。

package com.ihui.broadcastreceiver;

import android.content.BroadcastReceiver;
import android.content.Context;
import android.content.Intent;
import android.util.Log;
import android.widget.Toast;

public class MyReceiver extends BroadcastReceiver {
    @Override
    public void onReceive(Context context, Intent intent) {
        if(intent.getAction().equals("BCR")) {
            Log.d("-----MyReceiver-----", "------收到信息------");
            Toast.makeText(context, "------收到信息------", Toast.LENGTH_SHORT).show();
        }
    }
}

6.1.2 注册广播接收器

应用程序通过在AndroidManifest.xml中注册广播接收器来监听制定的广播意图。假设我们将要注册MyReceiver来监听系统产生的BCR事件。接下来修改AndroidManifest.xml文件。这里通过添加<receiver…/>标签来包含我们的广播接收器。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    package="com.ihui.broadcastreceiver">

    <application
        android:allowBackup="true"
        android:icon="@mipmap/ic_launcher"
        android:label="@string/app_name"
        android:roundIcon="@mipmap/ic_launcher_round"
        android:supportsRtl="true"
        android:theme="@style/Theme.Helloworld">
        <activity
            android:name=".MainActivity"
            android:exported="true">
            <intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.MAIN" />

                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
            </intent-filter>
        </activity>
        <receiver android:name=".MyReceiver"
            android:enabled="true"
            android:exported="true">

            <intent-filter>
                <action android:name="BCR" />
            </intent-filter>
        </receiver>
    </application>

</manifest>

6.1.3 广播自定义意图

下面是修改的主要活动文件src/com.ihui.broadcastreceiver/MainActivity.java的内容。这个文件包含了每个基础的生命周期方法。我们添加了sendBroadcast()方法来广播自定义事件。

package com.ihui.broadcastreceiver;

import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;

import android.content.Intent;
import android.os.Bundle;
import android.util.Log;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.Toast;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        Button button = (Button) findViewById(R.id.Broadcast);
        button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View view) {
                Intent intent = new Intent();
                intent.setAction("BCR");
                // 在Android 8.0 及以后，Google对静态注册加了限制，发送广播时，需要指定接收的类。
                intent.setClass(MainActivity.this, MyReceiver.class);
                sendBroadcast(intent);
                Log.d("-----MainActivity-----", "------收到信息了吗？？？------");
                Toast.makeText(MainActivity.this, "------收到信息了吗？？？------", Toast.LENGTH_SHORT).show();
            }
        });
    }
}

6.1.4 设置布局文件

下面是res/layout/activity_main.xml文件的内容，只有一个包含广播自定义意图的按钮。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<androidx.constraintlayout.widget.ConstraintLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    tools:context=".MainActivity">

    <Button
        android:id="@+id/Broadcast"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="send"
        app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
        app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toTopOf="parent" />
</androidx.constraintlayout.widget.ConstraintLayout>

6.1.5 运行效果

Android Studio在AVD上安装应用程序并启动它。如果一切顺利，将在模拟器窗口上显示如图2所示。

图2 示例程序MainActivity界面

现在点击”SEND”按钮来广播我们的自定义意图。这将广播我们的自定义意图BCR，在我们注册的广播接收器MyReceiver中拦截并执行我们实现的逻辑。模拟器的底部将出现Toast，如图3所示。

图3 BroadcastReceiver静态注册实现Toast函数

还可以尝试实现其他的广播接收器来拦截系统产生的意图，如系统启动，日期改变和低电量等。

【注意】注册广播有两种方式，6.1节描述的是静态注册（在XML文件中配置），另外还有动态注册。在Android 8.0及以后，Google对静态注册加了限制，发送广播时，需要指定接收的类。

6.2 BroadcastReceiver动态注册示例

与6.1节静态注册示例不同，动态注册无须在AndroidManifest.xml中配置<receiver>标签，但是其他代码非常类似。

6.2.1 创建广播接收器

package com.ihui.monitoringnetwork;

import android.content.BroadcastReceiver;
import android.content.Context;
import android.content.Intent;
import android.net.ConnectivityManager;
import android.net.NetworkInfo;
import android.util.Log;
import android.widget.Toast;

// 广播接收者
public class NetworkChangeReceiver extends BroadcastReceiver {

    String TAG = "------NetworkChangeReceiver------";

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

        // 获得链接对象
        ConnectivityManager connectivityManager = (ConnectivityManager) context.getSystemService(Context.CONNECTIVITY_SERVICE);
        // 获取网络信息
        NetworkInfo networkInfo = connectivityManager.getActiveNetworkInfo();

        if (networkInfo != null || networkInfo.isAvailable()){
            Log.d(TAG, "------network isAvailable------");
            Toast.makeText(context,"network isAvailable",Toast.LENGTH_LONG).show();
        }else {
            Log.d(TAG, "------network is not available------");
            Toast.makeText(context,"network is not available",Toast.LENGTH_LONG).show();
        }
    }
}

6.2.2 广播自定义意图

package com.ihui.monitoringnetwork;

import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;
import android.content.IntentFilter;
import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.widget.Button;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private NetworkChangeReceiver networkChangeReceiver;
    private IntentFilter intentFilter;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        // 绑定
        Button button = findViewById(R.id.buttonPanel);
        // 监听
        button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                intentFilter = new IntentFilter();
                intentFilter.addAction("android.net.conn.CONNECTIVITY_CHANGE");
                // 实例化对象
                networkChangeReceiver = new NetworkChangeReceiver();
                // 动态注册广播，第一个参数：指定接收广播的类，第二个参数：设置一个唯一addAction
                registerReceiver(networkChangeReceiver, intentFilter);
            }
        });
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        // 取消注册
        unregisterReceiver(networkChangeReceiver);
    }
}