说一下这个不会吧，这也行？iOS后台锁屏监听摇一摇

背景介绍

一般情况下，出于省电、权限、合理性等因素考虑，给人的感觉是很多奇怪的需求安卓可以实现，但是iOS就无法实现！今天要介绍的需求也有这种感觉，就是“当 APP 处于后台或锁屏状态时，依旧可以监听到摇一摇，进而触发某些功能，比如：语音播报”。

在产品经理提出此需求的一瞬间，仿佛周边的空气都凝固了，我也犹如五雷轰顶，愣在原地无法动弹。不由心想：“苹果爸爸怎么可能允许开发者实现这种功能！这得多费电啊！要是所有 APP 都这么做了，那还了得！” 与此同时，之前网上疯传、远近闻名的的需求–“做一个会根据手机壳颜色而改变主题颜色的APP”，清晰地浮现在脑海中，顿时一万只xx🐎从心中奔腾而过。此时，产品经理解释到，这是咱们好多视力障碍用户提的需求，他们经常锁屏或把 APP 退到后台，且因为视力不佳原因，导致重新找到 APP 并切到前台的操作很是麻烦，所以十分希望我们能实现这个功能。

在短暂的心理活动后，秉着“客户第一，产品🐂🍺”的原则，于是回复说：“这功能太少见了，我先在网上看看吧，要是有其他 APP 有类似的功能，麻烦跟我说我参考一下。”然后，就祭出了程序员利器–Google，输入“iOS 后台 摇一摇”，只搜索出来的一个思路：<u>利用 CoreMotion 框架，监听加速计原始数据，然后在 APP 退到后台后，可以实现监听摇一摇的效果。</u>然而，并没有完整的代码或 demo 。顿时，Talk is cheap, show me the code!这句经典台词突然地出现在脑海中！也看到有人评论说 CoreMotion 的确可以实现跟系统摇一摇类似的效果，但是退到后台或锁屏后，没办法监听到摇一摇事件。

看到这条评论时，我不禁开始怀疑此功能是否真的可以被实现。

玩归玩，闹归闹，开始 code，不开玩笑。

接下来，开始自己的探索之旅。

本文 demo 链接为 OCDailyTests/BackgroundShakeTest，可自行下载，方便运行和验证。

探索过程

其他 APP 有没有类似功能

经过一番 Google，终于找到一款 APP 有类似功能：：酷狗音乐 APP，对，就是那个在 PC 端一打开就会大喊 Hello KuGou!的音乐软件对应的 APP，万万没想到，手机 APP 也是这样，一句Hello KuGou把我吓一跳。按如下步骤，在设置里打开此功能后，后台或锁屏时，摇一摇手机，可实现切歌的效果。

既然的确有 APP 实现了此功能，那就踏踏实实地探索它可能是怎么实现的吧。

系统提供的摇一摇回调能否满足

系统摇一摇回调方法：

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

经测试，此方法只有在 APP 处于前台时，才会被回调。APP 处于后台或锁屏时，此方法不会回调。故此方法不能满足需求。

##其他方法能否实现

此时，还是先根据网上各路大神提供的思路进行尝试，即<u>利用 CoreMotion 框架，监听加速计原始数据，然后在 APP 退到后台后，实现监听摇一摇的效果。</u>

好，我们先<u>利用 CoreMotion 框架，监听加速计原始数据</u>，实现类似系统摇一摇回调的效果。

利用 CoreMotion 框架，监听加速计原始数据

通过加速计监听摇一摇

因加速计回调比较频繁，因此比较占用资源，故把此功能设计为单例。

  • 快速实现单例效果 
```
//具体实现详见 demo 中文件
#import "HMSingleton.h"
  @interface MYAccelerometerTool : NSObject
  HMSingleton_h(MYAccelerometerTool);
  @end
  @implementation MYAccelerometerTool
  HMSingleton_m(MYAccelerometerTool);
  @end

  • 声明和懒加载运动管理员属性
  @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;
}

  • 声明和实现时间戳属性，用于实现节流效果（为防止频繁回调，每次检测成功后，停止摇动 1s 后才继续响应下次摇一摇。）
  @property(nonatomic, strong) NSDate *gDateLastShakeSuc;
(NSDate *)gDateLastShakeSuc{
    if (nil == _gDateLastShakeSuc) {
        _gDateLastShakeSuc = NSDate distantPast;
    }
    return _gDateLastShakeSuc;
}

  • 开始监听摇一摇动作
(BOOL)startMonitorShake{
  if (NO == self.gMotionMnger.isAccelerometerAvailable) {
      return NO;
  }
  
  //监听中，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;  
      //综合x、y两个方向的加速度（z方向速度无意义，用的话，走路上下抖手机时会误触发，系统摇一摇也不会被z轴加速度触发）
      //当综合加速度大于2.3时，就激活效果（数据越小，用户摇动的动作就越小，越容易激活）
      double accelerameter = sqrt( pow( acceleration.x , 2 ) + pow( acceleration.y , 2 ));
      if (accelerameter > 2.3) {
          //节流效果：距离上次摇一摇成功事件，间隔时间小于1s时，认为无效
          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;
  }

  • 为了代码的对称美和可能的相关业务，实现停止监听摇一摇方法
(void)stopMonitorShake{
    self.gMotionMnger stopAccelerometerUpdates;
    self.gMotionMnger = nil;
    self.gDateLastShakeSuc = nil;
}

控制器相关逻辑和代码

  • 开始监听摇一摇
   BOOL lRes = [MYAccelerometerTool sharedMYAccelerometerTool startMonitorShake];
   NSLog(@"lRes:%d", lRes);
   NSAssert(lRes, @"开始监听摇一摇失败");

  • 监听摇一摇成功的通知
[NSNotificationCenter defaultCenter addObserver:self selector:@selector(nmShakeSuccess:) name:KNTFY_SHAKE_SUCCESS object:nil];
  //在摇一摇的同时，通过观察此方法是否有log，可以判断是否有监听到。
(void)nmShakeSuccess:(NSNotification *)ntfy{
    NSLog(@"%s", FUNCTION);
}

  • dealloc方法中取消监听
(void)dealloc{
    [NSNotificationCenter defaultCenter removeObserver:self];
}

运行 demo 工程，测试可知，通过上述方法，的确可以在 APP 处于前台时，实现监听摇一摇动作的效果。可是，当把 APP 退到后台或锁屏时，nmShakeSuccess 方法不再有 log，即：APP 处于后台时，通过监听加速计的方法，默认也无法在 APP 处于后台或锁屏时实现监听效果。这也印证了上文提到的那个评论者的疑问。

可是 Hello KuGou 明明实现了后台或锁屏时摇一摇的效果啊！难道是需要额外的配置？联想 iOS 处于后台时，默认会把 APP 的服务给挂起（suspended）,只有当 APP 通过某种方式（后台定位/播放音乐/蓝牙扫描等）具有后台运行权限时，才可以一直保活。可猜想，也许赋予 APP 具有后台运行的权限后，就可以实现想要的功能了。于是，开始进行验证如下。

APP 申请后台运行权限后，能否监听到摇一摇

因为手上 APP 具有后台定位权限和相关功能，所以本文通过为 APP 申请后台定位权限来验证。

APP 申请后台定位权限

  • plist 文件中增加”定位请求描述信息“
 <key>NSLocationAlwaysUsageDescription</key>
  	<string>我们需要根据您的定位提供周边搜索和导航服务</string>
  	<key>NSLocationWhenInUseUsageDescription</key>
  	<string>我们需要根据您的定位提供周边搜索和导航服务</string>

  增加”后台定位权限“

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

  • 声明定位管理员属性
@property(nonatomic, strong) CLLocationManager *gMnger;

  • 懒加载定位管理员，请求定位权限、允许后台位置更新
(CLLocationManager *)gMnger{
    if (nil == _gMnger) {
        _gMnger = [CLLocationManager alloc init];
        _gMnger.delegate = self;
        _gMnger.allowsBackgroundLocationUpdates = YES;
        _gMnger requestWhenInUseAuthorization;
    }
    return _gMnger;
}

  • 代理3步走（用于验证后台定位是否生效）
  • 遵守代理协议
`@interface ViewController ()<CLLocationManagerDelegate>`

  • 指定代理对象
 `_gMnger.delegate = self;`

  • 实现代理方法
```
#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 后台或锁屏后，测试能否成功监听摇一摇

运行 demo 工程，经测试，把 APP 退到后台或锁屏，或即退到后台又锁屏，都能够检测到摇一摇事件。

多 APP 都实现此功能时，摇一摇是何效果

这里用 demo APP 和酷狗音乐 APP 进行测试。

  • 同时打开这两个 APP，其中酷狗音乐 APP 打开后台摇一摇切歌的功能。
  • 酷狗音乐 APP 开始放歌，退到后台
  • demo APP 打开后，退到后台
  • 摇一摇，查看效果：
    • 当摇动的力度不是很大时，demo APP 回调方法会被触发；
    • 当摇动的力度很大时，demo APP 回调方法和酷狗 APP 切歌会同时被触发；
  • 由此可见，多个 APP 同时实现了此功能时，后台或锁屏摇一摇，只要满足某个 APP 实现的加速计相关判定条件，可以同时触发多个 APP 对应的效果。

文章小结

想要实现”iOS后台锁屏监听摇一摇“功能，

首次，必须满足一个硬性条件：APP 具有某种后台运行的权限。

其次，技术实现上必须使用CoreMotion框架，通过监听加速计回调自己实现对摇一摇事件的监听判定。

最后，可通过增加时间属性，实现对摇一摇事件监听时的节流效果，防止持续摇动时，太频繁的事件回调。

此外，多 APP 都实现此功能时，摇一摇的效果是：只要摇动力度产生的数据满足某个 APP 实现的摇一摇判定条件，就可以同时触发多个 APP 各自对应的效果。

因此，如果不是 APP 特别需要此功能，尽量不要这样实现，毕竟，比较占用系统资源，而且太多 APP 同时实现时，可能会出现效果上的相互干扰。不过，如果合理利用此功能，却可以为特殊用户群体提供极大的便利！

通过探索，满足了视力障碍用户的迫切需求，还是蛮有成就感的！

偷偷的告诉大家，写到这里时，产品经理还没告诉我他所知道的哪个 APP 实现了这个功能，可能他太忙，给忘记了吧……

参考文章

iOS应用退出到后台后怎样监听摇晃事件

Demo 链接

OCDailyTests/BackgroundShakeTest

最后，感谢“技术创作101训练营”。

正文完
Objective-C
发表至： iOS 技术教程
2022-08-23