开发适用于 Android 的无障碍服务

1. 简介

无障碍服务是 Android 框架的一项功能，旨在代表安装在 Android 设备上的应用向用户提供替代导航反馈。无障碍服务可以代表应用与用户进行通信，例如在用户将光标悬停在屏幕的重要区域时，将文字转换为语音或提供触感反馈。此 Codelab 将介绍如何创建非常简单的无障碍服务。

什么是无障碍服务？

无障碍服务可帮助残障用户使用 Android 设备和应用。它是一项长时间运行的特权服务，可帮助用户处理屏幕上的信息，并让用户与设备进行有意义的互动。

常见无障碍服务示例

• 开关控制：可让有行动障碍的 Android 用户使用一个或多个开关与设备互动。
• 语音操控（Beta 版）：可让行动不便的 Android 用户通过语音指令控制设备。
• Talkback：一种屏幕阅读器，通常供视力损害或盲人用户使用。

构建无障碍服务

虽然 Google 为 Android 用户提供了开关控制、语音操控和 TalkBack 等服务，但这些服务无法满足所有残疾用户的需求。由于许多残障人士有独特的需求，因此 Android 用于创建无障碍服务的 API 是开放的，开发者可以自由创建无障碍服务并通过 Play 商店分发这些服务。

如果您认识的人在使用设备时遇到困难，您可以为该用户开发无障碍服务！

构建内容

在此 Codelab 中，您将开发一个使用无障碍 API 执行一些实用操作的简单服务。如果您能编写基本的 Android 应用，就可以开发类似的服务。

无障碍功能 API 非常强大：您将构建的服务的代码仅包含在四个文件中，并且使用了大约 200 行代码！

此 Codelab 重点介绍如何编写实用的无障碍服务。由于这是一个示例，因此界面特意保持得非常简单。

最终用户

您将为具有以下特征的假设用户构建服务：

• 用户难以触及设备侧面的按钮。
• 用户难以滚动或滑动。

服务详情

您的服务会在屏幕上叠加一个全局操作栏。用户可以点按此栏中的按钮来执行以下操作：

1. 在不触碰手机侧面实际电源按钮的情况下关闭设备。
2. 无需触摸手机侧面的音量按钮即可调节音量。
3. 执行滚动操作，但不实际滚动。
4. 执行滑动操作，而无需使用滑动手势。

所需条件

本 Codelab 假定您将使用以下内容：

1. 一台运行 Android Studio 的计算机。
2. 用于执行简单 shell 命令的终端。
3. 一部运行 Android 7.0（Nougat）的设备，该设备已连接到您将用于开发的计算机。

让我们开始吧！

2. 准备工作

使用终端创建一个您将要使用的目录。切换到此目录。

下载代码

您可以克隆包含此 Codelab 代码的代码库：

git clone https://github.com/android/codelab-android-accessibility.git

该代码库包含多个 Android Studio 项目。使用 Android Studio 打开 GlobalActionBarService。

点击 Studio 图标启动 Android Studio：

选择 Import project (Eclipse ADT, Gradle, etc.) 选项：

前往您克隆源代码的位置，然后选择 GlobalActionBarService。

然后，使用终端切换到根目录。

3. 了解起始代码

探索您打开的项目。

我们已为您创建了无障碍服务的精简框架。您在此 Codelab 中编写的所有代码都仅限于以下四个文件：

1. app/src/main/AndroidManifest.xml
2. app/src/main/res/layout/action_bar.xml
3. app/src/main/res/xml/global_action_bar_service.xml
4. app/src/main/java/com/example/android/globalactionbarservice/GlobalActionBarService.java

下面将逐步介绍每个文件的内容。

AndroidManifest.xml

无障碍服务的相关信息在清单中声明：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
   package="com.example.android.globalactionbarservice">

   <application>
       <service
           android:name=".GlobalActionBarService"
           android:permission="android.permission.BIND_ACCESSIBILITY_SERVICE"
           android:exported="true">
           <intent-filter>
               <action android:name="android.accessibilityservice.AccessibilityService" />
           </intent-filter>
           <meta-data
               android:name="android.accessibilityservice"
               android:resource="@xml/global_action_bar_service" />
       </service>
   </application>
</manifest>

AndroidManifest.xml 中声明了以下三个必需项：

1. 绑定到无障碍服务的权限：

<service
    ...
    android:permission = "android.permission.BIND_ACCESSIBILITY_SERVICE">
    ...             
</service>

2. AccessibilityService intent：

<intent-filter>
   <action android:name="android.accessibilityservice.AccessibilityService" />
</intent-filter>

3. 包含您要创建的服务的元数据的文件位置：

<meta-data
       ...
       android:resource="@xml/global_action_bar_service" />
</service>

global_action_bar_service.xml

此文件包含服务的元数据。

<accessibility-service xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
   android:accessibilityFeedbackType="feedbackGeneric"
   android:accessibilityFlags="flagDefault"
   android:canPerformGestures="true"
   android:canRetrieveWindowContent="true" />

使用 <accessibility-service> 元素定义了以下元数据：

1. 此服务的反馈类型（此 Codelab 使用 feedbackGeneric，这是一个不错的默认值）。
2. 服务的无障碍标志（此 Codelab 使用默认标志）。
3. 服务所需的功能：
4. 为了实现滑动操作，android:canPerformGestures 设置为 true。
5. 为了检索窗口内容，android:canRetrieveWindowContent 设置为 true。

GlobalActionBarService.java

无障碍服务的大部分代码都位于 GlobalActionBarService.java 中。最初，该文件包含无障碍服务的绝对最低限度代码：

1. 扩展 AccessibilityService 的类。
2. 一些必需的被替换方法（在此 Codelab 中留空）。

public class GlobalActionBarService extends AccessibilityService {

   @Override
   public void onAccessibilityEvent(AccessibilityEvent event) {

   }

   @Override
   public void onInterrupt() {

   }
}

您将在本 Codelab 期间向此文件添加代码。

action_bar.xml

该服务公开了一个包含四个按钮的界面，而 action_bar.xml 布局文件包含用于显示这些按钮的标记：

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
   android:orientation="horizontal"
   android:layout_width="match_parent"
   android:layout_height="wrap_content">
</LinearLayout>

此文件目前包含一个空的 LinearLayout。在此 Codelab 中，您将为按钮添加标记。

启动应用

请确保已将设备连接到计算机。按屏幕顶部菜单栏中的绿色 Play 按钮 ，这应该会启动您正在处理的应用。

前往设置 > 无障碍功能。设备上已安装 Global Action Bar Service。

点击 Global Action Bar Service 并将其开启。您应该会看到以下权限对话框：

无障碍服务会请求权限来观察用户操作、检索窗口内容并代表用户执行手势！使用第三方无障碍服务时，请务必确保您信任相应来源！

运行该服务不会执行任何操作，因为我们尚未添加任何功能。让我们开始吧。

4. 创建按钮

打开 res/layout 中的 action_bar.xml。在当前为空的 LinearLayout 中添加标记：

<LinearLayout ...>
    <Button
        android:id="@+id/power"
        android:text="@string/power"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"/>
    <Button
        android:id="@+id/volume_up"
        android:text="@string/volume"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"/>
    <Button
        android:id="@+id/scroll"
        android:text="@string/scroll"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"/>
    <Button
        android:id="@+id/swipe"
        android:text="@string/swipe"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"/>
</LinearLayout>

这会创建用户将按下的按钮，以触发设备上的操作。

打开 GlobalActionBarService.java 并添加一个变量来存储操作栏的布局：

public class GlobalActionBarService extends AccessibilityService {
    FrameLayout mLayout;
    ...
}

现在，添加 onServiceStarted() 方法：

public class GlobalActionBarService extends AccessibilityService {
   FrameLayout mLayout;

   @Override
   protected void onServiceConnected() {
       // Create an overlay and display the action bar
       WindowManager wm = (WindowManager) getSystemService(WINDOW_SERVICE);
       mLayout = new FrameLayout(this);
       WindowManager.LayoutParams lp = new WindowManager.LayoutParams();
       lp.type = WindowManager.LayoutParams.TYPE_ACCESSIBILITY_OVERLAY;
       lp.format = PixelFormat.TRANSLUCENT;
       lp.flags |= WindowManager.LayoutParams.FLAG_NOT_FOCUSABLE;
       lp.width = WindowManager.LayoutParams.WRAP_CONTENT;
       lp.height = WindowManager.LayoutParams.WRAP_CONTENT;
       lp.gravity = Gravity.TOP;
       LayoutInflater inflater = LayoutInflater.from(this);
       inflater.inflate(R.layout.action_bar, mLayout);
       wm.addView(mLayout, lp);
   }
}

该代码会扩充布局，并在屏幕顶部附近添加操作栏。

当服务连接时，系统会运行 onServiceConnected() 方法。此时，无障碍服务已获得正常运行所需的所有权限。您将在此处使用的关键权限是 WindowManager.LayoutParams.TYPE_ACCESSIBILITY_OVERLAY 权限。此权限可让您直接在屏幕上现有内容之上绘制内容，而无需经历复杂的权限流程。

无障碍服务生命周期

无障碍服务的生命周期完全由系统管理，并遵循既定的服务生命周期。

• 当用户在设备设置中明确开启无障碍服务时，该服务会启动。
• 系统绑定到服务后，会调用 onServiceConnected()。想要执行绑定后设置的服务可以替换此方法。
• 无障碍服务会在以下情况下停止：用户在设备设置中将其关闭，或者该服务调用 disableSelf()。

运行服务

在您使用 Android Studio 启动服务之前，需要确保运行设置已正确配置。

修改您的运行配置（使用顶部菜单中的“运行”，然后前往“修改配置”）。然后，使用下拉菜单将“启动选项”从“默认 activity”更改为“无”。

现在，您应该可以使用 Android Studio 启动服务了。

按屏幕顶部菜单栏中的绿色 Play 按钮 ，然后，依次前往设置 > 无障碍功能，然后开启全局操作栏服务。

您应该会看到四个按钮，它们构成了服务界面，叠加在屏幕上显示的内容之上。

现在，您将为这四个按钮添加功能，以便用户可以通过触摸它们来执行有用的操作。

5. 配置电源按钮

将 configurePowerButton() 方法添加到 GlobalActionBarService.java：

private void configurePowerButton() {
   Button powerButton = (Button) mLayout.findViewById(R.id.power);
   powerButton.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
       @Override
       public void onClick(View view) {
           performGlobalAction(GLOBAL_ACTION_POWER_DIALOG);
       }
   });
}

为了访问电源按钮菜单，configurePowerButton() 使用了 AccessibilityService 提供的 performGlobalAction() 方法。您刚刚添加的代码很简单：点击按钮会触发 onClickListener()。这会调用 performGlobalAction(GLOBAL_ACTION_POWER_DIALOG) 并向用户显示电源对话框。

请注意，全局操作不与任何视图相关联。按“返回”按钮、“主屏幕”按钮、“最近使用的应用”按钮是全局操作的其他示例。

现在，将 configurePowerButton() 添加到 onServiceConnected() 方法的末尾：

@Override
protected void onServiceConnected() {
   ...
   configurePowerButton();
}

按屏幕顶部菜单栏中的绿色 Play 按钮 ，然后，依次前往设置 > 无障碍功能，然后启动全局操作栏服务。

按电源按钮以显示电源对话框。

此步骤中添加的功能很简单，但仍能体现无障碍服务在提升用户体验方面的强大作用。无法触及设备侧面电源按钮的假设用户现在可以轻松使用您在全局操作栏中创建的电源按钮。

6. 配置音量按钮

将 configureVolumeButton() 方法添加到 GlobalActionBarService.java：

private void configureVolumeButton() {
   Button volumeUpButton = (Button) mLayout.findViewById(R.id.volume_up);
   volumeUpButton.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
       @Override
       public void onClick(View view) {
           AudioManager audioManager = (AudioManager) getSystemService(AUDIO_SERVICE);
           audioManager.adjustStreamVolume(AudioManager.STREAM_MUSIC,
                   AudioManager.ADJUST_RAISE, AudioManager.FLAG_SHOW_UI);
       }
   });
}

configureVolumeButton() 方法添加了一个 onClickListener()，当用户按下音量按钮时，该监听器会被触发。在此监听器内，configureVolumeButton() 使用 AudioManager 调整音频流音量。

请注意，任何人都可以控制音量（您无需是无障碍服务即可执行此操作）。

现在，将 configureVolumeButton() 添加到 onServiceConnected() 方法的末尾：

@Override
protected void onServiceConnected() {
   ...

   configureVolumeButton();
}

由于我们构建的只是一个示例，因此我们仅实现用于调高音量的代码。

按屏幕顶部菜单栏中的绿色 Play 按钮 ，然后，前往“设置”>“无障碍功能”，并启动全局操作栏服务。

按音量按钮可调节音量。

假设用户无法触及设备侧面的音量控件，现在可以使用全局操作栏服务来更改（调高）音量。

7. 配置滚动按钮

此部分涉及编写两种方法的代码。第一个方法用于查找可滚动节点，第二个方法用于代表用户执行滚动操作。

将 findScrollableNode 方法添加到 GlobalActionBarService.java：

private AccessibilityNodeInfo findScrollableNode(AccessibilityNodeInfo root) {
   Deque<AccessibilityNodeInfo> deque = new ArrayDeque<>();
   deque.add(root);
   while (!deque.isEmpty()) {
       AccessibilityNodeInfo node = deque.removeFirst();
       if (node.getActionList().contains(AccessibilityNodeInfo.AccessibilityAction.ACTION_SCROLL_FORWARD)) {
           return node;
       }
       for (int i = 0; i < node.getChildCount(); i++) {
           deque.addLast(node.getChild(i));
       }
   }
   return null;
}

无障碍服务无法访问屏幕上的实际视图。相反，它会看到屏幕上内容的反映，以由 AccessibilityNodeInfo 对象组成的树的形式呈现。这些对象包含有关其所代表的视图的信息（视图的位置、与视图关联的任何文本、为无障碍功能添加的元数据、视图支持的操作等）。findScrollableNode() 方法从根节点开始，对此树执行广度优先遍历。如果找到可滚动的节点（即支持 AccessibilityNodeInfo.AccessibilityAction.ACTION_SCROLL_FORWARD 操作)的节点），则返回该节点，否则返回 null。

现在，将 configureScrollButton() 方法添加到 GlobalActionBarService.java：

private void configureScrollButton() {
   Button scrollButton = (Button) mLayout.findViewById(R.id.scroll);
   scrollButton.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
       @Override
       public void onClick(View view) {
           AccessibilityNodeInfo scrollable = findScrollableNode(getRootInActiveWindow());
           if (scrollable != null) {
               scrollable.performAction(AccessibilityNodeInfo.AccessibilityAction.ACTION_SCROLL_FORWARD.getId());
           }
       }
   });
}

此方法会创建一个 onClickListener()，当点击滚动按钮时，该监听器会触发。它会尝试查找可滚动节点，如果成功找到，则执行滚动操作。

现在，将 configureScrollButton() 添加到 onServiceConnected()：

@Override
protected void onServiceConnected() {
   ...

   configureScrollButton();
}

按屏幕顶部菜单栏中的绿色 Play 按钮 ，然后，前往“设置”>“无障碍功能”，并启动全局操作栏服务。

按返回按钮，前往设置 > 无障碍功能。无障碍设置 activity 中的项可滚动，触摸“滚动”按钮会执行滚动操作。假设用户无法轻松执行滚动操作，现在可以使用“滚动”按钮滚动浏览商品列表。

8. 配置滑动按钮

将 configureSwipeButton() 方法添加到 GlobalActionBarService.java：

private void configureSwipeButton() {
   Button swipeButton = (Button) mLayout.findViewById(R.id.swipe);
   swipeButton.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
       @Override
       public void onClick(View view) {
           Path swipePath = new Path();
           swipePath.moveTo(1000, 1000);
           swipePath.lineTo(100, 1000);
           GestureDescription.Builder gestureBuilder = new GestureDescription.Builder();
           gestureBuilder.addStroke(new GestureDescription.StrokeDescription(swipePath, 0, 500));
           dispatchGesture(gestureBuilder.build(), null, null);
       }
   });
}

configureSwipeButton() 方法使用 N 中新增的 API 来代表用户执行手势。该代码使用 GestureDescription 对象指定要执行的手势的路径（此 Codelab 中使用了硬编码的值），然后使用 AccessibilityService 的 dispatchGesture() 方法代表用户调度滑动操作。

现在，将 configureSwipeButton() 添加到 onServiceConnected()：

@Override
protected void onServiceConnected() {
   ...
   configureSwipeButton();
}

按屏幕顶部菜单栏中的绿色 Play 按钮 ，然后，前往“设置”>“无障碍功能”，并启动全局操作栏服务。

测试滑动功能的最简单方法是打开手机上安装的 Google 地图应用。地图加载完毕后，触摸“滑动”按钮会将屏幕向右滑动。

9. 总结

恭喜！您已构建了一个简单实用的无障碍服务。

您可以通过多种方式扩展此服务。例如：

1. 使操作栏可移动（目前它只是位于屏幕顶部）。
2. 允许用户调高和调低音量。
3. 允许用户向左和向右滑动。
4. 添加了对操作栏可响应的其他手势的支持。

此 Codelab 仅涵盖无障碍功能 API 提供的一小部分功能。该 API 还涵盖以下内容（部分列表）：

• 支持多个窗口。
• 支持 AccessibilityEvent。当界面发生变化时，系统会使用 AccessibilityEvent 对象将这些变化通知给无障碍服务。然后，服务可以根据界面变化做出适当的响应。
• 能够控制放大倍数。

本 Codelab 将帮助您开始编写无障碍服务。如果您知道有用户存在特定的无障碍问题，并且您想解决这些问题，现在可以构建一项服务来帮助该用户。