Android開發之定時任務（AlarmManager、WorkManager）

Android 程序的定時任務主要有AlarmManager、WorkManager兩種。

一、AlarmManager

AlarmManager，又稱鬧鐘，可以設置一次性任務，週期重複任務，定時重複任務。
AlarmManager 通過 PendingIntent 傳遞要執行的任務程序，可以是廣播、跳轉頁面、後臺服務、前臺服務等。

1、PendingIntent介紹

本節參考文章：https://zhuanlan.zhihu.com/p/544564416

PendingIntent 是一種延遲的 Intent，表示一種延遲執行的意圖操作。
PendingIntent 一種是支持授權其他應用以當前應用的身份執行包裝的 Intent 操作的系統特性。
從結構上來說，PendingIntent 是 Intent 的包裝類

使用代碼示例：

 Intent intent = new Intent(this, MyIntentService.class);
 PendingIntent serviceIntent = PendingIntent.getService(this, requestCode, intent,PendingIntent.FLAG_UPDATE_CURRENT| PendingIntentPendingIntent.FLAG_IMMUTABLE);

PendingIntent通過如下方法獲取各種場景實例：

PendingIntent.getBroadcast()，廣播，類似 Context.sendBroadcast()，Intent對應的class必須是BroadcastReceiver子類
PendingIntent.getActivity()，跳轉活動頁面，類似 Context.startActivity(Intent)，Intent對應的class必須是一個Activity
PendingIntent.getService()，後臺服務，類似 Context.startService()，Intent對應的class必須是Service子類
PendingIntent.getForegroundService()，前臺服務，類似 Context.startForegroundService()

簡單說明下創建 PendingIntent 的 4 個參數：

1、context：當前應用的上下文，PendingIntent 將從中抽取授權信息；
2、requestCode： PendingIntent 的請求碼，與 Intent 的請求碼類似；
3、intent：最終的意圖操作；
4、flag：控制標記位。

創建 PendingIntent 時有一個容易犯錯的地方需要注意：重複調用 PendingIntent.getActivity() 等創建方法不一定會返回新的對象，系統會基於兩個要素判斷是否需要返回相同的對象

要素 1 - requestCode：不同的 requestCode 會被認爲不同的 PendingIntent 意圖；
要素 2 - Intent：不同的 Intent 會被認爲不同的 PendingIntent 意圖，但並不是 Intent 中所有的參數都會參與計算，而是僅包含 Intent.filterEquals() 方法考慮的參數，即：action、data、type、identity、class 和 categories，但不包括 extras。

PendingIntent 標記位

FLAG_IMMUTABLE：不可變標記位，將約束外部應用消費 PendingIntent 修改其中的 Intent；
FLAG_MUTABLE：可變標記位，不約束外部應用消費 PendingIntent 修改其中的 Intent；
FLAG_UPDATE_CURRENT：更新標記位 1，如果系統中已經存在相同的 PendingIntent，那麼將保留原有 PendingIntent 對象，而更新其中的 Intent。即使不可變 PendingIntent，依然可以在當前應用更新；
FLAG_CANCEL_CURRENT：更新標記位 2，如果系統中已經存在相同的 PendingIntent，那麼將先取消原有的 PendingIntent，並重新創建新的 PendingIntent。
FLAG_NO_CREATE：更新標記位 3，如果系統中已經存在相同的 PendingIntent，那麼不會重新創建，而是直接返回 null；
FLAG_ONE_SHOT：一次有效標記位，PendingIntent 被消費後不支持重複消費，即只能使用一次。

2、鬧鐘任務設置

1、鬧鐘執行方法設置

1）一次性執行

alarmMgr.set(@AlarmType int type, long triggerAtMillis, PendingIntent operation)

2）重複執行

setRepeating()和setInexactRepeating()都可以設置重複任務，官方推薦使用setInexactRepeating()

alarmMgr.setInexactRepeating(@AlarmType int type, long triggerAtMillis, long intervalMillis, PendingIntent operation)

type，鬧鐘類型
triggerAtMillis，首次觸發時間，毫秒數
intervalMillis，每次執行時間間隔，毫秒數

2、鬧鐘類型說明：

ELAPSED_REALTIME - 基於自設備啓動以來所經過的時間觸發待定 intent，但不會喚醒設備。經過的時間包括設備處於休眠狀態期間的任何時間。
ELAPSED_REALTIME_WAKEUP - 喚醒設備，並在自設備啓動以來特定時間過去之後觸發待定 Intent。
RTC - 在指定的時間觸發待定 Intent，但不會喚醒設備。
RTC_WAKEUP - 喚醒設備以在指定的時間觸發待定 Intent。

3、AlarmManager代碼示例

1、一次性任務，1分鐘後執行

private AlarmManager alarmMgr;
private PendingIntent alarmIntent;
...
alarmMgr = (AlarmManager)context.getSystemService(Context.ALARM_SERVICE);
Intent intent = new Intent(context, AlarmReceiver.class);
alarmIntent = PendingIntent.getBroadcast(context, 0, intent, PendingIntent.FLAG_UPDATE_CURRENT| PendingIntent.FLAG_IMMUTABLE);

alarmMgr.set(AlarmManager.ELAPSED_REALTIME_WAKEUP, SystemClock.elapsedRealtime() + 60 * 1000, alarmIntent);

2、重複任務，30分鐘後執行，每間隔30分鐘執行1次，注意：最短間隔時間是1分鐘

private AlarmManager alarmMgr;
private PendingIntent alarmIntent;
...
alarmMgr = (AlarmManager)context.getSystemService(Context.ALARM_SERVICE);
Intent intent = new Intent(context, MyIntentService.class);
alarmIntent = PendingIntent.getService(context, 0, intent, PendingIntent.FLAG_UPDATE_CURRENT| PendingIntent.FLAG_IMMUTABLE);

alarmMgr.setInexactRepeating(AlarmManager.ELAPSED_REALTIME_WAKEUP,
        SystemClock.elapsedRealtime() + AlarmManager.INTERVAL_HALF_HOUR,
        AlarmManager.INTERVAL_HALF_HOUR, alarmIntent);

3、在下午 2:00 左右喚醒設備並觸發鬧鐘，並在每天的同一時間重複一次

// 設置鬧鐘在下午2:00執行
Calendar calendar = Calendar.getInstance();
calendar.setTimeInMillis(System.currentTimeMillis());
calendar.set(Calendar.HOUR_OF_DAY, 14);

// 設置每隔一天執行一次
alarmMgr.setInexactRepeating(AlarmManager.RTC_WAKEUP, calendar.getTimeInMillis(),
        AlarmManager.INTERVAL_DAY, alarmIntent);

4、在上午 8:30 準時喚醒設備並觸發鬧鐘，此後每 20 分鐘觸發一次

private AlarmManager alarmMgr;
private PendingIntent alarmIntent;
...
alarmMgr = (AlarmManager)context.getSystemService(Context.ALARM_SERVICE);
Intent intent = new Intent(context, AlarmReceiver.class);
alarmIntent = PendingIntent.getBroadcast(context, 0, intent, 0);

// 設置鬧鐘在上午8:30 執行
Calendar calendar = Calendar.getInstance();
calendar.setTimeInMillis(System.currentTimeMillis());
calendar.set(Calendar.HOUR_OF_DAY, 8);
calendar.set(Calendar.MINUTE, 30);

// 設置鬧鐘每隔20分鐘觸發一次
alarmMgr.setRepeating(AlarmManager.RTC_WAKEUP, calendar.getTimeInMillis(),
        1000 * 60 * 20, alarmIntent);

4、取消Alarm任務

使用PendingIntent.FLAG_NO_CREATE獲取已存在的PendingIntent，然後執行cancel()方法

Intent intent = new Intent(this, MyIntentService.class);
AlarmManager alarmManager = (AlarmManager) this.getSystemService(Context.ALARM_SERVICE);
PendingIntent pendingIntent = PendingIntent.getService(this, 0, intent, PendingIntent.FLAG_NO_CREATE|PendingIntent.FLAG_IMMUTABLE);
if (pendingIntent != null && alarmManager != null) {
    Log.i("cancelAlarm", "cancelAlarm: " + pendingIntent);
    pendingIntent.cancel();
    alarmManager.cancel(pendingIntent);
} else {
    Log.i("cancelAlarm", "not found Alarm ！");
}

5、在設備重啓時啓動鬧鐘

1）添加設備權限

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

2）實現 BroadcastReceiver 以接收廣播，判斷設備啓動事件

public class SampleBootReceiver extends BroadcastReceiver {

    @Override
    public void onReceive(Context context, Intent intent) {
        if (intent.getAction().equals("android.intent.action.BOOT_COMPLETED")) {
            // 判斷設備啓動事件
        }
    }
}

3）配置 Intent 過濾器過濾器，添加android.intent.action.BOOT_COMPLETED

<receiver android:name=".SampleBootReceiver" android:enabled="true">
    <intent-filter>
        <action android:name="android.intent.action.BOOT_COMPLETED"/>
    </intent-filter>
</receiver>

二、使用 WorkManager 調度任務

本節參考官方文檔：https://developer.android.google.cn/topic/libraries/architecture/workmanager/basics

WorkManager 是適合用於持久性工作的推薦解決方案。如果工作始終要通過應用重啓和系統重新啓動來調度，便是持久性的工作。由於大多數後臺處理操作都是通過持久性工作完成的，因此 WorkManager 是適用於後臺處理操作的主要推薦 API。

立即，一次性，OneTimeWorkRequest 和 Worker。如需處理加急工作，請對 OneTimeWorkRequest 調用 setExpedited()。
長期運行，一次性或定期，任意 WorkRequest 或 Worker。在工作器中調用 setForeground() 來處理通知。
可延期，一次性或定期，PeriodicWorkRequest 和 Worker。

WorkManager 適用於需要可靠運行的工作，即使用戶導航離開屏幕、退出應用或重啓設備也不影響工作的執行。例如：

向後端服務發送日誌或分析數據。
定期將應用數據與服務器同步。

WorkManager 不適用於那些可在應用進程結束時安全終止的進程內後臺工作。它也並非對所有需要立即執行的工作都適用的通用解決方案。

WorkManager 的使用簡單描述3個步驟

定義工作，創建Worker實現類
創建工作請求，WorkRequest
將 WorkRequest 提交給系統

1、引入依賴包

將以下依賴項添加到應用的build.gradle文件中

dependencies {
    def work_version = "2.7.1"

    // (Java only)
    implementation "androidx.work:work-runtime:$work_version"

    // Kotlin + coroutines
    implementation "androidx.work:work-runtime-ktx:$work_version"

    // optional - RxJava2 support
    implementation "androidx.work:work-rxjava2:$work_version"

    // optional - GCMNetworkManager support
    implementation "androidx.work:work-gcm:$work_version"

    // optional - Test helpers
    androidTestImplementation "androidx.work:work-testing:$work_version"

    // optional - Multiprocess support
    implementation "androidx.work:work-multiprocess:$work_version"
}

2、定義工作

工作使用 Worker 類定義。doWork() 方法在 WorkManager 提供的後臺線程上異步運行。

如需爲 WorkManager 創建一些要運行的工作，請擴展 Worker 類並替換 doWork() 方法。例如，如需創建上傳圖像的 Worker，您可以執行以下操作：

public class UploadWorker extends Worker {
    public UploadWorker(
            @NonNull Context context,
            @NonNull WorkerParameters params) {
        super(context, params);
    }

    @Override
    public Result doWork() {
        // 獲取傳入的參數
        String name = getInputData().getString("name");
        Log.i("Worker", "uploadImages: name: "+ name);
        uploadImages();
        return Result.success();
    }

    private void uploadImages() {
        Log.i("Worker", "uploadImages: test2");
    }
}

從 doWork() 返回的 Result 會通知 WorkManager 服務工作是否成功，以及工作失敗時是否應重試工作。

Result.success()：工作成功完成。
Result.failure()：工作失敗。
Result.retry()：工作失敗，應根據其重試政策在其他時間嘗試。

3、創建 WorkRequest

定義工作後，必須使用 WorkManager 服務進行調度該工作才能運行。對於如何調度工作，WorkManager 提供了很大的靈活性。您可以將其安排爲在某段時間內定期運行，也可以將其安排爲僅運行一次。

不論您選擇以何種方式調度工作，請始終使用 WorkRequest。Worker 定義工作單元，WorkRequest（及其子類）則定義工作運行方式和時間。

OneTimeWorkRequest，一次性任務
PeriodicWorkRequest，週期任務

1）OneTimeWorkRequest 示例

WorkRequest uploadWorkRequest =
   new OneTimeWorkRequest.Builder(UploadWorker.class)
       .build();

2）PeriodicWorkRequest 示例

PeriodicWorkRequest 最短執行週期是15分鐘，如果設置的循環週期小於15分鐘也會被設置爲15分鐘
最好給WorkRequest設置Tag值，以便在啓動時，刪除舊的執行任務，防止重複執行

PeriodicWorkRequest uploadWorkRequest =
        new PeriodicWorkRequest.Builder(UploadWorker.class, 15, TimeUnit.MINUTES)
                // Constraints
                .setInitialDelay(10, TimeUnit.SECONDS)
                .addTag("task")
                .setInputData(new Data.Builder()
                        .putString("name","Hello")
                        .build())
                .build();

4、將 WorkRequest 提交給系統

最後，您需要使用 enqueue() 方法將 WorkRequest 提交到 WorkManager。

WorkManager
    .getInstance(this)
    .enqueue(uploadWorkRequest);

如果要要取消任務可使用方法

// 取消所有任務
WorkManager.getInstance(this).cancelAllWork();
// 取消指定任務
WorkManager.getInstance(this).cancelAllWorkByTag("task");

其他配置

1、執行加急工作

您可以控制當應用達到其執行配額時加急工作會發生什麼情況。如需繼續，您可以傳遞 setExpedited()：

OutOfQuotaPolicy.RUN_AS_NON_EXPEDITED_WORK_REQUEST，這會導致作業作爲普通工作請求運行。上述代碼段演示了此操作。
OutOfQuotaPolicy.DROP_WORK_REQUEST，這會在配額不足時導致請求取消。

OneTimeWorkRequest request = new OneTimeWorkRequestBuilder<T>()
    .setInputData(inputData)
    .setExpedited(OutOfQuotaPolicy.RUN_AS_NON_EXPEDITED_WORK_REQUEST)
    .build();

2、工作約束

約束可確保將工作延遲到滿足最佳條件時運行

NetworkType 約束運行工作所需的網絡類型。例如 Wi-Fi (UNMETERED)。
BatteryNotLow 如果設置爲 true，那麼當設備處於“電量不足模式”時，工作不會運行。
RequiresCharging 如果設置爲 true，那麼工作只能在設備充電時運行。
DeviceIdle 如果設置爲 true，則要求用戶的設備必須處於空閒狀態，才能運行工作。在運行批量操作時，此約束會非常有用；若是不用此約束，批量操作可能會降低用戶設備上正在積極運行的其他應用的性能。
StorageNotLow 如果設置爲 true，那麼當用戶設備上的存儲空間不足時，工作不會運行。

Constraints constraints = new Constraints.Builder()
       .setRequiredNetworkType(NetworkType.UNMETERED)
       .setRequiresCharging(true)
       .build();

WorkRequest myWorkRequest =
       new OneTimeWorkRequest.Builder(MyWork.class)
               .setConstraints(constraints)
               .build();

3、重試和退避政策

如果您需要讓 WorkManager 重試工作，可以從工作器返回 Result.retry()。然後，系統將根據退避延遲時間和退避政策重新調度工作。

退避延遲時間指定了首次嘗試後重試工作前的最短等待時間。此值不能超過 10 秒（或 MIN_BACKOFF_MILLIS）。
退避政策定義了在後續重試過程中，退避延遲時間隨時間以怎樣的方式增長。WorkManager 支持 2 個退避政策，即 LINEAR（線性）和 EXPONENTIAL（指數）。

每個工作請求都有退避政策和退避延遲時間。默認政策是 EXPONENTIAL，延遲時間爲 10 秒，但您可以在工作請求配置中替換此設置。

WorkRequest myWorkRequest =
       new OneTimeWorkRequest.Builder(MyWork.class)
               .setBackoffCriteria(
                       BackoffPolicy.LINEAR,
                       OneTimeWorkRequest.MIN_BACKOFF_MILLIS,
                       TimeUnit.MILLISECONDS)
               .build();

4、鏈接工作，執行多個工作

您可以使用 WorkManager 創建工作鏈並將其加入隊列。工作鏈用於指定多個依存任務並定義這些任務的運行順序。
如需創建工作鏈，您可以使用 WorkManager.beginWith(OneTimeWorkRequest) 或 WorkManager.beginWith(List)，這會返回 WorkContinuation 實例

WorkManager.getInstance(myContext)
   // Candidates to run in parallel
   .beginWith(Arrays.asList(plantName1, plantName2, plantName3))
   // Dependent work (only runs after all previous work in chain)
   .then(cache)
   .then(upload)
   // Call enqueue to kick things off
   .enqueue();

總結

AlarmManager，會使設備從低電耗模式中喚醒。因此，它在電源和資源管理方面來講並不高效。AlarmManager 僅適合用於精確鬧鐘或通知（例如日曆活動）場景，而不適用於後臺工作。
WorkManager，使用更加簡單，適用於更加複雜的場景，兼容性更好

Android開發之定時任務（AlarmManager、WorkManager）

一、AlarmManager

1、PendingIntent介紹

PendingIntent通過如下方法獲取各種場景實例：

PendingIntent 標記位

2、鬧鐘任務設置

3、AlarmManager代碼示例

4、取消Alarm任務

5、在設備重啓時啓動鬧鐘

二、使用 WorkManager 調度任務

1、引入依賴包

2、定義工作

3、創建 WorkRequest

4、將 WorkRequest 提交給系統

其他配置

總結

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