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android AlarmManager讲解详解手机开发

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Android系统闹钟定时功能框架，总体来说就是用数据库存储定时数据，有一个状态管理器来统一管理这些定时状态的触发和更新。在Andriod系统中实现定时功能，最终还是要用到系统提供的AlarmManager，只是当一个定时完成后怎么继续处理，或者中间怎么更新定时的时间或者状态，像闹钟这种应用程序，每天重复定时，或者一周选择其中的几天，闹钟响了延迟5分钟再次响铃，这时候就需要想一种好的办法来让管理这些数据和状态，下面就分析一下Android系统闹钟的实现。

1、基本结构


Alarm

代表一条定时数据

AlarmInstance

代表一个定时项目的实例，一个AlarmInstance对应到一个Alarm，相比Alarm多存储了一些状态信息

AlarmStateManager

状态管理器，对定时项目进行调度，添加、删除、更改状态，是一个BroadcastReciever，定时到点后发广播到这里进行下一步处理

AlarmService

响应结果，也就是定时到达后要做的事，响铃，停止响铃

ClockDataHelper

里面创建了三个表，ALARMS_TABLE，INSTANCE_TABLE，CITIES_TABLE，前两个分别对应到上面的Alarm和AlarmInstance。

[java] 
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  1. private static void createAlarmsTable(SQLiteDatabase db) {  
  2.     db.execSQL(“CREATE TABLE “ + ALARMS_TABLE_NAME + ” (“ +  
  3.             ClockContract.AlarmsColumns._ID + ” INTEGER PRIMARY KEY,” +  
  4.             ClockContract.AlarmsColumns.HOUR + ” INTEGER NOT NULL, “ +  
  5.             ClockContract.AlarmsColumns.MINUTES + ” INTEGER NOT NULL, “ +  
  6.             ClockContract.AlarmsColumns.DAYS_OF_WEEK + ” INTEGER NOT NULL, “ +  
  7.             ClockContract.AlarmsColumns.ENABLED + ” INTEGER NOT NULL, “ +  
  8.             ClockContract.AlarmsColumns.VIBRATE + ” INTEGER NOT NULL, “ +  
  9.             ClockContract.AlarmsColumns.LABEL + ” TEXT NOT NULL, “ +  
  10.             ClockContract.AlarmsColumns.RINGTONE + ” TEXT, “ +  
  11.             ClockContract.AlarmsColumns.DELETE_AFTER_USE + ” INTEGER NOT NULL DEFAULT 0);”);  
  12.     Log.i(“Alarms Table created”);  
  13. }  
[java] 
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  1. private static void createInstanceTable(SQLiteDatabase db) {  
  2.     db.execSQL(“CREATE TABLE “ + INSTANCES_TABLE_NAME + ” (“ +  
  3.             ClockContract.InstancesColumns._ID + ” INTEGER PRIMARY KEY,” +  
  4.             ClockContract.InstancesColumns.YEAR + ” INTEGER NOT NULL, “ +  
  5.             ClockContract.InstancesColumns.MONTH + ” INTEGER NOT NULL, “ +  
  6.             ClockContract.InstancesColumns.DAY + ” INTEGER NOT NULL, “ +  
  7.             ClockContract.InstancesColumns.HOUR + ” INTEGER NOT NULL, “ +  
  8.             ClockContract.InstancesColumns.MINUTES + ” INTEGER NOT NULL, “ +  
  9.             ClockContract.InstancesColumns.VIBRATE + ” INTEGER NOT NULL, “ +  
  10.             ClockContract.InstancesColumns.LABEL + ” TEXT NOT NULL, “ +  
  11.             ClockContract.InstancesColumns.RINGTONE + ” TEXT, “ +  
  12.             ClockContract.InstancesColumns.ALARM_STATE + ” INTEGER NOT NULL, “ +  
  13.             ClockContract.InstancesColumns.ALARM_ID + ” INTEGER REFERENCES “ +  
  14.                 ALARMS_TABLE_NAME + “(“ + ClockContract.AlarmsColumns._ID + “) “ +  
  15.                 “ON UPDATE CASCADE ON DELETE CASCADE” +  
  16.             “);”);  
  17.     Log.i(“Instance table created”);  
  18. }  

这里说一下几个特殊的字段，对于Alarm表，DAYS_OF_WEEK表示一周内需要定时的天（闹钟有个功能是选择一周中的几天），这里是个int值，用位来表示设置的天数，源码中有个专门的类DaysOfWeek来存储和处理。

AlarmInstance表中有一个ALARM_ID，关联到一个Alarm，可以看到在AlarmInstance表里也有时间，为什么不和Alarm表合成一个表？应该是这样的，Alarm表示原始的定时项，是一个基础数据，而AlarmInstance则代表了一个使用中的定时项目，或者是一个已经激活的定时项目，它的时间是可以变化的，比如闹钟响了以后延时5分钟再响，就需要改变这里的时间，而基础数据不能变，还需要显示在那里。ALARM_STATE代表了当前定时项目的状态，具体调度都在AlarmStateManager中管理。

忘了在哪里看到的，“编程最重要的是设计数据结构，接下来是分解各种代码块”。数据结构是基础，就像建筑里的钢筋水泥砖瓦，有了基础的材料后，剩下的工作就是对这些材料处理，也就是设计具体的处理逻辑。

2、具体的类分析


Alarm

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从上面也可以看出，Alarm类作为定时的基础数据结构，主要是封装了一些数据库操作，完成增删改查功能。额外有一个方法createInstanceAfter，根据自身来创建一个AlarmInstance实例。代码如下

[java] 
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  1. public AlarmInstance createInstanceAfter(Calendar time) {  
  2.     Calendar nextInstanceTime = Calendar.getInstance();  
  3.     nextInstanceTime.set(Calendar.YEAR, time.get(Calendar.YEAR));  
  4.     nextInstanceTime.set(Calendar.MONTH, time.get(Calendar.MONTH));  
  5.     nextInstanceTime.set(Calendar.DAY_OF_MONTH, time.get(Calendar.DAY_OF_MONTH));  
  6.     nextInstanceTime.set(Calendar.HOUR_OF_DAY, hour);  
  7.     nextInstanceTime.set(Calendar.MINUTE, minutes);  
  8.     nextInstanceTime.set(Calendar.SECOND, 0);  
  9.     nextInstanceTime.set(Calendar.MILLISECOND, 0);  
  10.   
  11.     // If we are still behind the passed in time, then add a day  
  12.     if (nextInstanceTime.getTimeInMillis() <= time.getTimeInMillis()) {  
  13.         nextInstanceTime.add(Calendar.DAY_OF_YEAR, 1);  
  14.     }  
  15.   
  16.     // The day of the week might be invalid, so find next valid one  
  17.     int addDays = daysOfWeek.calculateDaysToNextAlarm(nextInstanceTime);  
  18.     if (addDays > 0) {  
  19.         nextInstanceTime.add(Calendar.DAY_OF_WEEK, addDays);  
  20.     }  
  21.   
  22.     AlarmInstance result = new AlarmInstance(nextInstanceTime, id);  
  23.     result.mVibrate = vibrate;  
  24.     result.mLabel = label;  
  25.     result.mRingtone = alert;  
  26.     return result;  
  27. }  


AlarmInstance

AlarmInstance与Alarm很相似，像Alarm中的增删改查操作在AlarmInstance中都有相似的方法。那有什么不同呢，就是上面说的AlarmInstance的时间是可以根据当前状态改变的，也就多了时间的set和get方法。

[java] 
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  1. public void setAlarmTime(Calendar calendar) {  
  2.     mYear = calendar.get(Calendar.YEAR);  
  3.     mMonth = calendar.get(Calendar.MONTH);  
  4.     mDay = calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);  
  5.     mHour = calendar.get(Calendar.HOUR_OF_DAY);  
  6.     mMinute = calendar.get(Calendar.MINUTE);  
  7. }  
  8.   
  9. /** 
  10.  * Return the time when a alarm should fire. 
  11.  * 
  12.  * @return the time 
  13.  */  
  14. public Calendar getAlarmTime() {  
  15.     Calendar calendar = Calendar.getInstance();  
  16.     calendar.set(Calendar.YEAR, mYear);  
  17.     calendar.set(Calendar.MONTH, mMonth);  
  18.     calendar.set(Calendar.DAY_OF_MONTH, mDay);  
  19.     calendar.set(Calendar.HOUR_OF_DAY, mHour);  
  20.     calendar.set(Calendar.MINUTE, mMinute);  
  21.     calendar.set(Calendar.SECOND, 0);  
  22.     calendar.set(Calendar.MILLISECOND, 0);  
  23.     return calendar;  
  24. }  


AlarmStateManager

闹钟定时的核心逻辑就在这里，AlarmStateManager就是管理所有定时项目状态的调度器。

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可以看到上面大多是static类型的方法，用于设置各种状态值。

先看一下定时的几种状态：

SILENT_STATE，alarm被激活，但是不需要显示任何东西，下一个状态是LOW_NOTIFICATION_STATE；

LOW_NOTIFICATION_STATE，这个状态表示alarm离触发的时间不远了，时间差是AlarmInstance.LOW_NOTIFICATION_HOUR_OFFSET=-2，也就是2个小时。下一个状态会进入HIGH_NOTIFICATION_STATE，HIDE_NOTIFICATION_STATE，DISMISS_STATE；

HIDE_NOTIFICATION_STATE，这是一个暂时态，表示用户想隐藏掉通知，这个状态会一直持续到HIGH_NOTIFICATION_STATE；

HIGH_NOTIFICATION_STATE，这个状态和LOW_NOTIFICATION_STATE相似，但不允许用户隐藏通知，负责触发FIRED_STATE或者DISMISS_STATE；

SNOOZED_STATE，像HIGH_NOTIFICATION_STATE，但是会增加一点定时的时间来完成延迟功能；

FIRED_STATE，表示响铃状态，会启动AlarmService直到用户将其变为SNOOZED_STATE或者DISMISS_STATE，如果用户放任不管，会之后进入MISSED_STATE；

MISSED_STATE，这个状态在FIRED_STATE之后，会在通知栏给出一个提醒刚才响铃了；

DISMISS_STATE，这个状态表示定时结束了，会根据定时项目的设置判断是否需要重复，从而决定要删除这个项目还是继续设定一个新的定时。

上面的 setXXXState 方法就是对这些状态的处理，同时会规划一个定时转换到下一个状态。比如setSilentState：

[java] 
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  1. public static void setSilentState(Context context, AlarmInstance instance) {  
  2.         Log.v(“Setting silent state to instance “ + instance.mId);  
  3.   
  4.         // Update alarm in db  
  5.         ContentResolver contentResolver = context.getContentResolver();  
  6.         instance.mAlarmState = AlarmInstance.SILENT_STATE;  
  7.         AlarmInstance.updateInstance(contentResolver, instance);  
  8.   
  9.         // Setup instance notification and scheduling timers  
  10.         AlarmNotifications.clearNotification(context, instance);  
  11.         scheduleInstanceStateChange(context, instance.getLowNotificationTime(),  
  12.                 instance, AlarmInstance.LOW_NOTIFICATION_STATE);  
  13.     }  



更新AlarmInstance的信息，同时通过scheduleInstanceStateChange（）规划下一个状态：

[java] 
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  1. private static void scheduleInstanceStateChange(Context context, Calendar time,  
  2.             AlarmInstance instance, int newState) {  
  3.         long timeInMillis = time.getTimeInMillis();  
  4.         Log.v(“Scheduling state change “ + newState + ” to instance “ + instance.mId +  
  5.                 ” at “ + AlarmUtils.getFormattedTime(context, time) + ” (“ + timeInMillis + “)”);  
  6.         Intent stateChangeIntent = createStateChangeIntent(context, ALARM_MANAGER_TAG, instance,  
  7.                 newState);  
  8.         PendingIntent pendingIntent = PendingIntent.getBroadcast(context, instance.hashCode(),  
  9.                 stateChangeIntent, PendingIntent.FLAG_UPDATE_CURRENT);  
  10.   
  11.         AlarmManager am = (AlarmManager) context.getSystemService(Context.ALARM_SERVICE);  
  12.         if (Utils.isKitKatOrLater()) {  
  13.             am.setExact(AlarmManager.RTC_WAKEUP, timeInMillis, pendingIntent);  
  14.         } else {  
  15.             am.set(AlarmManager.RTC_WAKEUP, timeInMillis, pendingIntent);  
  16.         }  
  17.     }  



通过AlarmManager发起一个定时，定时的时间从调用处可以看到是有AlarmInstance得到的，比如在setSilentState()中的定时时间是instance.getLowNotificationTime()：

[java] 
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  1. public Calendar getLowNotificationTime() {  
  2.         Calendar calendar = getAlarmTime();  
  3.         calendar.add(Calendar.HOUR_OF_DAY, LOW_NOTIFICATION_HOUR_OFFSET);  
  4.         return calendar;  
  5.     }  

LOW_NOTIFICATION_HOUR_OFFSET值为-2，也就是在闹铃响之前的两小时那一刻会发这个LOW_NOTIFICATION_STATE的广播出来，AlarmStateManager接收到这个广播处理再转移到下一个。广播的接收在onReciever方法中，

[java] 
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  1.     @Override  
  2.     public void onReceive(final Context context, final Intent intent) {  
  3.         final PendingResult result = goAsync();  
  4.         final PowerManager.WakeLock wl = AlarmAlertWakeLock.createPartialWakeLock(context);  
  5.         wl.acquire();  
  6.         AsyncHandler.post(new Runnable() {  
  7.             @Override  
  8.             public void run() {  
  9.                 handleIntent(context, intent);  
  10.                 result.finish();  
  11.                 wl.release();  
  12.             }  
  13.         });  
  14.     }  
  15.   
  16.     private void handleIntent(Context context, Intent intent) {  
  17.         final String action = intent.getAction();  
  18.         Log.v(“AlarmStateManager received intent “ + intent);  
  19.         if (CHANGE_STATE_ACTION.equals(action)) {  
  20.             Uri uri = intent.getData();  
  21.             AlarmInstance instance = AlarmInstance.getInstance(context.getContentResolver(),  
  22.                     AlarmInstance.getId(uri));  
  23.             if (instance == null) {  
  24.                 // Not a big deal, but it shouldn’t happen  
  25.                 Log.e(“Can not change state for unknown instance: “ + uri);  
  26.                 return;  
  27.             }  
  28.   
  29.             int globalId = getGlobalIntentId(context);  
  30.             int intentId = intent.getIntExtra(ALARM_GLOBAL_ID_EXTRA, –1);  
  31.             int alarmState = intent.getIntExtra(ALARM_STATE_EXTRA, –1);  
  32.             if (intentId != globalId) {  
  33.                 Log.i(“Ignoring old Intent. IntentId: “ + intentId + ” GlobalId: “ + globalId +  
  34.                         ” AlarmState: “ + alarmState);  
  35.                 return;  
  36.             }  
  37.   
  38.             if (alarmState >= 0) {  
  39.                 setAlarmState(context, instance, alarmState);  
  40.             } else {  
  41.                 registerInstance(context, instance, true);  
  42.             }  
  43.         } else if (SHOW_AND_DISMISS_ALARM_ACTION.equals(action)) {  
  44.             Uri uri = intent.getData();  
  45.             AlarmInstance instance = AlarmInstance.getInstance(context.getContentResolver(),  
  46.                     AlarmInstance.getId(uri));  
  47.   
  48.             long alarmId = instance.mAlarmId == null ? Alarm.INVALID_ID : instance.mAlarmId;  
  49.             Intent viewAlarmIntent = Alarm.createIntent(context, DeskClock.class, alarmId);  
  50.             viewAlarmIntent.putExtra(DeskClock.SELECT_TAB_INTENT_EXTRA, DeskClock.ALARM_TAB_INDEX);  
  51.             viewAlarmIntent.putExtra(AlarmClockFragment.SCROLL_TO_ALARM_INTENT_EXTRA, alarmId);  
  52.             viewAlarmIntent.addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK);  
  53.             context.startActivity(viewAlarmIntent);  
  54.             setDismissState(context, instance);  
  55.         }  
  56.     }  
  57. }  


在handleIntent方法中统一处理，状态的分发在setAlarmState中：

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  1. public void setAlarmState(Context context, AlarmInstance instance, int state) {  
  2.         switch(state) {  
  3.             case AlarmInstance.SILENT_STATE:  
  4.                 setSilentState(context, instance);  
  5.                 break;  
  6.             case AlarmInstance.LOW_NOTIFICATION_STATE:  
  7.                 setLowNotificationState(context, instance);  
  8.                 break;  
  9.             case AlarmInstance.HIDE_NOTIFICATION_STATE:  
  10.                 setHideNotificationState(context, instance);  
  11.                 break;  
  12.             case AlarmInstance.HIGH_NOTIFICATION_STATE:  
  13.                 setHighNotificationState(context, instance);  
  14.                 break;  
  15.             case AlarmInstance.FIRED_STATE:  
  16.                 setFiredState(context, instance);  
  17.                 break;  
  18.             case AlarmInstance.SNOOZE_STATE:  
  19.                 setSnoozeState(context, instance);  
  20.                 break;  
  21.             case AlarmInstance.MISSED_STATE:  
  22.                 setMissedState(context, instance);  
  23.                 break;  
  24.             case AlarmInstance.DISMISSED_STATE:  
  25.                 setDismissState(context, instance);  
  26.                 break;  
  27.             default:  
  28.                 Log.e(“Trying to change to unknown alarm state: “ + state);  
  29.         }  
  30.     }  



对没一个state又转移相应的setXXXState方法中，完成下一次状态的转换，形成一个定时的循环，直到在DISMISSED_STATE里停用或者删除定时项目，如果需要重复则获取下一次定时的时间。

整体的框架就是这样，在AlarmStateManager里使用AlarmManager形成了一个定时的状态机，不断转移到下一个状态处理。

源码在这里https://android.googlesource.com/platform/packages/apps/DeskClock/+/android-4.4.4_r2.0.1

原创文章，作者：奋斗，如若转载，请注明出处：https://blog.ytso.com/5578.html

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