我目前已知，并且尝试过的获取当前前台应用的方法有如下几种：

Android5.0以前，使用ActivityManager的getRunningTasks()方法，可以得到应用包名和Activity；
Android5.0以后，通过使用量统计功能来实现，只能得到应用包名；
通过辅助服务来实现，可以得到包名和Activity；
Android5.0以后，可以通过设备辅助应用程序来实现，能得到包名和Activity，不过这种方式必须用户主动触发（长按Home键）

一、ActivityManager的getRunningTasks方法

这是大家可能都知道的方法。在Android5.0以前，只要以下代码就可以获得前台应用：

ActivityManager activityManager = (ActivityManager)context.getApplicationContext().getSystemService(Context.ACTIVITY_SERVICE);
ComponentName runningTopActivity = activityManager.getRunningTasks(1).get(0).topActivity;

还需要声明权限：

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

这种方法不止能获取包名，还能获取Activity名。但是在Android 5.0以后，系统就不再对第三方应用提供这种方式来获取前台应用了，虽然调用这个方法还是能够返回结果，但是结果只包含你自己的Activity和Launcher了。

二、通过使用量统计功能获取前台应用

stackoverflow will find a way，getRunningTasks方法失效以后，基本上搜索到的方案都是通过使用量统计功能来获取，也就是下面这种方式：

UsageStatsManager mUsageStatsManager = (UsageStatsManager)context.getApplicationContext().getSystemService(Context.USAGE_STATS_SERVICE);
long time = System.currentTimeMillis();
List<UsageStats> stats ;
if (isFirst){
    stats = mUsageStatsManager.queryUsageStats(UsageStatsManager.INTERVAL_DAILY, time - TWENTYSECOND, time);
}else {
    stats = mUsageStatsManager.queryUsageStats(UsageStatsManager.INTERVAL_DAILY, time - THIRTYSECOND, time);
}
// Sort the stats by the last time used
if(stats != null) {
    TreeMap<Long,UsageStats> mySortedMap = new TreeMap<Long,UsageStats>();
    start=System.currentTimeMillis();
    for (UsageStats usageStats : stats) {
        mySortedMap.put(usageStats.getLastTimeUsed(),usageStats);
    }
    LogUtil.e(TAG,"isFirst="+isFirst+",mySortedMap cost:"+ (System.currentTimeMillis()-start));
    if(mySortedMap != null && !mySortedMap.isEmpty()) {                    

        topPackageName =  mySortedMap.get(mySortedMap.lastKey()).getPackageName();        

        runningTopActivity=new ComponentName(topPackageName,"");
        if (LogUtil.isDebug())LogUtil.d(TAG,topPackageName);
    }
}

代码的功能是通过UsageStatsManager 来获取用户使用的程序的列表，然后按照最近使用时间排序，就得到了当前的前台应用，这种方式只能拿到包名，无法精确了Activity了。
使用这种方发之前，首先要引导用户开启使用量功能：

Intent intent = new Intent(Settings.ACTION_USAGE_ACCESS_SETTINGS);
startActivity(intent);

还要申明权限：

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

要注意的是，只是这样并不够！因为在一些手机上，应用发起通知栏消息的时候，或者是下拉通知栏，也会被记录到使用量中，就会导致按最近时间排序出现混乱。而且收起通知栏以后，这种混乱并不会被修正，而是必须重新开启一个应用才行。
比如下图:

打开通知栏导致前台应用判断错误.gif

图中应用的功能是每隔1秒判断当前的前台应用，如果是Chrome的话，则把悬浮窗（眼睛图案）隐藏，否则保持显示。图中可见，刚打开Chrome的时候，悬浮窗隐藏了，但是下拉通知栏，悬浮窗就又出现了。

那怎么办呢？万能的StackOverflow也不能了，我只好自己研究，通过仔细对比，我发现UsageStats有一个hide的字段似乎有些蹊跷——mLastEvent，如下图。

新建位图图像_看图王.jpg

我发现对于打开的在前台的应用mLastEvent=1，而对于通知栏收到消息的应用，则mLastEvent！=1，有时为2，有时为0。看看UsageStats的源码，没发现有用信息，但是UsageStatsManager还有个方法queryEvents，返回值是UsageEvents类型，同样是Event会不会有什么相同的地方呢？果然，UsageEvents的内部类有一个Event，它包含两个常量定义：

/**
 * An event type denoting that a component moved to the foreground.
 */
public static final int MOVE_TO_FOREGROUND = 1;

/**
 * An event type denoting that a component moved to the background.
 */
public static final int MOVE_TO_BACKGROUND = 2;

此时我们不妨乐观的假设，这两个值分别就是UsageStats.mLastEvent中的1和2，从名字上就能看得出含义，正是我们需要的值。
带着假设去源码中寻找答案，会发现源码中充斥着类似下面的代码：

//下面代码来自com.android.server.usage.IntervalStats
private boolean isStatefulEvent(int eventType) {
   switch (eventType) {
       case UsageEvents.Event.MOVE_TO_FOREGROUND:
       case UsageEvents.Event.MOVE_TO_BACKGROUND:
       case UsageEvents.Event.END_OF_DAY:
       case UsageEvents.Event.CONTINUE_PREVIOUS_DAY:
           return true;
   }
   return false;
}

void update(String packageName, long timeStamp, int eventType) {
  UsageStats usageStats = getOrCreateUsageStats(packageName);

  // TODO(adamlesinski): Ensure that we recover from incorrect event sequences
   // like double MOVE_TO_BACKGROUND, etc.
   if (eventType == UsageEvents.Event.MOVE_TO_BACKGROUND ||
           eventType == UsageEvents.Event.END_OF_DAY) {
       if (usageStats.mLastEvent == UsageEvents.Event.MOVE_TO_FOREGROUND ||
               usageStats.mLastEvent == UsageEvents.Event.CONTINUE_PREVIOUS_DAY) {
           usageStats.mTotalTimeInForeground += timeStamp - usageStats.mLastTimeUsed;
       }
   }

   if (isStatefulEvent(eventType)) {
       usageStats.mLastEvent = eventType;
   }

   if (eventType != UsageEvents.Event.SYSTEM_INTERACTION) {
       usageStats.mLastTimeUsed = timeStamp;
   }
   usageStats.mLastTimeSystemUsed = timeStamp;
   usageStats.mEndTimeStamp = timeStamp;

   if (eventType == UsageEvents.Event.MOVE_TO_FOREGROUND) {
       usageStats.mLaunchCount += 1;
   }

   endTime = timeStamp;
}

可见 usageStats.mLastEvent就对应着UsageEvents.Event中的常量。那么我们要做的就很简单了，只要将queryUsageStats()方法得到的结果按最后使用时间降序排列，然后取第一个mLastEvent ==1的元素即可。代码和效果图如下：

//改进版本的通过使用量统计功能获取前台应用
UsageStatsManager mUsageStatsManager = (UsageStatsManager)context.getApplicationContext().getSystemService(Context.USAGE_STATS_SERVICE);
long time = System.currentTimeMillis();
List<UsageStats> stats ;
if (isFirst){
    stats = mUsageStatsManager.queryUsageStats(UsageStatsManager.INTERVAL_DAILY, time - TWENTYSECOND, time);
}else {
    stats = mUsageStatsManager.queryUsageStats(UsageStatsManager.INTERVAL_DAILY, time - THIRTYSECOND, time);
}
// Sort the stats by the last time used
if(stats != null) {
    TreeMap<Long,UsageStats> mySortedMap = new TreeMap<Long,UsageStats>();
    start=System.currentTimeMillis();
    for (UsageStats usageStats : stats) {
        mySortedMap.put(usageStats.getLastTimeUsed(),usageStats);
    }
    LogUtil.e(TAG,"isFirst="+isFirst+",mySortedMap cost:"+ (System.currentTimeMillis()-start));
    if(mySortedMap != null && !mySortedMap.isEmpty()) {                   

        NavigableSet<Long> keySet=mySortedMap.navigableKeySet();
        Iterator iterator=keySet.descendingIterator();
        while(iterator.hasNext()){
            UsageStats usageStats = mySortedMap.get(iterator.next());
            if (mLastEventField==null) {
                try {
                    mLastEventField = UsageStats.class.getField("mLastEvent");
                } catch (NoSuchFieldException e) {
                    break;
                }
            }
            if (mLastEventField!=null) {
                int lastEvent = 0;
                try {
                    lastEvent = mLastEventField.getInt(usageStats);
                } catch (IllegalAccessException e) {
                    break;
                }
                if (lastEvent==1){
                    topPackageName=usageStats.getPackageName();
                    break;
                }
            }else {
                break;
            }
        }    
        if (topPackageName==null){
            topPackageName =  mySortedMap.get(mySortedMap.lastKey()).getPackageName();
        }
        runningTopActivity=new ComponentName(topPackageName,"");
        if (LogUtil.isDebug())LogUtil.d(TAG,topPackageName);
    }
}

改进后不会受通知栏影响了

三、通过辅助服务获取前台应用

辅助服务(AccessibilityService)有很多神奇的妙用，比如辅助点击，比如页面抓取，还有就是获取前台应用。
这里简单介绍一下如何使用辅助服务，首先要在AndroidManifest.xml中声明：

<service
    android:name=".service.AccessibilityMonitorService"
    android:permission="android.permission.BIND_ACCESSIBILITY_SERVICE"
    >
    <intent-filter>
        <action android:name="android.accessibilityservice.AccessibilityService" />
    </intent-filter>

    <meta-data
        android:name="android.accessibilityservice"
        android:resource="@xml/accessibility" />
</service>

然后在res/xml/文件夹下新建文件accessibility.xml，内容如下：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<accessibility-service
    xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:accessibilityEventTypes="typeViewClicked|typeViewLongClicked|typeWindowStateChanged"
    android:accessibilityFeedbackType="feedbackGeneric"
    android:accessibilityFlags="flagRetrieveInteractiveWindows"
    android:canRetrieveWindowContent="true"
    android:canRequestFilterKeyEvents ="true"
    android:notificationTimeout="10"
    android:packageNames="@null"
    android:description="@string/accessibility_des"
    android:settingsActivity="com.pl.recent.MainActivity"
/>

至于其中每一项的内容，还是去看API文档吧，我这里一一解释的话，文章就太长了。关键是typeWindowStateChanged。
新建AccessibilityMonitorService，主要内容如下：

public class AccessibilityMonitorService extends AccessibilityService {
    private CharSequence mWindowClassName;
    private String mCurrentPackage;
    @Override
    public void onAccessibilityEvent(AccessibilityEvent event) {
        int type=event.getEventType();
        switch (type){
            case AccessibilityEvent.TYPE_WINDOW_STATE_CHANGED:
                mWindowClassName = event.getClassName();
                mCurrentPackage = event.getPackageName()==null?"":event.getPackageName().toString();                
                break;
            case TYPE_VIEW_CLICKED:
            case TYPE_VIEW_LONG_CLICKED:
                break;
        }
    }
}

就这么简单，就可以获取当前前台应用的包名和Activity名了。
但是需要注意的是，辅助服务在一些手机（小米、魅族、华为等国产手机）上，一旦程序被清理后台，就会被关闭。。。

想要了解辅助服务如何监控点击和抓取页面的，可以参考Bigbang项目的BigBangMonitorService。

四、通过设备辅助应用程序获取前台应用（比较鸡肋）

所谓设备辅助应用程序，是在一些接近原生的系统上，长按Home键就会触发的应用，默认是会触发Google搜索。设备辅助应用程序有点像是需要主动触发的辅助服务，因为应用中是无法主动去触发其功能的，所以说比较鸡肋，鉴于篇幅，这里就不详细介绍了。
感兴趣的朋友可以看Demo源码中的简单应用，也可以看看Bigbang项目的BBVoiceInteractionService、BBVoiceInteractionSession和BBVoiceInteractionSessionService

Demo源码

Github

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