Android 12上焕然一新的小组件：美观、便捷和实用

Google IO 2021上重磅介绍的Android 12，号称历代设计变化最大的版本。其全新的Material You设计语言、流畅的动画特效再到焕然一新的小组件，都令人印象深刻。本文将聚焦小组件环节，谈谈它在重新设计之后的各种新特性和适配方法。

小组件在Android平台上命名为AppWidget，有的时候还被翻译成小部件、小插件和微件。说的都是一个东西：显示在Launcher上，能在Logo以外提供更多信息的特别设计。它方便用户免于打开App即可直接查看信息和进行简单的交互，在PC上、早前的Symbian上都有类似的设计。

前言

简要回顾下移动平台在小组件设计上的持续探索：

• 早期的Android版本缺乏美观，小组件更是常年未改。似乎除了天气、时钟等常用小组件以外鲜少使用，逐渐被人遗忘
• Windows Phone的动态磁贴在自由尺寸的Logo上灵活展示信息的设计非常超前，奈何生态构建困难，早已退场
• Apple向来稳重（保守），直到iOS 10才引入小组件，但负一屏限制着它的发展。直到iOS 14的全面支持才大获成功，大有后来居上的态势
• VIVO紧随其后重磅推出的OriginOS则将Logo和小组件完美融合，试图一统磁贴和小组件的概念，非常值得称赞

也许是受到了友商们的持续刺激，Google终于开始重新审视小组件这个元老级功能，并在Android 12里进行了重新设计、重新出发。

下面将结合代码实战，带领大家逐步感受Android 12里小组件的各项新特性和对应的适配方法。

1. 选择和展示的统一变化

事实上即使未做任何适配，在12上直接运行的小组件与11就有明显不同，主要表现在选择器和展示的效果。

以Chrome和Youtube Music的小组件为例：

可以看到12上的一些变化：

• 选择器
• 顶部悬浮搜索框，可以更加快速地找到目标小组件
• 小组件按照App自动折叠，避免无关的小组件占用屏幕空间
• App标题还对包含的小组件数目进行了提示
• 拖拽到桌面上之后小组件默认拥有圆角设计

11上的小组件选择器不支持搜索而且无法折叠，拖拽到桌面上也是初始的直角效果。

2. 美观的圆角设计

健康信息越发重要，手撸一个展示今日步数的小组件，搭配androidplot框架展示详细的步数图表。

override fun onUpdate(...) {
     
    for (appWidgetId in appWidgetIds) {
     
        showBarChartToWidget(context, appWidgetManager, appWidgetId)
    }
}

private fun showBarChartToWidget(...) {
     
    // Create plot view.
    val plot = XYPlot(context, "Pedometers chart")
    ...
    // Set graph shape
    plot.setBorderStyle(Plot.BorderStyle.ROUNDED, 12f, 12f)
    plot.isDrawingCacheEnabled = true

    // Reflect chart's bitmap to widget.
    val bmp = plot.drawingCache
    val remoteViews = RemoteViews(context.packageName, R.layout.widget_pedometer)
    remoteViews.setBitmap(R.id.bar_chart, "setImageBitmap", bmp)
    appWidgetManager.updateAppWidget(appWidgetId, remoteViews)
}

不用特别适配，直接运行到12上，就能有圆角效果。

但布局需要遵从如下两点建议：

• 四周的边角不要放置内容，防止被切掉
• 背景不要采用透明的、空的视图或布局，避免系统无法探测边界去进行裁切

事实上，系统预设了如下dimension以设置默认的圆角表现。

• system_app_widget_background_radius: 小组件背景的圆角尺寸，默认16dp，上限28dp
• system_app_widget_inner_radius: 小组件内部视图的圆角尺寸 ，默认8dp，上限20dp
• system_app_widget_internal_padding：内部视图的padding值，默认16dp

看下官方的对于内外圆角尺寸的示意图。

注意：

1. 这些dimension可以被ROM厂商或3rd Launcher修改，不一定能保证一致性的尺寸
2. 官方没有说明小组件的内部视图如何才能应用上内部圆角尺寸，DEMO确实也没有适配上，不知道是ROM的问题还是App的问题，有待后续的进一步研究

当然12以前的系统想要支持圆角设计也很简单：自定义radius的attribute，应用在shape drawable上，手动将drawable应用到background。具体可参考官方Sample：

https://github.com/android/user-interface-samples/tree/main/AppWidget

3. 动态的色彩效果

给小组件添加暗黑主题支持即可自动适配动态色彩。

<resources xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools">
    <style name="Theme.AppWidget" parent="Theme.MaterialComponents.DayNight.DarkActionBar">
        "colorPrimary">@color/purple_500
        "colorPrimaryVariant">@color/purple_700
        "colorOnPrimary">@color/white
        ...
    style>
resources>


<resources xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools">
    <style name="Theme.AppWidget" parent="Theme.MaterialComponents.DayNight.DarkActionBar">
        "colorPrimary">@color/purple_200
        "colorPrimaryVariant">@color/purple_700
        "colorOnPrimary">@color/black
        ...
    style>
resources>

4. 改进的小组件预览

12针对小组件选择时的预览界面进行了改进，方便展示更加精准的预览效果。

4.1 动态预览

之前只能使用previewImage属性展示一张预览图，功能迭代的过程中忘记更新它的话，可能导致预览和实际效果发生偏差。

12新引入了previewLayout属性用以配置小组件的实际布局，使得用户能够在小组件的选择器里看到更加接近实际效果的视图，而不再是一层不变的静态图片。

这样一来在保证效果一致的同时免去了额外维护预览图的麻烦。

<appwidget-provider
    
    android:previewLayout="@layout/widget_pedometer"
appwidget-provider>

左边是步数小组件一开始的设计图，右边是最后的实际效果。

如果忘记说服UI重新作图的话，在11上的预览图会和实际效果有较大偏差。而12上不用在乎设计图是否更新，借助新的API即可直接预览实际效果，所见即所得。

一般来说previewLayout属性最好指定小组件的实际布局。但如果预览的测试数据和实际的默认值有冲突的话，可以指定专用的预览布局，只需要确保布局的一致。

4.2 添加预览说明

description属性则可以在小组件预览的下方展示额外的说明，便于用户更好地了解其功能定位。

<appwidget-provider
    android:description="@string/app_widget_pedometer_description">
appwidget-provider>

需要提醒的是description属性并非12新增，但12之前的选择器不支持展示这个说明。

5. 支持新的交互控件

之前的小组件不支持CheckBox等控件，从12开始全面支持CheckBox、Switch和RadioButton三种状态控件。

下面是采用这三种控件的简单效果。

再做个简单的待办事项以更好地说明状态小组件的使用。

// 小组件件布局里指定CheckBox控件即可
<LinearLayout ...
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:orientation="vertical"
    android:theme="@style/Theme.AppWidget.AppWidgetContainer">

    <include layout="@layout/widget_todo_list_title_region" />

    <CheckBox
        android:id="@+id/checkbox_first"
        style="@style/Widget.AppWidget.Checkbox"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="@string/todo_list_sample_1"
        Tools:text="@string/todo_list_tool" />
    ...
LinearLayout>

如果将同样的代码运行到11上，则会显示加载失败。

日志

AppWidgetHostView: Error inflating AppWidget AppWidgetProviderInfo(UserHandle{0}/ComponentInfo{com.example.splash/com.example.splash.widget.TodoListAppWidget}): android.view.InflateException:
Binary XML file line #13 in com.example.splash:layout/widget_todo_list: Binary XML file line #13 in com.example.splash:layout/widget_todo_list: Error inflating class android.widget.CheckBox

文本内容不确定的话，可以通过代码动态地控制文本，同时还可以监听用户的选择事件。

比如我们要展示Android开发者如今要学习的三座大山，选中的时候弹出Toast。

private fun updateAppWidget(...) {
     
    val viewId1 = R.id.checkbox_first
    val pendingIntent = PendingIntent.getBroadcast(...)

    val rv = RemoteViews(context.packageName, R.layout.widget_todo_list)
    rv.apply {
     
        // 设置文本
        setTextViewText(viewId1, context.resources.getString(R.string.todo_list_android))
        ...

        // 设置CheckBox的默认选中状态
        setCompoundButtonChecked(viewId1, true)

        // 监听相应的CheckBox的选中事件
        setOnCheckedChangeResponse(
            viewId1,
            RemoteViews.RemoteResponse.fromPendingIntent(pendingIntent)
        )
    }
    appWidgetManager.updateAppWidget(appWidgetId, remoteViews)
}

override fun onReceive(context: Context?, intent: Intent?) {
     
    ...
    val checked = intent.extras?.getBoolean(RemoteViews.EXTRA_CHECKED, false) ?: false
    val viewId = intent.extras?.getInt(EXTRA_VIEW_ID) ?: -1

    Toast.makeText(
        context,
        "ViewId : $viewId's checked status is now : $checked",
        Toast.LENGTH_SHORT
    ).show()
}

6. 便捷地配置尺寸

12针对小组件的尺寸配置环节也进行了改进，更加便捷。

6.1 精确的尺寸

在已有的minWidth、minResizeWidth等属性以外，新增了几个属性以更便捷地配置小组件的尺寸。

• targetCellWidth和targetCellHeight：占据Launcher上Cell的宽高格数，用以替代minWidth和minHeight。事实上Launcher是以Cell的单位来展示小组件的，所以直接指定Cell数显然更合理
• maxResizeWidth和maxResizeHeight: 配置Launcher上允许配置的最大尺寸，弥补minResizeWidth和minResizeHeight的不足

<appwidget-provider
    ...
    android:targetCellWidth="3"
    android:targetCellHeight="2"
    android:maxResizeWidth="250dp"
    android:maxResizeHeight="110dp">
appwidget-provider>

6.2 灵活调节尺寸

iOS上添加小组件后尺寸就固定了，不支持调节。而Android 12上小组件在长按后即可灵活调节。

想要支持这个特性只需要给widgetFeatures属性指定reconfigurable值即可。

<appwidget-provider
    android:widgetFeatures="reconfigurable">
appwidget-provider>

The reconfigurable flag was introduced in Android 9 (API level 28), but it was not widely supported in launchers until Android 12.

事实上这个属性早在Android 9的时候就引入了，但官方说从S开始才全面支持。我在11版本的Pixel Launcher上发现已经可以直接调节尺寸了，不知道官方的意思是不是别的Launcher并不支持。

6.3 采用默认配置

configure属性可以在小组件展示之前启动一个配置画面，供用户选择小组件所需的内容、主题和风格等。

如果想让用户快速看到效果，即不想展示这个画面的话，只要在widgetFeatures里指定新的configuration_optional值即可。

<appwidget-provider
  ...
  android:configure="com.example.appwidget.activity.WidgetConfigureActivity"
  android:widgetFeatures="reconfigurable|configuration_optional">
appwidget-provider>

后面改主意了又想替换配置的话，可以长按小组件找到配置的入口。

一是小组件右下方的编辑按钮，二是上方出现的Setup菜单，这在以前的版本上是没有的。

7. 高效地控制布局

小组件内容较多的时候，为了展示的完整往往会给它限定Size，这意味着只有Launcher空间足够大小组件才能成功放置。当Launcher空间捉急的时候就尴尬了，用户只能在移除别的小组件和放弃你的小组件之间做个抉择。

免除这种困扰的最佳做法是在不同的Size下采用不同的布局，对展示的内容做出取舍。即Size充足的情况下提供更多丰富的内容，反之只呈现最基本、最常用的信息。

7.1 响应式布局

之前是如何做到这一需求呢？除了预设各种尺寸的小组件的一般思路以外，通过onAppWidgetOptionsChanged回调也可以控制布局的变化，但往往非常繁琐。

而12上借助新增的RemoteViews(Map map)API可以大大简化实现过程。在小组件放置的时候就将Size和布局的映射关系告知系统，当Size变化了AppWidgetManager将自动响应更新对应的布局。

比如待办事项小组件在Size为3x2的时候额外展示添加按钮，2x2的时候只展示事项列表的相应式布局。

代码的实现也简单清晰：

private fun updateAppWidgetWithResponsiveLayouts(...) {
     
    ...
    // 尺寸够宽的情况下Button才显示
    val wideView = RemoteViews(rv)
    wideView.setViewVisibility(button, View.VISIBLE)

    val viewMapping: Map<SizeF, RemoteViews> = mapOf(
        SizeF(100f, 100f) to rv,
        SizeF(200f, 100f) to wideView
    )
    
    // 将Size和RemoteViews布局的映射关系告知AppWidgetManager
    val remoteViews = RemoteViews(viewMapping)
    appWidgetManager.updateAppWidget(appWidgetId, remoteViews)
}

好处：

• 免于同一功能提供一堆尺寸小组件的繁琐，减轻选择器的负担
• 实现简单，自动响应

7.2 精确布局

如今移动设备的尺寸、形态丰富多样，尤其是折叠屏愈加成熟。如果响应式布局仍不能满足更精细的需求，可以在Size变化的回调里，获取目标Size对布局进一步的精确把控。

利用AppWidgetManager新增的OPTION_APPWIDGET_SIZES KEY可以从AppWidgetManager里拿到目标Size。

// 监听目标尺寸
override fun onAppWidgetOptionsChanged(...) {
     
    ...
    // Get the new sizes.
    val sizes = newOptions?.getParcelableArrayList<SizeF>(
        AppWidgetManager.OPTION_APPWIDGET_SIZES
    )

    // Do nothing if sizes is not provided by the launcher.
    if (sizes.isNullOrEmpty()) {
     
        return
    }
    Log.d("Widget", "PedometerAppWidget#onAppWidgetOptionsChanged() size:${
       sizes}")

    // Get exact layout
    if (BuildCompat.isAtLeastS()) {
     
        val remoteViews = RemoteViews(sizes.associateWith(::createRemoteViews))
        appWidgetManager?.updateAppWidget(appWidgetId, remoteViews)
    }
}

如下的日志显示Size变化的时候会将目标Size回传。

Widget  : PedometerAppWidget#onAppWidgetOptionsChanged() size:[377.42856x132.0, 214.57143x216.57143]

之后从预设的精细布局里匹配相应的视图。

private fun createRemoteViews(size: SizeF): RemoteViews {
     
    val smallView: RemoteViews = ...
    val tallView: RemoteViews = ...
    val wideView: RemoteViews = ...
    ...

    return when (size) {
     
        SizeF(100f, 100f) -> smallView
        SizeF(100f, 200f) -> tallView
        SizeF(200f, 100f) -> wideView
        ...
    }
}

注意：实际上Size列表由Launcher提供，如果3rd Launcher没有适配这一特性的话，回传的Size可能为空

8. 自由地更新视图

RemoteViews作为小组件视图的重要管理类，本次OSV也添加了诸多API，以便更加自由地控制视图的展示。

• 更改颜色的setColorStateList()
• 更改边距的setViewLayoutMargin()
• 更改宽高的setViewLayoutWidth()等

这些新API可以助力我们实很多方便的功能，比如CheckBox选中之后更新文本颜色，思路很简单：

1. 监听小组件的点击事件并传递目标视图
2. 根据CheckBox的状态获得预设的文本颜色
3. 使用setColorStateList()更新

override fun onReceive(context: Context?, intent: Intent?) {
     
    ...
    // Get target widget.
    val appWidgetManager = AppWidgetManager.getInstance(context)
    val thisAppWidget = ComponentName(context!!.packageName, TodoListAppWidget::class.java.name)
    val appWidgetIds = appWidgetManager.getAppWidgetIds(thisAppWidget)

    // Update widget color parameters dynamically.
    for (appWidgetId in appWidgetIds) {
     
        val remoteViews = RemoteViews(context.packageName, R.layout.widget_todo_list)
        remoteViews.setColorStateList(
            viewId,
            "setTextColor",
            getColorStateList(context, checked)
        )
        appWidgetManager.updateAppWidget(appWidgetId, remoteViews)
    }
}

private fun getColorStateList(context: Context, checkStatus: Boolean): ColorStateList =
    if (checkStatus) 
        ColorStateList.valueOf(context.getColor(R.color.widget_checked_text_color))
    else 
        ColorStateList.valueOf(context.getColor(R.color.widget_unchecked_text_color))

再比如Chart线图太小，看不清楚。可以让它在点击之后放大，再点击之后恢复原样。

// 根据记录的缩放状态获得预设的宽高
// 通过setViewLayoutWidth和setViewLayoutHeight更新宽高
override fun onReceive(context: Context?, intent: Intent?) {
     
    ...
    val widthScaleSize = if (scaleOutStatus) 200f else 260f
    val heightScaleSize = if (scaleOutStatus) 130f else 160f

    // Update widget layout parameters dynamically.
    for (appWidgetId in appWidgetIds) {
     
        val remoteViews = RemoteViews(context.packageName, R.layout.widget_pedometer)
        remoteViews.setViewLayoutWidth(viewId, widthScaleSize, TypedValue.COMPLEX_UNIT_DIP)
        remoteViews.setViewLayoutHeight(viewId, heightScaleSize, TypedValue.COMPLEX_UNIT_DIP)
        appWidgetManager.updateAppWidget(appWidgetId, remoteViews)
    }
}

9. 流畅的启动效果

12版本上点击Widget启动App的时候可以呈现更流畅的过渡效果，适配也很简单。官方指示只需给小组件的根布局指定android的backgoround id即可。

<LinearLayout
    ...
    android:id="@android:id/background">
LinearLayout>

实际的动作显示添加这个ID后App启动没有什么变化，个中原因需要继续研究。

12开始对从Broadcast Receiver或Serivce启动Activity做了更严格的限制，但不包括Widget发起的场合。但为了避免视觉上的突兀，这种后台启动的情况下不展示迁移动画。

10. 简化的数据绑定

小组件里展示ListView的需求也很常见，提供数据的话需要声明一个RemoteViewsService 以返回RemoteViewsFactory，比较绕。

而12里新增的setRemoteAdapter(int , RemoteCollectionItems) API则可以大大简化这个绑定过程。

比如制作一个即将到来的事件列表小组件，通过这个API便可以高效注入数据。

private fun updateCountDownList(...) {
     
    ...
    // 创建用于构建Remote集合数据的Builder
    val builder = RemoteViews.RemoteCollectionItems.Builder()
    val menuResources = context.resources.obtainTypedArray(R.array.count_down_list_titles)

    // 往Builder里添加各Item对应的RemoteViews
    for (index in 0 until menuResources.length()) {
     
        ...
        builder.addItem(index.toLong(), constructRemoteViews(context, resId))
    }

    // 构建Remote集合数据
    // 并通过setRemoteAdapter直接放入到ListView里
    val collectionItems = builder.setHasStableIds(true).build()
    remoteViews.setRemoteAdapter(R.id.count_down_list, collectionItems)
    ...
}

// 创建ListView各Item对应的RemoteViews
private fun constructRemoteViews(...): RemoteViews {
     
    val remoteViews = RemoteViews(context.packageName, R.layout.item_count_down)
    val itemData = context.resources.getStringArray(stringArrayId)

    // 遍历Item数据行设置对应的文本
    itemData.forEachIndexed {
      index, value ->
        val viewId = when (index) {
     
            0 -> R.id.item_title
            1 -> R.id.item_time
            ...
        }
        remoteViews.setTextViewText(viewId, value)
    }
    return remoteViews
}

如果Item的布局不固定不止一种，可以使用setViewTypeCount指定布局类型的数目，告知ListView需要提供的ViewHolder种类。如果不指定也可以，系统将自动识别布局的种类，需要系统额外处理而已。

但要注意：如果指定的数目和实际的不一致会引发异常。

IllegalArgumentException: View type count is set to 2, but the collection contains 3 different layout ids

另外，需要补充一下，支持该API的View必须是AdapterView的子类，比如常见的ListView、GridView等。RecyclerView是不支持的，毕竟小组件里数据量不多，不能使用也没关系。

11. 新增API总结

简要罗列一下12针对小组件新增的API，方便大家查阅。

RemoteViews类

方法	作用
RemoteViews(Map)	根据响应式布局映射表创建目标RemoteViews
addStableView()	向RemoteViews动态添加子View，类似ViewGroup#addView()
setCompoundButtonChecked()	针对CheckBox或Switch控件更新选中状态
setRadioGroupChecked()	针对RadioButton控件更新选中状态
setRemoteAdapter(int , RemoteCollectionItems)	直接将数据填充进小组件的ListView
setColorStateList()	动态更新小组件视图的颜色
setViewLayoutMargin()	动态更新小组件视图的边距
setViewLayoutWidth()、setViewLayoutHeight()	动态更新小组件视图的宽高
setOnCheckedChangeResponse()	监听CheckBox等三种状态小组件的状态变化

XML属性

属性	作用
description	配置小组件在选择器里的补充描述
previewLayout	配置小组件的预览布局
reconfigurable	指定小组件的尺寸支持直接调节
configuration_optional	指定小组件的内容可以采用默认设计，无需启动配置画面
targetCellWidth、targetCellHeight	限定小组件所占的Launcher单元格
maxResizeWidth、maxResizeHeight	配置小组件所能支持的最大高宽尺寸

结语

通过上面的解读，大家可以感受到Google在小组件的重新设计上耗费了诸多努力，它给这个老旧的功能注入很多新玩法和新花样。

简要回顾一下Android 12里小组件的新特性：

• 更便捷的小组件选择器
• 更美观的圆角边框设计
• 更灵活的小组件预览
• 更完整的控件支持
• 更方便的尺寸调节
• 更精准的布局控制
• 更自由的视图更新
• 更简便的列表数据绑定

如此之多的新特性，在助力小组件高效开发的同时，还能给用户呈现更加优秀的使用体验。

跟随Android 12的脚步，快快尝试起来，让现有的小组件重新绽放光彩。

未决事项

1. 小组件内部视图的圆角尺寸如何适配？
2. 小组件启动App的流畅过渡效果如何实现，是什么效果？

本文DEMO

https://github.com/ellisonchan/NewAppWidget

参考文档

官方宣传
官方介绍文档
官方Sample

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