背景
Android10 系统自带有全局的手势方案，实现 back、home、recent 等按键。主要是在 systemui 和 原生的 launcher3 上进行实现。
如果我们想要实现一套全局手势方案，可以怎么实现呢？
基本原理：
系统获取全局全局的触摸事件，通过 AIDL 传递给系统服务，判断是否符合手势的逻辑，执行发送 keycode 实现 back、home 等操作。
本文重点介绍手势服务的实现。
设计
将手势服务进行功能拆解：
- 稳定性，全局，最好是作为系统服务，不被 kill
- 在系统端进行传递 Touch Event
- 自定义悬浮窗 view
- 接收 Touch Event 事件，并根据触摸的状态绘制对应的 view 图案
系统服务
作为一个系统的全局手势，我们希望一直都存在，不会因为各种原因导致被 kill。
对此，我们可以参考其它的 system server 的实现。
系统传递 Touch 事件
想要在系统端传递 Touch Event，我们可以有几个方案：比如反射，或者 AIDL 等方案。
为了防止该服务被三方发现和使用，可以使用 AIDL 的方案。
也可以直接在系统的源码中集成，但是这种会有一定的耦合性。
自定义系统服务
作为一个系统级服务，需要确保万一出现异常，可以被重启，所以我们可以借助看门狗的机制。
让自定义的服务继承看门狗的服务。
public class GestureManagerService extends IGestureManager.Stub
implements Watchdog.Monitor {
@Override
public boolean handleTouchEvents(MotionEvent event) throws RemoteException {
// 传递 Touch Event
}
private void startApplicationService() {
// 实例化 View 和 Layout 类
}
public static final class Lifecycle extends SystemService {
private final GestureManagerService mService;
public Lifecycle(final Context context) {
super(context);
mService = new GestureManagerService(context);
}
@Override
public void onStart() {
mService.start();
}
@Override
public void onBootPhase(int phase) {
if (phase == SystemService.PHASE_BOOT_COMPLETED) {
mService.startApplicationService();
}
}
public GestureManagerService getService() {
return mService;
}
}
启动
在 system server 中导入对应的 jar 包，并启动服务，当然作为系统服务，需要保证服务的稳定性，否则会影响到整个系统。
private void startOtherServices() {
dalvik.system.PathClassLoader loader = new dalvik.system.PathClassLoader(
"/system/framework/gesture_service.jar",
context.getClassLoader());
Class GestureServiceClazz = loader.loadClass(
"com.gesture.server.GestureManagerService");
Class GestureServiceLifecycleClazz = loader.loadClass(
"com.gesture.server.GestureManagerService$Lifecycle");
Object systemService = mSystemServiceManager.startService(
GestureServiceLifecycleClazz);
上述基本上可以作为一个系统服务的框架进行使用，这里省略 mk 相关编译的创建。
自定义悬浮窗
来到我们下一个重点，对于全局的时候，需要有一个全局的反馈，最好的方式是通过 UI 进行直观的呈现。
那么如何实现这样的动态 UI 呢？
最好的方案是通过自定义悬浮窗 View 实现。
接下来以实现一个左右侧边滑动的 back 手势的 UI 为例。
无论实现多么复杂的功能，要做的是将功能模块进行拆解，直到拆成一个个最小的单元，也就基本上实现完了。
动态绘制，离不开 view 和 layout 两部分，再加上一点算法。
考虑一下，这个全局的悬浮窗，要确保在屏幕的两侧都可以绘制手势的 UI，有什么方案可以实现呢。
方案一：我们将 layout 设置为全屏大小，在需要显示的区域，将 View 移动过去。
方案二：我们将 layout 固定为 View 的大小，在需要显示的区域，移动 layout 过去。
二者的优缺点，读者可自行思考一下。
接下来我们一个解决如何设计的问题。
如何定义对应的 layout
我们需要定义一个 layout 满足以下特征：处于顶部，不可触摸，支持透明。
具体代码如下：
public class GestureFrameLayout extends FrameLayout {
mWindowManager = (WindowManager) mContext.getApplicationContext().getSystemService(
mContext.WINDOW_SERVICE);
mLayoutParams = new WindowManager.LayoutParams();
// 必须设置为 TYPE_SYSTEM_ERROR 才置顶, 单独设置 TYPE_SYSTEM_OVERLAY 无效
mLayoutParams.type = WindowManager.LayoutParams.TYPE_SYSTEM_ERROR |
WindowManager.LayoutParams.TYPE_SYSTEM_OVERLAY;
mLayoutParams.format = PixelFormat.TRANSLUCENT;// 支持透明
mLayoutParams.flags = WindowManager.LayoutParams.FLAG_NOT_FOCUSABLE
| WindowManager.LayoutParams.FLAG_NOT_TOUCHABLE;
// 窗口的宽和高
// 上述方案一的初始化
//mLayoutParams.width = FrameLayout.LayoutParams.MATCH_PARENT;
//mLayoutParams.height = FrameLayout.LayoutParams.MATCH_PARENT;
// 上述方案二的初始化
mLayoutParams.width = mViewWidth;
mLayoutParams.height = mViewHeight;
// 窗口位置的偏移量
mLayoutParams.x = 0;
mLayoutParams.y = 0;
}
对于 LayoutParams 的具体参数定义，可自行 google。
如何自定义 View
我们再次拆解功能项。
这个 View 应该需要满足那些功能：非常重要的点就是需要可以动起来，所以动画是必不可少的。
那具体怎么动呢，需要我们定义一个样式。
为了让我们通过代码绘制的更加圆滑有美感，可以考虑使用贝塞尔曲线进行绘制。
关于贝塞尔曲线的原理和用法网上有大量的资料，这里就不罗列。
原理就是定义一个起点和一个终点，并通过增加中间两个控制点，实现半弧的效果。
读者也可以根据自身的需求设置不同的控制点，绘制不同效果的曲线。
考虑方便使用，我们定义一个接口类，并进行实现。
样式的类定义如下
public class DefaultSlideView implements ISlideView {
private Path bezierPath;
private Paint paint, arrowPaint;
private int backViewColor = 0xff000000;
public DefaultSlideView(Context context) {
init(context);
}
public void setBackViewColor(int backViewColor) {
this.backViewColor = backViewColor;
}
public void setArrowColor(int arrowColor) {
this.arrowColor = arrowColor;
}
private void init(Context context) {
bezierPath = new Path();
paint = new Paint();
paint.setAntiAlias(true);
paint.setStyle(Paint.Style.FILL);
paint.setColor(backViewColor);
paint.setStrokeWidth(Utils.d2p(context, 1.5f));
arrowPaint = new Paint();
arrowPaint.setAntiAlias(true);
arrowPaint.setStyle(Paint.Style.FILL_AND_STROKE);
arrowPaint.setColor(arrowColor);
arrowPaint.setStrokeWidth(Utils.d2p(context, 1.5f));
arrowPaint.setStrokeCap(Paint.Cap.ROUND);
}
@Override
public void onDraw(Canvas canvas, float currentWidth) {
float height = getHeight();
int maxWidth = getWidth();
float centerY = height / 2;
float progress = currentWidth / maxWidth;
if (progress == 0) {
return;
}
paint.setColor(backViewColor);
paint.setAlpha((int) (200 * progress));
float bezierWidth = currentWidth / 2;
float coordinateX = 0;
coordinateX = maxWidth;
bezierWidth = getOpposite(bezierWidth);
bezierPath.reset();
bezierPath.moveTo(coordinateX, 0);
// 可以调整下面的一些参数达到不同的效果
bezierPath.cubicTo(coordinateX, height / 4f, bezierWidth, height * 3f / 8, bezierWidth, centerY);
bezierPath.cubicTo(bezierWidth, height * 5f / 8, coordinateX, height * 3f / 4, coordinateX, height);
canvas.drawPath(bezierPath, paint);
arrowPaint.setColor(arrowColor);
arrowPaint.setAlpha((int) (255 * progress));
//画箭头，这里可以替换其它的图案
float arrowLeft = currentWidth / 6;
if (progress <= 0.2) {
//ingore
} else if (progress <= 0.7f) {
//起初变长竖直过程
float newProgress = (progress - 0.2f) / 0.5f;
canvas.drawLine(arrowLeft, centerY - arrowWidth * newProgress, arrowLeft,
centerY + arrowWidth * newProgress, arrowPaint);
} else {
//后面变形到完整箭头过程
float arrowEnd;
arrowEnd = arrowLeft + (arrowWidth * (progress - 0.7f) / 0.3f);
canvas.drawLine(arrowEnd, centerY - arrowWidth, arrowLeft, centerY, arrowPaint);
canvas.drawLine(arrowLeft, centerY, arrowEnd, centerY + arrowWidth, arrowPaint);
}
}
}
自定义 View 实现，主要是继承 View，并且根据滑动的距离，从隐藏到逐渐显示。
class SlideBackView extends View {
private ISlideView slideView = new DefaultSlideView(context);
private ValueAnimator animator;
private float rate = 0;//曲线的控制点
// 进行绘制
@Override
protected void onDraw(Canvas canvas) {
super.onDraw(canvas);
slideView.onDraw(canvas, rate);
}
public void updateRate(float updateRate, boolean hasAnim) {
if (updateRate > slideView.getWidth()) {
updateRate = slideView.getWidth();
}
if (rate == updateRate) {
return;
}
cancelAnim();
if (!hasAnim) {
rate = updateRate;
invalidate();
if (rate == 0) {
setVisibility(GONE);
}else{
setVisibility(VISIBLE);
}
}
animator = ValueAnimator.ofFloat(rate, updateRate);
animator.setDuration(200);
animator.addUpdateListener(animation -> {
rate = (Float) animation.getAnimatedValue();
postInvalidate();
if (rate == 0) {
// 隐藏 View
setVisibility(GONE);
}else{
// 显示 View
setVisibility(VISIBLE);
}
});
animator.setInterpolator(DECELERATE_INTERPOLATOR);
animator.start();
}
private void cancelAnim() {
if (animator != null && animator.isRunning()) {
animator.cancel();
}
}
@Override
protected void onDetachedFromWindow() {
cancelAnim();
if (rate != 0) {
rate = 0;
invalidate();
}
super.onDetachedFromWindow();
}
}
如何将 View 加载进去
有了上面的 layout 和 view，接下来就是如何将他们加载到一起的问题了。
可以使用 addView 进行实现。
mWindowManager.addView(slideBackView, mLayoutParams);
用完则将 View 进行释放。
mWindowManager.removeView(slideBackView);
初始化 View
slideBackView = new SlideBackView(context, slideView);
此部分在 GestureFrameLayout 中实现。
如何手势 UI 跟手
首先我们需要拿到触摸屏幕的 Touch Event Down 事件。
并判断是否满足我们执行 back 的条件，如果是则记录下拉对应 Touch Event 的 X 和 Y 值。
上面我们谈到 layout 和 View 两种实现方式。
对于方案一，我们需要移动的是 View 的位置。
由于是侧滑所以我们需要让 View 贴着屏幕的侧边，在考虑 View 本身的大小，计算如下。
其中 横坐标为在屏幕的最左边 0 和最右边 screenWidth - ViewWidth。
竖坐标为 mDownY - (mSlideViewHeight / 2) - screenHeight
但是这里的值都需要设置为负数，原因是跟底层的 View 实现有关系。
slideBackView.scrollTo(mViewX, mViewY);
方案二，我们需要移动的是 layout 的位置。
但是问题来了，这个 x 和 y 应该设置多少呢？
我们写入的 layout 系统会分配到屏幕的正中间。
通过下面的 View 坐标，相信读者可以想到具体如何转换为 x、y 的值。
写入的方式如下：
mLayoutParams.x = mViewX;
mLayoutParams.y = mViewY;
执行按键动作
这一步是最简单，只需要调用 Android 的 keycode 就可以实现。
总结
我们通过上面的核心模块，基本上能实现基于悬浮窗的手势服务方案。
并且学会自己完全使用代码进行绘制 View。
感兴趣的读者，可以考虑比如截屏手势等类似实现方案。
