WeTest腾讯质量开发平台 Android 9 适配怎么做？ “QQ 音乐” 优化实录
作者：赵泽鹏 腾讯社交网络开发工程师
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原文链接：https://wetest.qq.com/lab/view/406.html
WeTest 导读
2018年8月7日，Google 对外发布最新 Android 9.0 正式版系统，并宣布系统版本 Android P 被正式命名为代号 “Pie”，最新系统已经正式推送包括谷歌 Pixel、Pixel2 系列以及 Essential Phone。
腾讯 WeTest 平台第一时间进行了系统升级，实现 Android 9.0 机型兼容测试和远程调试服务。
为了让用户第一时间了解 Android 9.0 系统的兼容性情况，我们基于谷歌 Pixel、Pixel 2 机型的 Android 9 Pie 系统，对市面 TOP86 款应用进行 “深度兼容测试”，发布了《腾讯 WeTest Android 9.0 兼容性测试报告》（点击阅读原文前往 Android 9 专区下载）。
Android P 行为变更适配
一、全面屏检测
在 Android 8.0 时代各个手机厂商就开始发布自己的全面屏手机，但是此时 Android 官方并未支持到该功能，所以各个厂商都各自实现了一套全面屏判断逻辑，对于开发者来说甚是麻烦。终于在 Android P 里官方收归了该功能的判断逻辑，Android P 和之后的版本完全可以使用官方 API 来判断全面屏，当然前提是第三方厂商按照 google 官方接口去实现。Android P 版本判断全面屏代码很简单，但是在适配过程中你可能会在网上发现如下判断代码：
if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.P) {
decorView.setOnApplyWindowInsetsListener(new View.OnApplyWindowInsetsListener() {
@RequiresApi(api = 28)
@Override
public WindowInsets onApplyWindowInsets(View view, WindowInsets windowInsets) {
if (windowInsets != null) {
DisplayCutout cutout = windowInsets.getDisplayCutout();
if (cutout != null) {
List rects = cutout.getBoundingRects();
//通过判断是否存在 rects 来确定是否全面屏手机
if (rects != null && rects.size() > 0) {
isNotchScreen = true;
}
}
}
return windowInsets;
}
});
}
这段代码确实可以判断出全面屏与否，但是会造成一个很严重的后果，就是在某些手机（pixel 和 vivo x21 均出现该情况）上底部导航栏会透明，导致应用内容会透到导航栏从而被遮挡，大大影响内容展示。最后经过仔细排查发现仅仅因为在上面那段代码中调用了 setOnApplyWindowInsetsListener 函数，该函数在 Android 官网有详细介绍，是用来在 Android 21 版本之后代替 fitSystemWindows 函数，目的是让 View 根据 Window 的缩进进行相应处理，调用后会影响系统状态栏和导航栏对应用内容的展示，对此的介绍资料网上有很多，就不赘述了。真正完美判断全面屏的代码如下：
if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.P) {
WindowInsets windowInsets = decorView.getRootWindowInsets();
if (windowInsets != null) {
DisplayCutout displayCutout = windowInsets.getDisplayCutout();
if (displayCutout != null) {
List rects = displayCutout.getBoundingRects();
//通过判断是否存在 rects 来确定是否刘海屏手机
if (rects != null && rects.size() > 0) {
isNotchScreen = true;
}
}
}
}
二、非 SDK API 适配详解
2.1 非 SDK API 名单介绍
Android P 版本最大最严格的特性变更应该非 SDK 接口限制莫属了。对于非 SDK API 里面的部分名单来说，就算在不修改 targetSdkVersion 的前提下，不管是直接、反射还是通过 JNI 调用都会造成调用失败、抛出 NoSuchFieldException 或 NoSuchMethodException 等严重后果，该行为影响范围波及所有调用此接口的应用。
非 SDK API 名单总共分为三类：light grey list（浅灰名单）、dark grey list（深灰名单）、dark list（黑名单），详情：
名单类型 影响 名单说明
浅灰名单 targetSDK>=P 时，警告；目前，针对非 SDK 接口没有可替代 SDK 接口的这种情况，谷歌暂时将之放在浅灰名单，并在后续版本考虑增加可替代的接口，然后再将接口转移到深灰名单。名单通过代码维护。
深灰名单 targetSDK
=P 时，不允许调用 目前，针对非 SDK 接口有可替代 SDK 接口的情况，谷歌将之放在深灰名单中，开发者需要将这些非 SDK 接口进行整改。名单通过代码维护。
黑名单 所有第三方应用不允许调用 灰名单（深灰 + 浅灰）之外的其他所有非 SDK 接口都将被添加到黑名单中，如果应用使用到黑名单接口，需马上整改或者反馈给谷歌申请加入灰名单。
所以对于我们应用开发者来说，当前首要任务是适配深灰名单和黑名单。目前 google 官方提供了一个可以实时查询三个名单里面 API 列表的网站：https://android.googlesource.com/platform/frameworks/base/+/master/config/。在之前 DP 版本时开发者如果遇到了不得不使用的黑名单或者深灰名单 API，需要向 google 官方及时提出反馈，申请将其移动到浅灰名单中，但是目前正式版本已经发布，未得知该申请通道是否仍有效。
2.2 非 SDK API 名单扫描
详细了解了非 SDK API 之后，下一步当然是将应用代码里面的深灰名单和黑名单 API 调用找出来一一修改。目前官方提供了一个非常实用的扫描工具，该工具可以把应用里面三个类型名单的 API 调用都扫描出来（但是可能会有遗漏），使用方法也很简单：
打包一个应用 APK，建议使用 release 包，排除一些未使用到的单元测试类或者其他因素的影响，将 APK 放到工具指定目录下；
执行命令 ./appcompat.sh --dex-file=test.apk，在终端上会输出三个名单每个 API 的详细调用处:
#1: Linking dark greylist Landroid/os/SystemProperties;->get(Ljava/lang/String;) Ljava/lang/String; use(s):
Ltmsdkobf/gv;->a(Ljava/lang/String;) Ljava/lang/String;
#2: Linking dark greylist Landroid/os/SystemProperties;->get(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;) Ljava/lang/String; use(s):
Ltmsdkobf/gp;->b(Landroid/content/Context;) Ljava/lang/String;
....
2.3 非 SDK API 适配
经过上一步扫描出应用内非 SDK API 调用之后，接下来就可以直接开始适配。适配的原则是优先黑名单和深灰名单，浅灰名单在官方未有替代 API 之前可以暂时不适配，在 Android P 上运行也不会有任何问题。扫描完成之后，不出意外大家应该会有三类需要适配的 API 调用：
应用代码本身调用到了非 SDK API 接口；
针对应用代码本身调用到了非 SDK API 接口，用的比较频繁的例如 SystemProperties.get，就需要去寻找另外一个可以替代的合法 API，如果找不到就只能认为该 API 调用失败从而走失败逻辑，如果实在必须要用到该 API 就尽早去向 google 申请移动到浅灰名单中。
第三方库调用到了非 SDK API 接口；
针对第三方库调用到了非 SDK API 接口，解决办法当然是直接查询相关资料或者联系库提供方，确认是否有适配 Android P 新版本的 SDK。还有需要提到的一点，就算更换适配完成的第三方 SDK 后，仍然可能会在同一地方扫描出非 SDK API 的调用，这是因为适配工程师只是在调用处加了一个 try-catch 保护逻辑，虽然这样也勉强叫做适配完成，但是还是强烈建议大家使用如下的适配方式：
if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.P) {
// Android P or above
} else {
// below Android P
}
严格按照上面的适配方案，扫描工具就不会再扫描出此处的非 SDK API 调用，我们也无需每次都去确认所有非 SDK API 调用处都加了保护逻辑。
当然如果第三方库没有适配也没有近期适配的意向，目前有两种方法：第一种是屏蔽入口；第二种是反编译 SDK，在关键地方加上适配代码；
Android 官方库调用到了非 SDK API 接口；
没错！Android 官方库也会被扫描出非 SDK API 调用，针对这种情况，需要分情况讨论：
该 API 调用查看 v7 support 包源码可以发现已经被 try-catch 住了，测试了相关类也可以正常运行，而且在适配过程中升级 rc 版本的 support-v7 包会导致应用编译不过，所以目前 QQ 音乐暂时认定无需升级到最新版本的 support-v7。除上面介绍的特殊情况之外还是建议更换最新版本的官方 SDK。
三、电源管理改进
3.1 应用待机群组
Android P 上对电源管理又做了一系列的改进措施，不管应用 targetApi 版本是否已经升级到 P，系统都会依据应用最近的使用时间和频率来给应用进行待机分组，然后根据应用所属群组限制应用可以访问的资源，目前总共有五类分组：
活跃：
一般为正在使用或者在前台运行的应用，例如：
应用启动一个 Activity；
应用正在运行前台 Service；
应用的同步适配器关联上了一个前台应用；
用户点击了应用的一个通知；
系统不会对该类应用有任何的限制；
工作集：
应用经常运行，但是当前未属于活跃状态就会被归属于工作集，该群组的应用在运行作业和触发闹钟方面会被施加轻度的限制；
常用：
应用如果被定期使用，但不是每天的话就会被归到该工作群组。该群组的应用在运行作业和触发闹钟方面会被施加较强的限制，FCM 消息数量也会有相关限制；
极少使用：
应用如果不经常使用就会被归到该工作群组，系统会对该群组应用运行作业、触发闹钟和接收高优先级别 FCM 的消息能力方面有严格的限制；
从未使用：
安装但从未被使用过的应用会被归到该工作群组，该工作群组的应用会被施加极其严格的限制；
更加详细的表述可以参考官网：App Standby Buckets，不同群组的限制的详细表现见：Power management restrictions。系统会动态的将手机里面的应用分配到这五类群组里面，也会根据需要变化应用群组，同时借助了机器学习来将一个应用放到更合适的群组里。目前应用可以通过 UsageStatsManager.getAppStandbyBucket() 函数来获取当前所属的应用群组，借助这个结果来更好的提升自己的打开频率，同时可以借助此来模拟处于不同群组能否正常工作。另外，位于低电耗模式白名单中的应用不适用基于应用待机群组的限制。
3.2 省电模式改进
Android 9 对省电模式又做了很多改进，开启省电模式之后会有如下限制：
系统会更加积极的将应用置于待机模式，不管应用是否空闲；
后台执行限制将适用于所有应用，无论他们的 targetApi 是多少；
屏幕关闭时，位置服务可能被停用；
后台应用没有网络访问权限；
这里需要重点介绍一下后台执行限制，该限制于 Android O 版本引入，主要是为了优化 Android 在多应用多服务运行时，系统负载过大会杀死后台音乐播放等服务导致用户体验下降的问题，它默认只对 targetApi 大于等于 26 的应用生效。目前用户可以通过设置页面对任意应用施加后台执行限制，后台执行限制会对应用有两方面的影响：
后台服务限制：
处于前台（可见、具有前台服务或者关联到前台应用）或临时白名单（处理高优先级 FCM、接收短信等广播或者执行通知的 PendingIntent）时，应用可以自由创建和运行前台与后台服务。 进入后台时，在一个持续数分钟的时间窗内，应用仍可以创建和使用服务，但是超过该时间之后再通过 startService 去启动一个服务就会抛出 java.lang.IllegalStateException: Not allowed to start service Intent 的错误，解决办法是使用 startForegroundService 或者 JobIntentService；
广播限制:
针对 Android O 和之上的应用无法继续在其清单中为隐式广播注册广播接收器。
四、Apache HTTP client 相关类找不到
将 compileSdkVersion 升级到 28 之后，如果在项目中用到了 Apache HTTP client 的相关类，就会抛出找不到这些类的错误。这是因为官方已经在 Android P 的启动类加载器中将其移除，如果仍然需要使用 Apache HTTP client，可以在 Manifest 文件中加入：
或者也可以直接将 Apache HTTP client 的相关类打包进 APK 中。
除上面两种适配方式外，QQ 音乐目前采用了另外一种方式。在音乐项目中，我们已经将使用 Apache HTTP client 的模块单独抽离到了一个 module 中，所以暂时只需要保持 module 中的 compileSdkVersion 在 28 以下即可正常编译运行。
五、其余适配
4.1 前台 Service
在 Android P 中，如果 targeSdkVersion 升级到 28，使用前台 Service 必须要申请 FOREGROUND_SERVICE 权限，如果没有申请该权限，系统会抛出 SecurityException，该权限为普通权限，申请自动授予应用。
4.2 隐私安全保护
Build.SERIAL 标识修改：在 Android P 中，对隐私保护又做了更加严格的要求。在某些应用中为了识别手机的唯一性可能会用到 Build.SERIAL 这个标识，但这个标识在 Android P 中已经被设置成了 UNKNOWN，所以会直接导致该功能出现异常。多进程 webview 信息访问限制：在 Android P 中为了提升系统的安全性，用户无法在多进程的 webview 中共享数据目录，该目录下存储的是一些 cookies、Http 缓存和其他一些永久、临时的缓存。当下不少应用会把 webview 放在另一个进程中打开以避免内存泄漏，但是他们 cookies 的设置往往还是在主进程中，所以开发者需要仔细排查自己的应用是否有这么使用，webview 相关运行是否正常等。
4.3 com.android.internal 包下某些类找不到
升级到 28 之后，应用编译后抛出 com.android.internal 包下面有些类找不到的异常，经过查找发现这些类已经从 SDK 中移除。针对这种情况目前有两种处理办法：
移除该类的调用逻辑；
在应用中新建一个同名类，将被移除类的所有代码逻辑复制到新建类中（必要时可能需要将被移除类相关类同时拷贝一份到应用中），然后将应用中所有相关 import 引用直接修改成新建类的包名引用即可；
Android P 实用新特性
一、HEIF 图片格式支持
HEIF（High Efficiency Image Format），高帧率图片格式，采用的是 HEVC 编码格式。苹果于 iOS11 版本开始支持该图片格式，而 Android 则是在 Android O MR1 版本开始支持 HEIF 静态图的软解码，在 P 版本上完全支持该格式的软编解码。HEIF 格式的压缩率是 JPEG 的 2.39 倍，同等大小质量的图片可节省 50% 的空间和网络传输流量，而且支持动图。HEIF 格式比起 GIF 格式来说有着更好的图片展示效果，所以 HEIF 格式图片的目标是用来代替 JPEG 成为主流的图片压缩格式。HEIF 格式图片的扩展名为 .heif 或者 .heic：
HEIF WebP JPEG
最大尺寸 无上限 16383x16383 65535x65535
编码 HEVC VP8 JPEG
是否支持其他编码 YES NO NO
支持音频/文字 YES NO NO
支持多图片 YES YES NO
支持裁剪 YES NO NO
支持透明 YES YES NO
支持缩略图 YES NO YES
分块加载 YES NO NO
看上去很美好，但是目前还不是所有的 Android P 机型都会支持 HEIF 格式硬编解码，因为这需要特殊的硬件支持同时还需要缴纳一定的专利费，所以在编解码效率上就会有机型差异，同时 Android P 软编解码也只能支持静态 HEIF 格式图片。目前开发者可以通过版本来判断是否支持 HEIF 编解码，判断逻辑如下：
fun supportHEIF() = Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.P
解码代码也很简单，支持将 HEIF 格式图片解码成 Bitmap 和 Drawable：
@TargetApi(28)
fun decodeHEIFDrawable(filePath: String): Drawable? {
if (! supportHEIF()) {
return null
}
var source: ImageDecoder.Source = ImageDecoder.createSource(File(filePath))
return ImageDecoder.decodeDrawable(source)
}
@RequiresApi(28)
fun decodeHEIFBitmap(filePath: String): Bitmap? {
if (! supportHEIF()) {
return null
}
var source: ImageDecoder.Source = ImageDecoder.createSource(File(filePath))
return ImageDecoder.decodeBitmap(source)
}
另外扫描本地图片则继续使用 ContentResolver 即可，如果设备支持 HEIF 格式，系统会自动扫描上 HEIF 格式的图片：
var cursor : Cursor = getContext().getContentResolver().query(MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI, null, null, null, null)
但是这样还远远没有适配完成，第三方应用适配 HEIF 格式图片有一个很困难的地方是本地虽然可以识别解码 HEIF 格式的图片，但是如果某个用户将其设置为头像上传到后台，后台将其下发给其他不支持 HEIF 图片格式解码的手机，这些手机就肯定有展示问题。解决这个问题目前有两种思路：
终端在上传之前将其转码成 JPEG 格式的图片，但是这样就根本没有充分利用到 HEIF 图片的高压缩率的优势；
在到达后端之后，后端将其转码成 JPEG 图片，同时保存一份 HEIF 和 JEPG，到时候根据用户是否可以解码 HEIF 下发不同格式图片。该方案可以充分利用 HEIF 的优点，但是大大增加了后端存储空间和开发工作量。
二、ImageDecoder
上面已经介绍到了 ImageDecoder 在解码 HEIF 图片中的应用，但是实际它的功能完全不仅于此，在 Android P 中它可以完全替代 BitmapFactory 和 BitmapFactory.Options 相关类。ImageDocoder 类可以通过字节数据、文件和 URI 来解码一张图片。用法和之前一样，首先通过 createSource 方法创建一个图片文件的 ImageDecoder.Source 对象，然后调用 decodeDrawable 或者 decodeBitmap 方法传入之前的 ImageDecoder.Source 对象就能生成图片的 Drawable 或者 Bitmap 对象引用。ImageDecoder 支持 PNG、JPEG、WEBP、GIF 和 HEIF 多种格式图片的解码，另外解码 GIF 或者 WEBP 格式图片得到的是一个 AnimatedImageDrawable 对象，AnimatedImageDrawable 类的工作原理和 AnimatedVectorDrawable 类似，都是使用一个工作线程来解码，所以解码线程和显示线程互不干扰。AnimatedImageDrawable 用法也很简单：
var drawable: Drawable = ImageDecoder.decodeDrawable(source);
if (drawable is AnimatedImageDrawable){
image.setImageDrawable(drawable)
drawable.start()
}
ImageDecoder 除了基础的解码功能之外，还有很多非常实用的方法，比如通过设置 OnHeaderDecodedListener 就可以在解析图片之前获取到图片的宽高等信息，同时还可以根据需要设置采样率：
val listener = object : OnHeaderDecodedListener {
fun onHeaderDecoded(decoder: ImageDecoder, info: ImageInfo, source: Source) {
decoder.setTargetSampleSize(2)
}
}
val drawable = ImageDecoder.decodeDrawable(source, listener)
另外还可以通过 setPostProcessor 方法来添加一些自定义的效果，比如最常用的切圆角：
var drawable = ImageDecoder.decodeDrawable(source) { decoder, info, src ->
decoder.setPostProcessor { canvas ->
val path = Path()
path.setFillType(Path.FillType.INVERSE_EVEN_ODD)
val width = canvas.getWidth()
val height = canvas.getHeight()
path.addRoundRect(0, 0, width, height, 20, 20, Path.Direction.CW)
val paint = Paint()
paint.setAntiAlias(true)
paint.setColor(Color.TRANSPARENT)
paint.setXfermode(PorterDuffXfermode(PorterDuff.Mode.SRC))
canvas.drawPath(path, paint)
PixelFormat.TRANSLUCENT
}
}
非常便捷。用法远不仅于此，有了 Canvas 对象，开发者完全可以发挥想象去实现自己想要的炫酷效果。另外如果解码的图片不完整或者包含错误，一般情况下会抛出 DecodeException，但是如果这个时候通过 setOnPartialImageListener 函数传递一个 OnPartialImageListener 对象，并且在 onPartialImage 函数中返回 true，则图片就会只展示解析成功的一部分而不会抛出 DecodeException：
var drawable = ImageDecoder.decodeDrawable(source) { decoder, info, src ->
decoder.setOnPartialImageListener { e: ImageDecoder.DecodeException ->
true
}
}
引用
https://developer.android.google.cn/about/versions/pie/android-9.0
https://mp.weixin.qq.com/s/03ospQEdY5HLdYqxEiDX1g
https://blog.csdn.net/GenlanFeng/article/details/79496359
https://developer.android.com/about/versions/pie/power
https://segmentfault.com/a/1190000015947004
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