Broadcast Receiver：是什么、Broadcast 类型及工作原理

什么是 Broadcast Receiver？

Broadcast Receiver 是 Android 的一个组件，用于接收和处理由操作系统或其他应用程序传播的 Intent 消息。与 Activity 和 Service 不同，Broadcast Receiver 没有用户界面 — 它的任务是在事件发生时执行一个简短的任务。

Broadcast Receiver 通过 Intent 机制工作。系统或应用程序通过 sendBroadcast 或 sendOrderedBroadcast 发送 Intent，操作系统将其传递给已注册的接收器。每个接收器在 onReceive 方法中接收 Intent，该方法在主线程中执行。

根据 Android Compatibility Definition Document，Broadcast Receiver 必须在 10 秒内完成 onReceive — 否则系统认为它已冻结并终止进程。对于长时间的后台任务，请使用从接收器启动的 JobScheduler 或 WorkManager。

Android 中的广播类型

Android 支持两种主要广播类型：Normal Broadcast 和 Ordered Broadcast。区别在于传递顺序和中断处理链的可能性。此外，广播分为系统广播（由操作系统生成）和用户广播（由应用程序创建）。

Normal Broadcast

Normal Broadcast 异步传递给所有已注册的接收器，且不保证顺序。系统可以并行处理此类广播 — 每个接收器在自己的线程中接收 Intent。在 Normal Broadcast 中调用 abortBroadcast 无效：无法取消传递给其他接收器。

Ordered Broadcast

Ordered Broadcast 按顺序传递 — 每个接收器按照 android:priority 属性（从 0 到 999）的降序排列。处理之后，接收器可以通过 setResultExtras 将结果传递给下一个，或通过调用 abortBroadcast 中断链。这用于处理顺序重要的场景 — 例如 SMS 接收器。

系统广播

Android 生成许多 系统广播：ACTION_BOOT_COMPLETED（设备启动）、ACTION_BATTERY_LOW、ACTION_POWER_CONNECTED、CONNECTIVITY_ACTION、ACTION_PACKAGE_ADDED 等。每个 Intent 在 Extras 中包含附加数据 — 电池电量、连接类型、包名。

Sticky Broadcast — 一种已弃用的类型，用于保存最后发送的值。请改用 LiveData、StateFlow 或共享的 SharedPreferences 来存储最新状态。

注册 Broadcast Receiver

Broadcast Receiver 可以通过两种方式注册：通过 AndroidManifest.xml 静态注册，或在代码中通过 registerReceiver 动态注册。选择取决于场景：静态注册即使应用程序没有运行也能工作，动态注册仅在注册组件活跃时工作。

静态注册

静态注册在清单中使用 <receiver> 标签在 <application> 内声明。对于每个接收器，指定处理程序类和它应该拦截的 Intent 过滤器。系统在广播发生时加载此类接收器，即使应用程序没有运行。

<!-- 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>

动态注册

动态注册通过 registerReceiver 方法在 Activity、Service 或 Fragment 的代码中执行。接收器仅在注册它的组件存活期间存活。必须在 onPause 或 onDestroy 中调用 unregisterReceiver — 否则会导致内存泄漏，系统可能会终止进程。

优先级和处理顺序

对于 Ordered Broadcast，传递顺序由 android:priority 属性决定。优先级较高的接收器较早接收 Intent。如果处理之后它调用了 abortBroadcast，优先级较低的接收器将不会收到 Intent。对于静态接收器，优先级在清单的 Intent 过滤器中设置。

在接收器之间传输数据

Ordered Broadcast 中的接收器可以通过 setResultExtras 或 setResultData 将数据传输给链中的下一个。这允许流水线处理：第一个接收器用附加数据丰富 Intent，第二个使用它们，第三个完成链。getResultExtras 方法读取前一个接收器传输的数据。

对于 Normal Broadcast，顺序不保证，因此所有接收器都接收原始的 Intent 而不做更改。如果您需要接收器相互影响，请使用 sendOrderedBroadcast 而不是 sendBroadcast。

Android 8 及更新版本中的限制

Android 8（API 26，Oreo）引入了关于后台广播的重大 限制。大多数隐式广播 — 那些不针对特定应用程序的广播 — 不再与静态注册一起使用。系统阻止清单中注册的接收器处理诸如 CONNECTIVITY_ACTION 或 ACTION_BATTERY_LOW 之类的操作。

发生了什么变化

Google 确定了继续使用静态注册的广播列表：BOOT_COMPLETED、TIME_TICK、Alarm、INSTANCE？（包更改） — 总共大约十个例外。所有其他隐式广播现在需要通过 Context.registerReceiver 进行动态注册，这仅在应用程序在前台时有效。

Broadcast Receiver 的替代方案

对于以前通过 Broadcast Receiver 解决的后台任务，Android 推荐 WorkManager（具有执行保证的延迟任务）、JobScheduler（考虑设备状态的定期任务）和 NotificationListenerService（通知监控）。这些组件在没有 Android 8 限制的情况下工作，并针对功耗进行了优化。

Kotlin 中的 Broadcast Receiver 示例

让我们考虑创建一个用于跟踪网络连接的 Broadcast Receiver。接收器将接收 CONNECTIVITY_ACTION 广播并记录连接类型。对于 Android 8+，我们将动态注册它，因为这是一个被排除在静态注册之外的隐式广播。

// 用于网络状态跟踪的 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", "连接类型：$connectionType")
    }
}

// 在 Activity 中动态注册
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)
    }
}

务必在 onStop 中取消注册接收器 — 如果 Activity 进入后台但接收器保持注册状态，系统将无法释放资源。对于 Service，使用 onDestroy。在 Fragment 中，在 onStart 中注册接收器并在 onStop 中取消注册，遵循 Fragment 的生命周期。