不會吧，這也行？iOS后台鎖屏監聽搖一搖

目錄

• 背景介紹
• 探索過程
  • 其他 APP 有沒有類似功能
  • 系統提供的搖一搖回調能否滿足
  • 其他方法能否實現
    • 利用 CoreMotion 框架，監聽加速計原始數據
      • 通過加速計監聽搖一搖
      • 控制器相關邏輯和代碼
    • APP 申請后台運行權限后，能否監聽到搖一搖
  • 多 APP 都實現此功能時，搖一搖是何效果
  • 后台定位權限 + 系統搖一搖，是否可行？
• 文章小結
• 參考文章
• Demo 鏈接

背景介紹

一般情況下，出於省電、權限、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 處於后台或鎖屏狀態時，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，仿佛周邊的空氣都凝固了，我也猶如五雷轟頂，愣在原地。不由心想：“蘋果爸爸怎么可能允許開發者實現這種功能！這得多費電啊！要是所有 APP 都這么做了，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，頓時一萬只烏鴉從心中飄過。此時，產品經理解釋到，這是咱們好多視力障礙用戶提的需求，他們經常鎖屏或把 APP 退到后台，且因為視力不佳原因，導致重新找到 APP 並切到前台的操作很是麻煩，所以十分希望我們能實現這個功能。原來如此。

在短暫的心理活動后，秉着“客戶第一”的原則，於是回復說：“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。”然后，就祭出了程序員利器--Google，輸入“iOS 后台 搖一搖”，只搜索出來的一個思路：利用 CoreMotion 框架，監聽加速計原始數據，然后在 APP 退到后台后，可以實現監聽搖一搖的效果。然而，並沒有完整的代碼或 demo 。頓時，Talk is cheap, show me the code!這句經典台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，但是退到后台或鎖屏后，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 鏈接為 OCDailyTests/BackgroundShakeTest，可自行下載，方便運行和驗證。

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 端一打開就會大喊 Hello KuGou!的音樂軟件對應的 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，在設置里打開此功能后，后台或鎖屏時，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么實現的吧。

系統提供的搖一搖回調能否滿足

系統搖一搖回調方法：

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

經測試，此方法只有在 APP 處於前台時，才會被回調。APP 處於后台或鎖屏時，此方法不會回調。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，監聽加速計原始數據，然后在 APP 退到后台后，實現監聽搖一搖的效果。

好，我們先利用 CoreMotion 框架，監聽加速計原始數據，實現類似系統搖一搖回調的效果。

利用 CoreMotion 框架，監聽加速計原始數據

通過加速計監聽搖一搖

因加速計回調比較頻繁，因此比較占用資源，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 中文件
  #import "HMSingleton.h"
  
  @interface MYAccelerometerTool : NSObject
  HMSingleton_h(MYAccelerometerTool);
  @end
  
  @implementation MYAccelerometerTool
  HMSingleton_m(MYAccelerometerTool);
  @end
  

• 聲明和懶加載運動管理員屬性

  @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;
  }
  

• 聲明和實現時間戳屬性，用於實現節流效果（為防止頻繁回調，每次檢測成功后，停止搖動 1s 后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，就激活效果（數據越小，用戶搖動的動作就越小，越容易激活）
          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;
  }
  

• 為了代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;
  }
  

控制器相關邏輯和代碼

• 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];
  }
  

  運行 demo 工程，測試可知，通過上述方法，的確可以在 APP 處於前台時，實現監聽搖一搖動作的效果。可是，當把 APP 退到后台或鎖屏時，nmShakeSuccess 方法不再有 log，即：APP 處於后台時，通過監聽加速計的方法，默認也無法在 APP 處於后台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！ 明明實現了后台或鎖屏時搖一搖的效果啊！難道是需要額外的配置？聯想 iOS 處於后台時，默認會把 APP 的服務給掛起（suspended）,只有當 APP 通過某種方式（后台定位/播放音樂/藍牙掃描等）具有后台運行權限時，才可以一直保活。可猜想，也許賦予 APP 具有后台運行的權限后，就可以實現想要的功能了。於是，開始進行驗證如下。

APP 申請后台運行權限后，能否監聽到搖一搖

因為工作中很多 APP 具有后台定位權限和相關功能，所以本文通過為 APP 申請后台定位權限來驗證。

APP 申請后台定位權限

• plist 文件中增加”定位請求描述信息“

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

  增加”后台定位權限“

  <key>UIBackgroundModes</key>
  	<array>
  		<string>location</string>
  	</array>
  

• 聲明定位管理員屬性

  @property(nonatomic, strong) CLLocationManager *gMnger;
  

• 懶加載定位管理員，請求定位權限、允許后台位置更新

  - (CLLocationManager *)gMnger{
      if (nil == _gMnger) {
          _gMnger = [[CLLocationManager alloc] init];
          _gMnger.delegate = self;
          _gMnger.allowsBackgroundLocationUpdates = YES;
          [_gMnger requestWhenInUseAuthorization];
      }
      return _gMnger;
  }
  

• 代理 3 步走（用於驗證后台定位是否生效）

  • 遵守代理協議

    @interface ViewController ()<CLLocationManagerDelegate>

  • 指定代理對象

    _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 后台或鎖屏后，測試能否成功監聽搖一搖

  運行 demo 工程，經測試，把 APP 退到后台或鎖屏，或即退到后台又鎖屏，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

這里用 demo APP 和酷狗音樂 APP 進行測試。

• 同時打開這兩個 APP，其中酷狗音樂 APP 打開后台搖一搖切歌的功能。
• 酷狗音樂 APP 開始放歌，退到后台。
• demo APP 打開后，退到后台。
• 搖一搖，查看效果：
  • 當搖動的力度不是很大時，demo APP 回調方法會被觸發；
  • 當搖動的力度很大時，demo APP 回調方法和酷狗 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，那么后台或鎖屏搖一搖時，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。

后台定位權限 + 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，只能在前台回調。

文章小結

想要實現”iOS后台鎖屏監聽搖一搖“功能，

首次，必須滿足一個硬性條件：APP 具有某種后台運行的權限。

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

最后，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，太過頻繁的事件回調。

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，加速計數據滿足 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，盡量不要這樣實現，畢竟，比較占用系統資源，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，卻可以為特殊用戶群體提供極大的便利！

通過探索，滿足了視力障礙用戶的迫切需求，還是蠻有成就感的！

參考文章

iOS應用退出到后台后怎樣監聽搖晃事件

Demo 鏈接

OCDailyTests/BackgroundShakeTest

最后，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里覺悟。