Android 监听系统截屏操作（已适配Android Q）

Android系统没有提供现成的Api来监听到用户的截屏操作，所以我们需要自己实现对用户截屏的监听。

针对这个特殊的需求，比较可行的方案是利用系统的媒体数据库。每当我们产生一张新图片，系统都会把这张图片的详细信息加入到媒体数据库，并发出内容改变通知，我们可以利用内容观察者（ContentObserver）监听媒体数据库的变化，当数据库有变化时，获取最后插入的一条图片数据，如果该图片符合特定的规则，则认为用户截屏了。

于是我们需要监听两个Uri：

内部存储空间的 content:// 格式Uri：MediaStore.Images.Media.INTERNAL_CONTENT_URI
主要外部存储空间 content:// 格式Uri：MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI

注：开始监听媒体数据库变化之前，不要忘了先获取权限READ_EXTERNAL_STORAGE

定义一个内容观察者类：

/**
 * 媒体内容观察者(观察媒体数据库的改变)
 */
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);
        //通过媒体数据库的内容改变来判断用户是否执行了截屏操作
    }
}

创建并注册内容观察者

// 创建内容观察者
mInternalObserver = new MediaContentObserver(MediaStore.Images.Media.INTERNAL_CONTENT_URI, mUiHandler);
mExternalObserver = new MediaContentObserver(MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI, mUiHandler);

// 注册内容观察者
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
);

不需要监听内容变化时，不要忘了注销内容观察者

// 注销内容观察者
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;
}

当媒体内容发生变化时，会执行ContentObserver 的onChange方法。我们需要通过媒体数据库的内容改变来判断用户是否执行了截屏操作：

获取最近插入的一条数据，判断是否符合截屏图片的特征。如果符合，那么我们认为用户进行了截图操作。

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

    /**
     * 读取媒体数据库时需要读取的列
     */
    private static final String[] MEDIA_PROJECTIONS = {
            MediaStore.Images.ImageColumns.DATA,
            MediaStore.Images.ImageColumns.DATE_TAKEN,
    };
    /**
     * 读取媒体数据库时需要读取的列, 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,
    };

    /**
     * 截屏依据中的路径判断关键字
     */
    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;

    /**
     * 已回调过的路径
     */
    private final static List<String> sHasCallbackPaths = new ArrayList<String>();

    private Context mContext;

    private OnScreenShotListener mListener;

    private long mStartListenTime;

    /**
     * 内部存储器内容观察者
     */
    private MediaContentObserver mInternalObserver;

    /**
     * 外部存储器内容观察者
     */
    private MediaContentObserver mExternalObserver;

    /**
     * 运行在 UI 线程的 Handler, 用于运行监听器回调
     */
    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;

        // 获取屏幕真实的分辨率
        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);
    }

    /**
     * 启动监听
     */
    public void startListen() {
        assertInMainThread();

        // 记录开始监听的时间戳
        mStartListenTime = System.currentTimeMillis();

        // 创建内容观察者
        mInternalObserver = new MediaContentObserver(MediaStore.Images.Media.INTERNAL_CONTENT_URI, mUiHandler);
        mExternalObserver = new MediaContentObserver(MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI, mUiHandler);

        // 注册内容观察者
        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");
    }

    /**
     * 停止监听
     */
    public void stopListen() {
        assertInMainThread();

        // 注销内容观察者
        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;
        }

        // 清空数据
        mStartListenTime = 0;
//        sHasCallbackPaths.clear();

        //切记！！！:必须设置为空 可能mListener 会隐式持有Activity导致释放不掉
        mListener = null;
    }

    /**
     * 处理媒体数据库的内容改变
     */
    private void handleMediaContentChange(Uri contentUri) {
        Cursor cursor = null;
        try {
            // 数据改变时查询数据库中最后加入的一条数据
            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;
            }

            // 获取各列的索引
            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);
            }

            // 获取行数据
            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, 宽高要手动获取
                Point size = getImageSize(data);
                width = size.x;
                height = size.y;
            }

            // 处理获取到的第一行数据
            handleMediaRowData(data, dateTaken, width, height);

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

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

    /**
      * 获取图片宽和高
      */
    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);
    }

    /**
     * 处理获取到的一行数据
     */
    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 {
            // 如果在观察区间媒体数据库有数据改变，又不符合截屏规则，则输出到 log 待分析
            Log.w(TAG, "Media content changed, but not screenshot: path = " + data
                    + "; size = " + width + " * " + height + "; date = " + dateTaken);
        }
    }

    /**
     * 判断指定的数据行是否符合截屏条件
     */
    private boolean checkScreenShot(String data, long dateTaken, int width, int height) {
        /*
         * 判断依据一: 时间判断
         */
        // 如果加入数据库的时间在开始监听之前, 或者与当前时间相差大于10秒, 则认为当前没有截屏
        if (dateTaken < mStartListenTime || (System.currentTimeMillis() - dateTaken) > 10 * 1000) {
            return false;
        }

        /*
         * 判断依据二: 尺寸判断
         */
        if (sScreenRealSize != null) {
            // 如果图片尺寸超出屏幕, 则认为当前没有截屏
            if (!((width <= sScreenRealSize.x && height <= sScreenRealSize.y)
                    || (height <= sScreenRealSize.x && width <= sScreenRealSize.y))) {
                return false;
            }
        }

        /*
         * 判断依据三: 路径判断
         */
        if (TextUtils.isEmpty(data)) {
            return false;
        }
        data = data.toLowerCase();
        // 判断图片路径是否含有指定的关键字之一, 如果有, 则认为当前截屏了
        for (String keyWork : KEYWORDS) {
            if (data.contains(keyWork)) {
                return true;
            }
        }

        return false;
    }

    /**
     * 判断是否已回调过, 某些手机ROM截屏一次会发出多次内容改变的通知; <br/>
     * 删除一个图片也会发通知, 同时防止删除图片时误将上一张符合截屏规则的图片当做是当前截屏.
     */
    private boolean checkCallback(String imagePath) {
        if (sHasCallbackPaths.contains(imagePath)) {
            Log.d(TAG, "ScreenShot: imgPath has done"
                    + "; imagePath = " + imagePath);
            return true;
        }
        // 大概缓存15~20条记录便可
        if (sHasCallbackPaths.size() >= 20) {
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                sHasCallbackPaths.remove(0);
            }
        }
        sHasCallbackPaths.add(imagePath);
        return false;
    }

    /**
     * 获取屏幕分辨率
     */
    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;
    }

    /**
     * 设置截屏监听器
     */
    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);
        }
    }

    /**
     * 媒体内容观察者(观察媒体数据库的改变)
     */
    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);
        }
    }
}

关于网上盛传的Android Q版本无法检测到媒体数据库变化的问题，我也是采取Android Q(10) ContentObserver 不回调 onChange这篇文章提供的解决方法：在Android Q版本上调用注册媒体数据库监听的方法registerContentObserver时传入 notifyForDescendants参数值改为 true，Android Q之前的版本仍然传入 false。

于是查看了一下文档上关于参数notifyForDescendants的介绍，大致内容如下：

* @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.

如果值为false，则只要指定的URI或路径层次结构中URI的祖先之一发生变化，就会通知观察者。如果为true，则每当路径层次结构中URI的后代发生更改时，也会通知观察者。