不會吧，這也行？iOS後台鎖屏監聽搖一搖
背景介紹
一般情況下，出於省電、許可權、合理性等因素考慮，給人的感覺是很多奇怪的需求Android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 處於後台或鎖屏狀態時，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，彷彿周邊的空氣都凝固了，我也猶如五雷轟頂，愣在原地無法動彈。不由心想：「蘋果爸爸怎麼可能允許開發者實現這種功能！這得多費電啊！要是所有 APP 都這麼做了，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，頓時一萬隻xx🐎從心中奔騰而過。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 退到後台，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。
在短暫的心理活動後，秉著「客戶第一，產品🐂🍺」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。」然後，就祭出了程式設計師利器–Google，輸入「iOS 後台 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，然後在 APP 退到後台後，可以實現監聽搖一搖的效果。然而，並沒有完整的程式碼或 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，但是退到後台或鎖屏後，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!的音樂軟體對應的 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後，後台或鎖屏時，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麼實現的吧。
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 處於後台或鎖屏時，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，然後在 APP 退到後台後，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，因此比較佔用資源，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 -
聲明和懶載入運動管理員屬性
@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，每次檢測成功後，停止搖動 1s 後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; } -
為了程式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; }
控制器相關邏輯和程式碼
-
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 退到後台或鎖屏時，nmShakeSuccess 方法不再有 log，即：APP 處於後台時，通過監聽加速計的方法，默認也無法在 APP 處於後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！明明實現了後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 處於後台時，默認會把 APP 的服務給掛起（suspended）,只有當 APP 通過某種方式（後台定位/播放音樂/藍牙掃描等）具有後台運行許可權時，才可以一直保活。可猜想，也許賦予 APP 具有後台運行的許可權後，就可以實現想要的功能了。於是，開始進行驗證如下。
APP 申請後台運行許可權後，能否監聽到搖一搖
因為工作中很多 APP 具有後台定位許可權和相關功能，所以本文通過為 APP 申請後台定位許可權來驗證。
APP 申請後台定位許可權
-
plist 文件中增加」定位請求描述資訊「
<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」後台定位許可權「
<key>UIBackgroundModes</key> <array> <string>location</string> </array> -
聲明定位管理員屬性
@property(nonatomic, strong) CLLocationManager *gMnger; -
懶載入定位管理員，請求定位許可權、允許後台位置更新
- (CLLocationManager *)gMnger{ if (nil == _gMnger) { _gMnger = [[CLLocationManager alloc] init]; _gMnger.delegate = self; _gMnger.allowsBackgroundLocationUpdates = YES; [_gMnger requestWhenInUseAuthorization]; } return _gMnger; } -
代理 3 步走（用於驗證後台定位是否生效）
-
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__); }
-
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APP 後台或鎖屏後，測試能否成功監聽搖一搖
運行 demo 工程，經測試，把 APP 退到後台或鎖屏，或即退到後台又鎖屏，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
這裡用 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 打開後台搖一搖切歌的功能。
- 酷狗音樂 APP 開始放歌，退到後台。
- demo APP 打開後，退到後台。
- 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，那麼後台或鎖屏搖一搖時，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。
後台定位許可權 + 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後台鎖屏監聽搖一搖「功能，
首次，必須滿足一個硬性條件：APP 具有某種後台運行的許可權。
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。
最後，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，比較佔用系統資源，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！
偷偷的告訴大家，寫到這裡時，產品經理還沒告訴我他所知道的哪個 APP 實現了這個功能，可能他太忙，給忘記了吧……
參考文章
Demo 鏈接
OCDailyTests/BackgroundShakeTest
最後，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裡覺悟。
本文由部落格群發一文多發等運營工具平台 OpenWrite 發布
