Android 監聽系統截屏操作(已適配Android Q)

Android系統沒有提供現成的Api來監聽到用戶的截屏操作,所以我們需要自己實現對用戶截屏的監聽。

針對這個特殊的需求,比較可行的方案是利用系統的媒體數據庫。每當我們產生一張新圖片,系統都會把這張圖片的詳細信息加入到媒體數據庫,并發出內容改變通知,我們可以利用內容觀察者(ContentObserver)監聽媒體數據庫的變化,當數據庫有變化時,獲取最后插入的一條圖片數據,如果該圖片符合特定的規則,則認為用戶截屏了。

于是我們需要監聽兩個Uri:

  • 內部存儲空間的 content:// 格式Uri:MediaStore.Images.Media.INTERNAL_CONTENT_URI
  • 主要外部存儲空間 content:// 格式Uri:MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI

注:開始監聽媒體數據庫變化之前,不要忘了先獲取權限READ_EXTERNAL_STORAGE

定義一個內容觀察者類:

/**
 * 媒體內容觀察者(觀察媒體數據庫的改變)
 */
private class MediaContentObserver extends ContentObserver {

    private Uri mContentUri;

    public MediaContentObserver(Uri contentUri, Handler handler) {
        super(handler);
        mContentUri = contentUri;
    }

    @Override
    public void onChange(boolean selfChange) {
        LogUtils.e("ScreenShotListenManager  MediaContentObserver  onChange");
        super.onChange(selfChange);
        //通過媒體數據庫的內容改變來判斷用戶是否執行了截屏操作
    }
}

創建并注冊內容觀察者

// 創建內容觀察者
mInternalObserver = new MediaContentObserver(MediaStore.Images.Media.INTERNAL_CONTENT_URI, mUiHandler);
mExternalObserver = new MediaContentObserver(MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI, mUiHandler);

// 注冊內容觀察者
mContext.getContentResolver().registerContentObserver(
        MediaStore.Images.Media.INTERNAL_CONTENT_URI,
        Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.Q,
        mInternalObserver
);
mContext.getContentResolver().registerContentObserver(
        MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI,
        Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.Q,
        mExternalObserver
);

不需要監聽內容變化時,不要忘了注銷內容觀察者

// 注銷內容觀察者
if (mInternalObserver != null) {
    try {
        mContext.getContentResolver().unregisterContentObserver(mInternalObserver);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
    mInternalObserver = null;
}
if (mExternalObserver != null) {
    try {
        mContext.getContentResolver().unregisterContentObserver(mExternalObserver);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
    mExternalObserver = null;
}

當媒體內容發生變化時,會執行ContentObserver 的onChange方法。我們需要通過媒體數據庫的內容改變來判斷用戶是否執行了截屏操作:

獲取最近插入的一條數據,判斷是否符合截屏圖片的特征。如果符合,那么我們認為用戶進行了截圖操作。

public class ScreenShotListenManager {
    private static final String TAG = "ScreenShotListenManager";

    /**
     * 讀取媒體數據庫時需要讀取的列
     */
    private static final String[] MEDIA_PROJECTIONS = {
            MediaStore.Images.ImageColumns.DATA,
            MediaStore.Images.ImageColumns.DATE_TAKEN,
    };
    /**
     * 讀取媒體數據庫時需要讀取的列, 其中 WIDTH 和 HEIGHT 字段在 API 16 以后才有
     */
    private static final String[] MEDIA_PROJECTIONS_API_16 = {
            MediaStore.Images.ImageColumns.DATA,
            MediaStore.Images.ImageColumns.DATE_TAKEN,
            MediaStore.Images.ImageColumns.WIDTH,
            MediaStore.Images.ImageColumns.HEIGHT,
    };

    /**
     * 截屏依據中的路徑判斷關鍵字
     */
    private static final String[] KEYWORDS = {
            "screenshot", "screen_shot", "screen-shot", "screen shot",
            "screencapture", "screen_capture", "screen-capture", "screen capture",
            "screencap", "screen_cap", "screen-cap", "screen cap"
    };

    private static Point sScreenRealSize;

    /**
     * 已回調過的路徑
     */
    private final static List<String> sHasCallbackPaths = new ArrayList<String>();

    private Context mContext;

    private OnScreenShotListener mListener;

    private long mStartListenTime;

    /**
     * 內部存儲器內容觀察者
     */
    private MediaContentObserver mInternalObserver;

    /**
     * 外部存儲器內容觀察者
     */
    private MediaContentObserver mExternalObserver;

    /**
     * 運行在 UI 線程的 Handler, 用于運行監聽器回調
     */
    private final Handler mUiHandler = new Handler(Looper.getMainLooper());

    private ScreenShotListenManager(Context context) {
        if (context == null) {
            throw new IllegalArgumentException("The context must not be null.");
        }
        mContext = context;

        // 獲取屏幕真實的分辨率
        if (sScreenRealSize == null) {
            sScreenRealSize = getRealScreenSize();
            if (sScreenRealSize != null) {
                Log.d(TAG, "Screen Real Size: " + sScreenRealSize.x + " * " + sScreenRealSize.y);
            } else {
                Log.e(TAG, "Get screen real size failed.");
            }
        }
    }

    public static ScreenShotListenManager newInstance(Context context) {
        assertInMainThread();
        return new ScreenShotListenManager(context);
    }

    /**
     * 啟動監聽
     */
    public void startListen() {
        assertInMainThread();

        // 記錄開始監聽的時間戳
        mStartListenTime = System.currentTimeMillis();

        // 創建內容觀察者
        mInternalObserver = new MediaContentObserver(MediaStore.Images.Media.INTERNAL_CONTENT_URI, mUiHandler);
        mExternalObserver = new MediaContentObserver(MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI, mUiHandler);

        // 注冊內容觀察者
        mContext.getContentResolver().registerContentObserver(
                MediaStore.Images.Media.INTERNAL_CONTENT_URI,
                Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.Q,
                mInternalObserver
        );
        mContext.getContentResolver().registerContentObserver(
                MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI,
                Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.Q,
                mExternalObserver
        );
        LogUtils.e("ScreenShotListenManager  startListen");
    }

    /**
     * 停止監聽
     */
    public void stopListen() {
        assertInMainThread();

        // 注銷內容觀察者
        if (mInternalObserver != null) {
            try {
                mContext.getContentResolver().unregisterContentObserver(mInternalObserver);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
            mInternalObserver = null;
        }
        if (mExternalObserver != null) {
            try {
                mContext.getContentResolver().unregisterContentObserver(mExternalObserver);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
            mExternalObserver = null;
        }

        // 清空數據
        mStartListenTime = 0;
//        sHasCallbackPaths.clear();

        //切記?。?!:必須設置為空 可能mListener 會隱式持有Activity導致釋放不掉
        mListener = null;
    }

    /**
     * 處理媒體數據庫的內容改變
     */
    private void handleMediaContentChange(Uri contentUri) {
        Cursor cursor = null;
        try {
            // 數據改變時查詢數據庫中最后加入的一條數據
            cursor = mContext.getContentResolver().query(
                    contentUri,
                    Build.VERSION.SDK_INT < 16 ? MEDIA_PROJECTIONS : MEDIA_PROJECTIONS_API_16,
                    null,
                    null,
                    MediaStore.Images.ImageColumns.DATE_ADDED + " desc limit 1"
            );

            if (cursor == null) {
                Log.e(TAG, "Deviant logic.");
                return;
            }
            if (!cursor.moveToFirst()) {
                Log.d(TAG, "Cursor no data.");
                return;
            }

            // 獲取各列的索引
            int dataIndex = cursor.getColumnIndex(MediaStore.Images.ImageColumns.DATA);
            int dateTakenIndex = cursor.getColumnIndex(MediaStore.Images.ImageColumns.DATE_TAKEN);
            int widthIndex = -1;
            int heightIndex = -1;
            if (Build.VERSION.SDK_INT >= 16) {
                widthIndex = cursor.getColumnIndex(MediaStore.Images.ImageColumns.WIDTH);
                heightIndex = cursor.getColumnIndex(MediaStore.Images.ImageColumns.HEIGHT);
            }

            // 獲取行數據
            String data = cursor.getString(dataIndex);
            long dateTaken = cursor.getLong(dateTakenIndex);
            int width = 0;
            int height = 0;
            if (widthIndex >= 0 && heightIndex >= 0) {
                width = cursor.getInt(widthIndex);
                height = cursor.getInt(heightIndex);
            } else {
                // API 16 之前, 寬高要手動獲取
                Point size = getImageSize(data);
                width = size.x;
                height = size.y;
            }

            // 處理獲取到的第一行數據
            handleMediaRowData(data, dateTaken, width, height);

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();

        } finally {
            if (cursor != null && !cursor.isClosed()) {
                cursor.close();
            }
        }
    }

    /**
      * 獲取圖片寬和高
      */
    private Point getImageSize(String imagePath) {
        BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
        options.inJustDecodeBounds = true;
        BitmapFactory.decodeFile(imagePath, options);
        return new Point(options.outWidth, options.outHeight);
    }

    /**
     * 處理獲取到的一行數據
     */
    private void handleMediaRowData(String data, long dateTaken, int width, int height) {
        if (CommunityApplication.self.isComeBack()) {
            return;
        }
        if (checkScreenShot(data, dateTaken, width, height)) {
            Log.d(TAG, "ScreenShot: path = " + data + "; size = " + width + " * " + height
                    + "; date = " + dateTaken);
            if (mListener != null && !checkCallback(data)) {
                mListener.onShot(data);
            }
        } else {
            // 如果在觀察區間媒體數據庫有數據改變,又不符合截屏規則,則輸出到 log 待分析
            Log.w(TAG, "Media content changed, but not screenshot: path = " + data
                    + "; size = " + width + " * " + height + "; date = " + dateTaken);
        }
    }

    /**
     * 判斷指定的數據行是否符合截屏條件
     */
    private boolean checkScreenShot(String data, long dateTaken, int width, int height) {
        /*
         * 判斷依據一: 時間判斷
         */
        // 如果加入數據庫的時間在開始監聽之前, 或者與當前時間相差大于10秒, 則認為當前沒有截屏
        if (dateTaken < mStartListenTime || (System.currentTimeMillis() - dateTaken) > 10 * 1000) {
            return false;
        }

        /*
         * 判斷依據二: 尺寸判斷
         */
        if (sScreenRealSize != null) {
            // 如果圖片尺寸超出屏幕, 則認為當前沒有截屏
            if (!((width <= sScreenRealSize.x && height <= sScreenRealSize.y)
                    || (height <= sScreenRealSize.x && width <= sScreenRealSize.y))) {
                return false;
            }
        }

        /*
         * 判斷依據三: 路徑判斷
         */
        if (TextUtils.isEmpty(data)) {
            return false;
        }
        data = data.toLowerCase();
        // 判斷圖片路徑是否含有指定的關鍵字之一, 如果有, 則認為當前截屏了
        for (String keyWork : KEYWORDS) {
            if (data.contains(keyWork)) {
                return true;
            }
        }

        return false;
    }

    /**
     * 判斷是否已回調過, 某些手機ROM截屏一次會發出多次內容改變的通知; <br/>
     * 刪除一個圖片也會發通知, 同時防止刪除圖片時誤將上一張符合截屏規則的圖片當做是當前截屏.
     */
    private boolean checkCallback(String imagePath) {
        if (sHasCallbackPaths.contains(imagePath)) {
            Log.d(TAG, "ScreenShot: imgPath has done"
                    + "; imagePath = " + imagePath);
            return true;
        }
        // 大概緩存15~20條記錄便可
        if (sHasCallbackPaths.size() >= 20) {
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                sHasCallbackPaths.remove(0);
            }
        }
        sHasCallbackPaths.add(imagePath);
        return false;
    }

    /**
     * 獲取屏幕分辨率
     */
    private Point getRealScreenSize() {
        Point screenSize = null;
        try {
            screenSize = new Point();
            WindowManager windowManager = (WindowManager) mContext.getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE);
            if (windowManager != null) {
                Display defaultDisplay = windowManager.getDefaultDisplay();
                defaultDisplay.getRealSize(screenSize);
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return screenSize;
    }

    /**
     * 設置截屏監聽器
     */
    public void setListener(OnScreenShotListener listener) {
        mListener = listener;
    }

    public interface OnScreenShotListener {
        void onShot(String imagePath);
    }

    private static void assertInMainThread() {
        if (Looper.myLooper() != Looper.getMainLooper()) {
            StackTraceElement[] elements = Thread.currentThread().getStackTrace();
            String methodMsg = null;
            if (elements != null && elements.length >= 4) {
                methodMsg = elements[3].toString();
            }
            throw new IllegalStateException("Call the method must be in main thread: " + methodMsg);
        }
    }

    /**
     * 媒體內容觀察者(觀察媒體數據庫的改變)
     */
    private class MediaContentObserver extends ContentObserver {

        private Uri mContentUri;

        public MediaContentObserver(Uri contentUri, Handler handler) {
            super(handler);
            mContentUri = contentUri;
        }

        @Override
        public void onChange(boolean selfChange) {
            LogUtils.e("ScreenShotListenManager  MediaContentObserver  onChange");
            super.onChange(selfChange);
            handleMediaContentChange(mContentUri);
        }
    }
}

關于網上盛傳的Android Q版本無法檢測到媒體數據庫變化的問題,我也是采取Android Q(10) ContentObserver 不回調 onChange這篇文章提供的解決方法:在Android Q版本上調用注冊媒體數據庫監聽的方法registerContentObserver時傳入 notifyForDescendants參數值改為 true,Android Q之前的版本仍然傳入 false。

于是查看了一下文檔上關于參數notifyForDescendants的介紹,大致內容如下:

* @param notifyForDescendants When false, the observer will be notified
 *            whenever a change occurs to the exact URI specified by
 *            <code>uri</code> or to one of the URI's ancestors in the path
 *            hierarchy. When true, the observer will also be notified
 *            whenever a change occurs to the URI's descendants in the path
 *            hierarchy.

如果值為false,則只要指定的URI或路徑層次結構中URI的祖先之一發生變化,就會通知觀察者。 如果為true,則每當路徑層次結構中URI的后代發生更改時,也會通知觀察者。

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