Android开源项目-Jamendo音乐播放器研究与优化-手势操作
【五线谱上确定音的高低的记号叫做谱号，谱号有三种：G谱号（高音谱号）、F谱号（低音谱号）和C谱号（中音谱号）】
--- 《五线谱基础教程》
Jamendo的手势操作用于控制歌曲的播放，有四个手势分别对应：播放，暂停，上一首和下一首。本文主要讲解手势操作部分的实现，至于涉及到媒体播放器的部分，将不作细讲，放在后续文章中。
一 Android手势操作API
Android提供GestureLibrary代表手势库，同时提供工具类GestureLibraries从不同数据源来创建手势库。其中GestureLibrary是一个抽象类，它的子类有两个，分别是FileGestureLibrary和ResourceGestureLibrary，从名字可以看出这两个手势库的数据来源，分别是文件和Android raw资源。这两个类作为GestureLibraries类的私有内部类实现。
GestureLibrary类实际上是对另一个类即GestureStore的一层封装，下面来看下GestureLibrary的代码：
public abstract class GestureLibrary {
protected final GestureStore mStore;
protected GestureLibrary() {
mStore = new GestureStore();
}
// 保存手势库
public abstract boolean save();
// 加载手势库
public abstract boolean load();
public boolean isReadOnly() {
return false;
}
/** @hide */
public Learner getLearner() {
return mStore.getLearner();
}
public void setOrientationStyle(int style) {
mStore.setOrientationStyle(style);
}
public int getOrientationStyle() {
return mStore.getOrientationStyle();
}
public void setSequenceType(int type) {
mStore.setSequenceType(type);
}
public int getSequenceType() {
return mStore.getSequenceType();
}
public Set getGestureEntries() {
return mStore.getGestureEntries();
}
public ArrayList recognize(Gesture gesture) {
return mStore.recognize(gesture);
}
public void addGesture(String entryName, Gesture gesture) {
mStore.addGesture(entryName, gesture);
}
public void removeGesture(String entryName, Gesture gesture) {
mStore.removeGesture(entryName, gesture);
}
public void removeEntry(String entryName) {
mStore.removeEntry(entryName);
}
public ArrayList getGestures(String entryName) {
return mStore.getGestures(entryName);
}
} 两个子类主要实现了父类的两个抽象函数，以及重写了isReadOnly函数，分别对应不同的数据来源，但最终都是将数据转换成流的形式传给GestureStore实例的函数，由它完成最终的操作，下面看代码就清楚了：
// 从File数据源加载手势库的类
private static class FileGestureLibrary extends GestureLibrary {
private final File mPath;
public FileGestureLibrary(File path) {
mPath = path;
}
@Override
public boolean isReadOnly() {
return !mPath.canWrite();
}
public boolean save() {
// 手势库没有发生变化，就不需要重新保存
if (!mStore.hasChanged()) return true;
final File file = mPath;
final File parentFile = file.getParentFile();
// 第一次保存时，保证文件路径的存在
if (!parentFile.exists()) {
if (!parentFile.mkdirs()) {
return false;
}
}
boolean result = false;
try {
file.createNewFile();
mStore.save(new FileOutputStream(file), true); // 实际的保存操作
result = true;
} catch (FileNotFoundException e) {
Log.d(LOG_TAG, "Could not save the gesture library in " + mPath, e);
} catch (IOException e) {
Log.d(LOG_TAG, "Could not save the gesture library in " + mPath, e);
}
return result;
}
public boolean load() {
boolean result = false;
final File file = mPath;
if (file.exists() && file.canRead()) {
try {
// 调用GestureStore实例的函数加载手势库文件
mStore.load(new FileInputStream(file), true);
result = true;
} catch (FileNotFoundException e) {
Log.d(LOG_TAG, "Could not load the gesture library from " + mPath, e);
} catch (IOException e) {
Log.d(LOG_TAG, "Could not load the gesture library from " + mPath, e);
}
}
return result;
}
}
// 从Android的res/raw目录加载对应的手势库文件
private static class ResourceGestureLibrary extends GestureLibrary {
private final WeakReference mContext;
private final int mResourceId;
public ResourceGestureLibrary(Context context, int resourceId) {
mContext = new WeakReference(context);
mResourceId = resourceId;
}
@Override
public boolean isReadOnly() { // raw目录下的手势库文件是只读的
return true;
}
// 这种数据源只能加载不能保存
public boolean save() {
return false;
}
public boolean load() {
boolean result = false;
final Context context = mContext.get();
if (context != null) {
final InputStream in = context.getResources().openRawResource(mResourceId);
try {
mStore.load(in, true);
result = true;
} catch (IOException e) {
Log.d(LOG_TAG, "Could not load the gesture library from raw resource " +
context.getResources().getResourceName(mResourceId), e);
}
}
return result;
}
} Android手势API除了以上两个类外，还有一个继承自FrameLayout的GestureOverlayView类，用户可以方便地在该组件上面绘制各种手势。由于GestureOverlayView不是标准的视图组件，因此在xml布局文件中使用时，需要指定全限定的类名，如下所示：
其中android:gestureStrokeType属性用于控制手势是一笔完成还是需要多笔完成，single表示单笔完成，multiple表示多笔完成。
GestureOverlayView中定义了三个监听器接口，方便用户在手势操作的各个阶段进行响应，它们定义如下：
public static interface OnGesturingListener {
void onGesturingStarted(GestureOverlayView overlay);
void onGesturingEnded(GestureOverlayView overlay);
}
public static interface OnGestureListener {
void onGestureStarted(GestureOverlayView overlay, MotionEvent event);
void onGesture(GestureOverlayView overlay, MotionEvent event);
void onGestureEnded(GestureOverlayView overlay, MotionEvent event);
void onGestureCancelled(GestureOverlayView overlay, MotionEvent event);
}
public static interface OnGesturePerformedListener {
void onGesturePerformed(GestureOverlayView overlay, Gesture gesture);
}想要知道上面各个接口函数的实际意义，还得从GestureOverlayView源码入手，用户在View上的触摸事件可分为三步，依次是MotionEvent.ACTION_DOWN、MotionEvent.ACTION_MOVE和MotionEvent.ACTION_UP，在GestureOverlayView类中相应的处理函数分别是touchDown、touchMove和touchUp。
1）在touchDown函数中可以看到如下一段代码：
final ArrayList listeners = mOnGestureListeners;
final int count = listeners.size();
for (int i = 0; i < count; i++) {
listeners.get(i).onGestureStarted(this, event);
} 这里发现我们的onGestureStarted接口函数，因此，它是第一个被调用在，即在用户按下的时候。
2）在touchMove函数中的代码，首先发现onGesturingStarted函数：
final ArrayList listeners = mOnGesturingListeners;
int count = listeners.size();
for (int i = 0; i < count; i++) {
listeners.get(i).onGesturingStarted(this);
} 在函数最后发现了onGesture函数的回调代码代码如下：
final ArrayList listeners = mOnGestureListeners;
final int count = listeners.size();
for (int i = 0; i < count; i++) {
listeners.get(i).onGesture(this, event);
}
3）最后在touchUp函数中依次发现onGestureEnded和onGesturingEnded被调用：
final ArrayList listeners = mOnGestureListeners;
int count = listeners.size();
for (int i = 0; i < count; i++) {
listeners.get(i).onGestureEnded(this, event);
}
clear(mHandleGestureActions && mFadeEnabled, mHandleGestureActions && mIsGesturing,
false);
...
final ArrayList listeners = mOnGesturingListeners;
int count = listeners.size();
for (int i = 0; i < count; i++) {
listeners.get(i).onGesturingEnded(this);
} 这样一来，已经发现的接口函数调用顺序依次是onGestureStarted、onGesturingStarted、onGesture、onGestureEnded和onGesturingEnded，还差onGestureCancelled和onGesturePerformed两个。首先来查找onGestureCancelled函数，它在私有函数cancelGesture中被调用，代码跟其他接口函数类似：
private void cancelGesture(MotionEvent event) {
// pass the event to handlers
final ArrayList listeners = mOnGestureListeners;
final int count = listeners.size();
for (int i = 0; i < count; i++) {
listeners.get(i).onGestureCancelled(this, event);
}
clear(false);
} 而这个私有函数则只在touchUp中被调用，而且onGestureCancel和onGestureEnded是二选一的关系，因为当手势操作被取消时，就自然不存在onGestureEnded的情况了。但是onGesturingEnded函数会紧随onGestureCancel被调用。
最后的接口函数onGesturePerformed被内部类FadeOutRunnable间接调用，而这个Runnable类是在GestureOverlayView类的clear函数中使用postDelayed以异步延迟消息的形式发送到消息程序的消息队列中去。clear函数顾名思义就是用来清除手势的，它在touchUp继onGestureEnded之后被调用，并且手势操作被取消时，onGesturePerformed依然会被回调，见上面touchUp的代码段。
因此，最终得到的接口函数调用顺序如下图所示：
二、基于命令模式（Command Pattern）的手势控制
先说下命令模式，它是将一个请求封装为一个对象，从而使你可以用不同的请求对客户进行参数化，对请求排队或记录请求日志，以及支持可撤销的操作。命令模式的典型结构图如下所示：
主要涉及四种角色：
1）接收者角色Receiver：真正执行命令的对象，任何一个类都可以成为接收者，只要他能完成命令要求实现的相应功能。
2）命令角色Command：实际包括一个Command接口和一个或者多个实现Command接口的具体命令ConcreteCommand类。实际命令对象通常持有Receiver的一个引用，并调用Receiver提供的功能来完成命令要执行的操作。
3）调用者角色Invoker：通常持有命令对象，并要求命令对象执行相应的请求，Invoker相当于是使用命令对象的入口。
4）装配者角色Client，用于创建具体的命令对象，并设置命令对象的接收者。
下面就参照命令模式的结构图，来看看Jamendo的手势操作实现代码，大部分定义在gesture包中，如图
从类的名字可以大概看出各个类的责任分派：
1）抽象命令角色Command：GestureCommand接口，定义简单，整个接口只有一个execute函数：
public interface GestureCommand {
void execute();
}
2）具体命令角色ConcreteCommand：PlayerGestureNextCommand、PlayerGesturePlayCommand、PlayerGesturePrevCommand、PlayerGestureStopCommand类，在这四个具体实现类中，都持有接收者角色PlayerEngine的实例，由它来完成具体的控制操作，以播放下一首这个命令为例，看下代码：
public class PlayerGestureNextCommand implements GestureCommand {
PlayerEngine mPlayerEngine; //持有Receiver角色的一个引用
// 将Receiver作为构造函数的参数传入，当然也可以使用Setter的方式传入，更灵活一些
public PlayerGestureNextCommand( PlayerEngine engine ){
mPlayerEngine = engine;
}
@Override
public void execute() {
Log.v(JamendoApplication.TAG, "PlayerGestureNextCommand");
mPlayerEngine.next(); // 由Receiver完成具体的命令操作
}
}
3）命令接收者角色Receiver：PlayerEngine本身是一个接口，定义了音频播放操作的一些通用函数，它有两个实现类，分别是IntentPlayerEngine和PlayerEngineImpl，这一部分放在后面文章分析，因为不属于本文的手势主题。
4）调用者角色Invoker：GestureHandler类，这个类是实现手势控制的关键类，它实现了OnGesturePerformedListener监听器，并重写了onGesturePerformed接口函数，在这个函数中首先判断手势库是否已经加载，在确保手势库正确加载的情况下，调用GestureLibrary.recognize进行手势识别，并在匹配度大于2.0时才确认识别到了预先定义的手势；手势识别到之后，就调用命令接口定义的execute函数，进行音乐播放的控制，代码如下：
public class GesturesHandler implements OnGesturePerformedListener {
private GestureLibrary mLibrary; // 手势库
private boolean mLoaded = false;
private GestureCommandRegister mRegister; // 保存了已注册的控制命令(包括next、prev、play、stop)
public GesturesHandler(Context context, GestureCommandRegister register) {
// 从res/raw目录下加载gestures手势库
mLibrary = GestureLibraries.fromRawResource(context, R.raw.gestures);
load();
setRegister(register);
}
/**
* 加载手势库
* @return
*/
private boolean load() {
mLoaded = mLibrary.load();
return mLoaded;
}
@Override
public void onGesturePerformed(GestureOverlayView overlay, Gesture gesture) {
if (!mLoaded) {
if (!load()) {
return;
}
}
// 识别用户输入的手势
ArrayList predictions = mLibrary.recognize(gesture);
if (predictions.size() > 0) {
Prediction prediction = predictions.get(0);
Log.v(JamendoApplication.TAG, "Gesture " + prediction.name
+ " recognized with score " + prediction.score);
if (prediction.score > 2.0) { // 当手势匹配度大于2.0时，确定识别到了事先定义好的手势
// 调用先前注册的命令接口定义的操作
GestureCommand command = getRegister().getCommand(
prediction.name);
if (command != null) {
command.execute();
}
}
}
}
public void setRegister(GestureCommandRegister mRegister) {
this.mRegister = mRegister;
}
public GestureCommandRegister getRegister() {
return mRegister;
}
}
5）装配者角色Client：由GestureCommandRegister类和PlayGestureCommandRegister类共同充当Client角色，GestureCommandRegister类维护了一个HashMap，用于充当各种具体命令角色的容器；PlayGestureCommandRegister是GestureCommandRegister的子类，主要实现注册next、prev、play和stop这四种具体播发控制命令角色的功能。
public class GestureCommandRegister {
private HashMap mGestures;
public GestureCommandRegister() {
mGestures = new HashMap();
}
public void registerCommand(String name, GestureCommand gestureCommand) {
mGestures.put(name, gestureCommand);
}
public GestureCommand getCommand(String name) {
return mGestures.get(name);
}
}
public class PlayerGestureCommandRegiser extends GestureCommandRegister {
public PlayerGestureCommandRegiser(PlayerEngine playerEngine) {
super();
registerCommand("next", new PlayerGestureNextCommand(playerEngine));
registerCommand("prev", new PlayerGesturePrevCommand(playerEngine));
registerCommand("play", new PlayerGesturePlayCommand(playerEngine));
registerCommand("stop", new PlayerGestureStopCommand(playerEngine));
}
} 至此，Jamendo手势部分代码讲解完毕。