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Jetpack WorkManager 看这一篇就够了~

2022-08-06 07:44:16黄林晴

前言

最近有读者反馈,在我的新书《Android Jetpack 开发:原理解析与应用实战》中并没有提及到WorkManager,这是因为目前这个东西在国内并不是很好用。最近因为工作需要正好研究了下,也作为补充章节分享给读者。

什么是WorkManager

按照官方描述,WorkManager 是适合用于持久性工作的推荐解决方案。如果工作始终要通过应用重启和系统重新启动来调度,便是持久性的工作。由于大多数后台处理操作都是通过持久性工作完成的,因此 WorkManager 是适用于后台处理操作的主要推荐 API。

任务类型

WorkManager任务类型分为立即运行、长期运行和延期执行,使用方式与周期关系如下所示:

立即一次性OneTimeWorkRequest 和 Worker。如需处理加急工作,请对 OneTimeWorkRequest 调用 setExpedited()。
长期运行一次性或定期任意 WorkRequest 或 Worker。在工作器中调用 setForeground() 来处理通知。
可延期一次性或定期PeriodicWorkRequest 和 Worker。

接下来来看具体的使用方法。

入门使用

添加依赖库

本文代码使用Kotlin编写,所以这里仅引入Kotlin相关的库即可,在build.gradle中添加代码如下所示:

def work_version = "2.7.1"
implementation "androidx.work:work-runtime-ktx:$work_version"

如果使用的是Java语言该如何引用呢?听我的,放弃吧~

定义工作Worker

这里我们以上传日志文件任务为例,新建UploadLogWorker类,继承自Worker,代码如下所示:

class UploadLogWorker(context: Context, workerParams: WorkerParameters) :
    Worker(context, workerParams) {

    override fun doWork(): Result {
        Log.d("打印线程", Thread.currentThread().name)
        return Result.success()
    }
}

继承自Worker的类需要重写doWork方法,我们可以在这个方法中执行具体的任务,这里为了有演示结果打印出线程的名称。

Result用于返回任务的执行结果Result.success表示执行成功;Result.failure、Result.retry则分别表示执行失败和失败后尝试重试。

创建任务请求WorkRequest

这里我们创建一个一次性的执行任务,代码如下所示:

val uploadLogWorkerRequset: WorkRequest = OneTimeWorkRequestBuilder<UploadLogWorker>()
            .build()

将任务提交系统

创建好任务之后,就可以将任务提交系统,执行请求,代码如下所示:

WorkManager.getInstance(this).enqueue(uploadLogWorkerRequset)

运行App,运行结果如下图所示。

为任务传递参数

许多时候我们在执行任务的时候是需要参数的,比如上传日志文件我们要知道日志文件的路径或者其他参数,我们怎么样将参数传递给Worker呢?

我们可以通过WorkRequest的setInputData方法来设置参数,代码如下所示:

val uploadLogWorkerRequset: WorkRequest = OneTimeWorkRequestBuilder<UploadLogWorker>()
            .setInputData(workDataOf("filePath" to "file://***", "fileName" to "log.txt"))
            .build()

这里我们传递了文件路径filePath和文件名fileName,在Worker通过getInputData方法接受,比如我们在doWork中接受参数并打印。代码如下所示:

override suspend fun doWork(): Result {
        val filePath = inputData.getString("filePath")
        val fileName = inputData.getString("fileName")
        Log.d("接受的参数", "$fileName:$filePath")
        return Result.retry()
    }

运行程序,打印如下图所示。

这样我们就完成了一个最简单的WorkManager使用案例。接着我们来进一步的探索。

执行加急工作你所需要知道的

从 WorkManager 2.7 开始,我们可以调用setExpedited方法来告诉系统,我这个任务是加急任务,请尽快执行。修改代码如下所示:

val uploadLogWorkerRequset: WorkRequest = OneTimeWorkRequestBuilder<UploadLogWorker>()
    .setExpedited(OutOfQuotaPolicy.RUN_AS_NON_EXPEDITED_WORK_REQUEST)
    .build()

setExpedited方法中的OutOfQuotaPolicy参数有两个枚举值,含义如下所示。

枚举值

含义

RUN_AS_NON_EXPEDITED_WORK_REQUEST

当系统无法为任务加急处理时,任务变成常规任务

DROP_WORK_REQUEST

当系统无法为任务加急处理时,删除该任务

所以我们这里声明为RUN_AS_NON_EXPEDITED_WORK_REQUEST即可。再次运行程序。

OK,完美运行???

不过我的手机是Android 12的,为了确保没问题,我们必须在Android 11 或低版本上执行一次。没崩溃,但是任务却没执行,我们看到了错误日志如下图所示。

Emm.. 一堆乱七八糟的,关键信息在这句话

Expedited WorkRequests require a ListenableWorker to provide an implementation for `getForegroundInfoAsync()`

从官方我们获取到了这些信息:在 Android 12 之前,工作器中的 getForegroundInfoAsync()getForegroundInfo() 方法可让 WorkManager 在您调用 setExpedited() 时显示通知。如果您想要请求任务作为加急作业运行,则所有的 ListenableWorker 都必须实现 getForegroundInfo 方法。

如果未能实现对应的getForegroundInfo 方法,那么在旧版平台上调用 setExpedited 时,可能会导致运行时崩溃。

了解到了这些,那我们就来实现getForegroundInfo()方法,修改UploadLogWorker代码如下所示:

class UploadLogWorker(context: Context, workerParams: WorkerParameters) :
    Worker(context, workerParams) {

    override fun doWork(): Result {
        Log.d("打印线程", Thread.currentThread().name)
        setForegroundAsync(getForegroundInfo())
        return Result.success()
    }

    @SuppressLint("RestrictedApi")
    override fun getForegroundInfoAsync(): ListenableFuture<ForegroundInfo> {
        val future = SettableFuture.create<ForegroundInfo>()
        future.set(getForegroundInfo())
        return future
    }


    fun getForegroundInfo(): ForegroundInfo {
        val notificationManager =
            applicationContext.getSystemService(Context.NOTIFICATION_SERVICE) as NotificationManager

        if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.O) {
            val channel = NotificationChannel(
                "1",
                "hh",
                NotificationManager.IMPORTANCE_HIGH
            )
            notificationManager.createNotificationChannel(channel)
        }

        val notification = NotificationCompat.Builder(applicationContext, "1")
            .setSmallIcon(R.drawable.ic_launcher_background)
            .setContentTitle(applicationContext.getString(R.string.app_name))
            .setContentText("我是一个上传日志的任务")
            .build()
        return ForegroundInfo(1337, notification)
    }


}

再次在Android11 上运行程序,发现打印出了日志,并显示了一个任务通知,如下图所示。

这一点是在执行加急工作时所必须要注意的。

协程工作CoroutineWorker

1、将继承类修改为CoroutineWorker

2、实现getForegroundInfo方法,内容与上getForegroundInfo一致

定时任务PeriodicWorkRequest

在3.2中我们定义了一次性任务OneTimeWorkRequestBuilder,现在我们将上传日志的这个任务修改为定时任务,代码如下所示:

val uploadLogWorkerRequset: WorkRequest = PeriodicWorkRequestBuilder<UploadLogWorker>(15,TimeUnit.MINUTES)
            .build()

这里指定了,定时任务的周期是15分钟一次,可以定义的最短重复间隔就是 15 分钟,这一点开发者在测试的时候需要注意,不能傻傻的等着...,这里我就傻傻的等了15分钟,确保定时任务是可以执行的。

工作约束、延迟执行和重试策略

工作约束

很多情况下,我们需要为任务添加工作约束,比如上传日志的任务肯定是在有网络的条件下进行的,当前支持的约束条件如下所示。

NetworkType约束运行工作所需的网络类型。例如 Wi-Fi (UNMETERED)。
BatteryNotLow如果设置为 true,那么当设备处于“电量不足模式”时,工作不会运行。
RequiresCharging如果设置为 true,那么工作只能在设备充电时运行。
DeviceIdle如果设置为 true,则要求用户的设备必须处于空闲状态,才能运行工作。在运行批量操作时,此约束会非常有用;若是不用此约束,批量操作可能会降低用户设备上正在积极运行的其他应用的性能。
StorageNotLow如果设置为 true,那么当用户设备上的存储空间不足时,工作不会运行。

比如我们现在为一次性任务添加约束为在连接wifi的情况下执行,首先用Constraints构建一个约束实例可以将多个约束条件放在一起。代码如下所示:

val constraints = Constraints.Builder()
            .setRequiresCharging(true)
            .build()

这里设置为仅在充电的时候执行。接着为任务构建器添加约束。

val uploadLogWorkerRequset: WorkRequest = OneTimeWorkRequestBuilder<UploadLogWorker>()
    .setConstraints(constraints)
    .build()

这样一来任务就会在仅充电的时候执行了。

延迟执行

延迟执行适用于一次性任务和定时任务,但应用在定时任务事时对第一次执行有效,为啥呢?因为是定时任务呀~

我们为一次性任务设置延迟时间为5秒钟,代码如下所示:

val uploadLogWorkerRequset: WorkRequest = OneTimeWorkRequestBuilder<UploadLogWorker>()
            .setConstraints(constraints)
            .setInitialDelay(5,TimeUnit.SECONDS)
            .build()

运行程序,可以看到5秒钟后,程序才打印了日志,这里就不演示了。

重试策略

在3.2中定义Work中我们提到了Result.retry可以让任务重试,我们也可以自定义任务的重试策略和退避政策,我们通过具体的例子来解释。

val uploadLogWorkerRequset: WorkRequest = OneTimeWorkRequestBuilder<UploadLogWorker>()
            .setBackoffCriteria(
                BackoffPolicy.EXPONENTIAL, OneTimeWorkRequest.MIN_BACKOFF_MILLIS,
                TimeUnit.MILLISECONDS
            )
            .build()

最短退避延迟时间设置为允许的最小值,即 10 秒。由于政策为 LINEAR,每次尝试重试时,重试间隔都会增加约 10 秒。例如,第一次运行以 Result.retry() 结束并在 10 秒后重试;然后,如果工作在后续尝试后继续返回 Result.retry(),那么接下来会在 20 秒、30 秒、40 秒后重试,以此类推。

打印日志如下图所示。

我们可以看到,第一次任务失败后延迟了10秒重新执行,第二次延迟了20秒,第三次延迟了40秒...

观察工作执行结果

在任务完成后,我可能需要进行更新UI或者业务逻辑操作。我们可以通过注册监听器来观察 WorkInfo 的变化,以根据ID查询WorkInfo状态为例,代码如下所示:

WorkManager.getInstance(this).getWorkInfoByIdLiveData(uploadLogWorkerRequset.id).observe(this){
            if (it.state == WorkInfo.State.SUCCEEDED){
                Toast.makeText(this,"任务执行成功,更新UI",Toast.LENGTH_LONG).show()
            }else{
                //任务失败或重试
            }
        }

除了getWorkInfoByIdLiveData之外还有根据tag、name等查询的转化方法,这里读者可自行查看API。

运行程序,结果如下图所示。

类似的我们还可以通过cancelWorkById等方法来取消任务的执行。这里不做演示了。此外还有一些其他的特性感兴趣的读者可以自行实践。

总结

特性及注意事项

  • 在早于 Android 12 的 API 版本中,加急工作都是由前台服务执行的,而从 Android 12 开始,它们将由加急作业 (expedited job) 实现。所以在第4小节中,默认Android12上并不会显示通知栏

  • WorkManager 只是一个处理定时任务的工具

  • WorkManager 最早兼容到 API 14(Android 4.0)

  • 使用WorkManager注册的周期性任务不能保证一定会准时执行,这并不是bug,而是系 统为了减少电量消耗,可能会将触发时间临近的几个任务放在一起执行,这样可以大幅度地减 少CPU被唤醒的次数,从而有效延长电池的使用时间

  • WorkManager官方虽然称它可以保证即使在应用退出甚至手机重启的情况下,之前注册的任务仍然将会得到执行。但是在国产手机中是不可能的,因为系统自己做了改动。但是在国产机上测试(OPPO)退出后,再进来也会执行之前的任务。这个时候可能就会有重复的任务执行。

问题

  • 任务添加到队列后,未开始执行前,如果是在onDestory中调用取消任务的方法是不可行的,此种情况下下次进来时仍然会有重复任务开始执行。原因不明。(原生系统、国产机一样)

这里遇到了这样一个问题,在这个文章发布的时候,我还不知道该如何解决。希望知道的大佬指教指教~

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