Broadcast Receiverとは：Broadcastの種類と動作原理

Broadcast Receiverとは？

Broadcast Receiverは、オペレーティングシステムや他のアプリケーションによって配布されるIntentメッセージを受信して処理するために設計されたAndroidコンポーネントです。ActivityやServiceとは異なり、Broadcast Receiverにはユーザーインターフェースがありません—その役割は、イベント発生時に短いアクションを実行することです。

Broadcast ReceiverはIntentメカニズムを介して動作します。システムまたはアプリケーションがsendBroadcastまたはsendOrderedBroadcastを介してIntentを送信し、オペレーティングシステムがそれを登録されたレシーバーに配信します。各レシーバーはonReceiveメソッドでIntentを受信し、これはメインスレッドで実行されます。

Android Compatibility Definition Documentによると、Broadcast Receiverは10秒以内にonReceiveを完了する必要があります—そうしないと、システムはハングしたと見なしてプロセスを終了します。長時間のバックグラウンドタスクには、レシーバーからJobSchedulerまたはWorkManagerを起動してください。

AndroidのBroadcastの種類

Androidは2つの主要なBroadcastタイプをサポートしています：Normal BroadcastとOrdered Broadcastです。違いは配信順序と処理チェーンを中断する能力にあります。さらに、Broadcastはシステム（OSによって生成）とカスタム（アプリケーションによって作成）に分類されます。

Normal Broadcast

Normal Broadcastは、順序が保証されずにすべての登録レシーバーに非同期で配信されます。システムはこれらのBroadcastを並行して処理できます—各レシーバーは独自のスレッドでIntentを受け取ります。Normal BroadcastでabortBroadcastを呼び出しても効果はありません：他のレシーバーへの配信をキャンセルできません。

Ordered Broadcast

Ordered Broadcastは順次配信されます—各レシーバーにandroid:priority属性の降順（0〜999）で送られます。処理後、レシーバーはsetResultExtrasを介して次のレシーバーに結果を渡すか、abortBroadcastを呼び出してチェーンを中断できます。これは処理順序が重要なシナリオ（SMSレシーバーなど）で使用されます。

システムBroadcast

Androidは多くのシステムBroadcastを生成します：ACTION_BOOT_COMPLETED（デバイス起動）、ACTION_BATTERY_LOW、ACTION_POWER_CONNECTED、CONNECTIVITY_ACTION、ACTION_PACKAGE_ADDEDなど。各IntentにはExtrasに追加データ（バッテリーレベル、接続タイプ、パッケージ名）が含まれています。

Sticky Broadcastは、最後に送信された値を保持する非推奨のタイプです。代わりに、LiveData、StateFlow、または共有SharedPreferencesを使用して最新の状態を保存してください。

Broadcast Receiverの登録

Broadcast Receiverは2つの方法で登録できます：静的にAndroidManifest.xmlを介して、または動的にコード内でregisterReceiverを介して。選択はシナリオに依存します：静的登録はアプリケーションが実行されていない場合でも機能しますが、動的登録は登録コンポーネントがアクティブな間のみ機能します。

静的登録

静的登録は、マニフェスト内の<receiver>タグで<application>内に宣言されます。各レシーバーに対して、ハンドラークラスとインターセプトするアクションを含むIntentフィルターが指定されます。システムは、アプリケーションが実行されていない場合でも、Broadcast発生時にこれらのレシーバーをロードします。

<!-- Static Broadcast Receiver registration in manifest -->
<receiver android:name=".BootReceiver"
    android:exported="true">
    <intent-filter>
        <action android:name="android.intent.action.BOOT_COMPLETED" />
    </intent-filter>
</receiver>

動的登録

動的登録は、Activity、Service、またはFragmentのコードでregisterReceiverメソッドを使用して実行されます。レシーバーは、それを登録したコンポーネントが生きている間のみ存続します。onPauseまたはonDestroyで必ずunregisterReceiverを呼び出してください—そうしないとメモリリークが発生し、システムがプロセスを終了する可能性があります。

優先度と処理順序

Ordered Broadcastの場合、配信順序はandroid:priority属性によって決定されます。優先度の高いレシーバーが最初にIntentを受け取ります。処理後にabortBroadcastを呼び出すと、優先度の低いレシーバーはIntentを受信しません。静的レシーバーの場合、優先度はマニフェストのIntentフィルターで設定されます。

レシーバー間のデータ受け渡し

Ordered Broadcastのレシーバーは、setResultExtrasまたはsetResultDataを介してチェーン内の次のレシーバーにデータを渡せます。これによりパイプライン処理が可能になります：最初のレシーバーがIntentに追加データを付与し、2番目がそれを使用し、3番目がチェーンを完了します。getResultExtrasメソッドは前のレシーバーから渡されたデータを読み取ります。

Normal Broadcastの場合、順序は保証されないため、すべてのレシーバーは変更されていない元のIntentを受け取ります。レシーバーが互いに影響を与える必要がある場合は、sendBroadcastの代わりにsendOrderedBroadcastを使用してください。

Android 8以降の制限

Android 8（API 26、Oreo）は、バックグラウンドBroadcastに重要な制限を導入しました。ほとんどの暗黙的Broadcast—特定のアプリケーションに向けられていないもの—は静的登録では機能しなくなりました。システムは、CONNECTIVITY_ACTIONやACTION_BATTERY_LOWなどのアクションに対してマニフェストに登録されたレシーバーをブロックします。

変更点

Googleは静的登録で引き続き機能するBroadcastのリストを定めました：BOOT_COMPLETED、TIME_TICK、Alarm、パッケージ変更—合計で約12の例外です。他のすべての暗黙的Broadcastは、アプリがフォアグラウンドにある場合にのみ機能するContext.registerReceiverを介した動的登録が必要になりました。

Broadcast Receiverの代替

以前はBroadcast Receiverで処理されていたバックグラウンドタスクには、AndroidはWorkManager（実行保証付きの遅延タスク）、JobScheduler（デバイス状態を考慮した定期的タスク）、NotificationListenerService（通知監視）を推奨しています。これらのコンポーネントはAndroid 8の制限なしで動作し、電力消費に最適化されています。

KotlinでのBroadcast Receiverの例

ネットワーク接続を追跡するBroadcast Receiverを作成しましょう。レシーバーはCONNECTIVITY_ACTION Broadcastをキャプチャし、接続タイプをログに記録します。Android 8+の場合は、静的登録から除外された暗黙的Broadcastであるため、動的に登録します。

// ネットワーク状態追跡用Broadcast Receiver
class NetworkReceiver : BroadcastReceiver() {

    override fun onReceive(context: Context, intent: Intent) {
        val cm = context.getSystemService(Context.CONNECTIVITY_SERVICE) as ConnectivityManager
        val network = cm.activeNetwork
        val caps = cm.getNetworkCapabilities(network)

        val connectionType = when {
            caps?.hasTransport(NetworkCapabilities.TRANSPORT_WIFI) == true -> "WiFi"
            caps?.hasTransport(NetworkCapabilities.TRANSPORT_CELLULAR) == true -> "Cellular"
            else -> "Disconnected"
        }

        Log.d("NetworkReceiver", "接続タイプ: $connectionType")
    }
}

// Activityでの動的登録
class MainActivity : AppCompatActivity() {

    private val networkReceiver = NetworkReceiver()

    override fun onStart() {
        super.onStart()
        val filter = IntentFilter(ConnectivityManager.CONNECTIVITY_ACTION)
        registerReceiver(networkReceiver, filter)
    }

    override fun onStop() {
        super.onStop()
        unregisterReceiver(networkReceiver)
    }
}

onStopで必ずレシーバーの登録を解除してください—Activityがバックグラウンドに移行してもレシーバーが登録されたままの場合、システムはリソースを解放できません。Serviceの場合はonDestroyを使用します。フラグメントでは、フラグメントのライフサイクルに従って、onStartでレシーバーを登録し、onStopで登録を解除します。