通过无障碍控制 Compose 界面滚动的实战和原理剖析

2024-06-08 14:20
文章标签 实战 剖析 界面 原理 compose 控制 滚动 无障碍

本文主要是介绍通过无障碍控制 Compose 界面滚动的实战和原理剖析，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

Compose-base-accessibility-action-compose.png

前言

针对 Compose UI 工具包，开发者不仅需要掌握如何使用新的 UI 组件达到 design 需求，更需要了解和实现与 UI 的交互逻辑。

比如 touch 事件、Accessibility 事件等等。

  • Compose 中对 touch 事件的处理和原理，笔者已经在《通过调用栈快速探究 Compose 中 touch 事件的处理原理》里进行了阐述
  • Compose 中对 Accessibility 事件的支持和基本原理，笔者已经在 《一文读懂 Compose 支持 Accessibility 无障碍的原理》 里进行了介绍

那么将两个话题相结合，不禁要好奇：利用 Accessibility 针对 Compose 界面模拟 touch 交互，是否真的有效，个中原理又如何？

本文将通过无障碍 DEMO 对 Google Compose 项目 Accompanist 中的 Horizontal Pager sample 模拟注入 Scroll 滚动事件，看下实际效果，并对原理链路进行剖析。

向 Compose 模拟滚动事件

无障碍 DEMO，本来想直接复用曾经红极一时的 AccessibilityTool 开源项目。奈何代码太老编译不过，遂直接写了个 DEMO 来捕捉 AccessibilityEvent 然后分析 AccessibilityNodeInfo。

当发现是节点属于 Accompanist 的包名（com.google.accompanist.sample），且可滚动 scrollable 的话，通过无障碍模拟注入 ACTION_SCROLL_FORWARD 的 action。

 public class MyAccessibilityService extends AccessibilityService {...@Overridepublic void onAccessibilityEvent(AccessibilityEvent event) {Log.i(TAG, "onAccessibilityEvent() event: " + event);​AccessibilityNodeInfo root;ArrayList<AccessibilityNodeInfo> roots = new ArrayList<>();ArrayList<AccessibilityNodeInfo> nodeList = new ArrayList<>();​try {switch (event.getEventType()) {case AccessibilityEvent.TYPE_WINDOW_STATE_CHANGED:Log.i(TAG, "TYPE_WINDOW_STATE_CHANGED()");roots.add(service.getRootInActiveWindow());findAllNode(roots, nodeList);​printComposeNode(nodeList);​roots.clear();nodeList.clear();break;...}} catch (Throwable e) {e.printStackTrace();}}private void printComposeNode(ArrayList<AccessibilityNodeInfo> root) {for (AccessibilityNodeInfo node : root) {if (node.getPackageName().equals("com.google.accompanist.sample")&& node.getClassName().equals("android.view.View")) {node.performAction(AccessibilityNodeInfo.ACTION_SCROLL_FORWARD);}}}...}

《一文读懂 Compose 支持 Accessibility 无障碍的原理》 里我们介绍过，Compose 通过无障碍代理 AccessibilityDelegate 依据 UI 组件的类型、情况，进行 AccessibilityNodeInfo 实例的构造。

为了兼容传统 View 的内容，会针对实例里的 className 属性进行一定程度的了改写，但范围有限。

像 LazyColumn 这种的组件，并没有和传统的可滚动的 ListView、ScrollView、RecylerView 的名称进行转换，用的仍然是默认的 View 名称。

所以咱们的无障碍 DEMO 不能像以前那样在判断 isScrollable 之外再额外判断 ListView 等传统可滚动 View 的名称了。

话不多说，我们将无障碍 DEMO 在系统的无障碍设置中启用，选择 “allow” 即可。

ddd

然后运行下 Accompanist 的 Horizontal Pager 界面，打印下收集到的 AccessibilityNodeInfo 信息。

android.view.accessibility.AccessibilityNodeInfo@1cfed; ... 
packageName: com.google.accompanist.sample; className: android.view.View; ... 
enabled: true; ... scrollable: true; ...  
actions: [AccessibilityAction: ... AccessibilityAction: ACTION_SCROLL_FORWARD - null]...

可以看到：

  • className 果然是 android.view.View
  • scrollable 是 true
  • 支持的 AccessibilityAction 有 ACTION_SCROLL_FORWARD 等

模拟滚动的效果如下，可以看到一打开 Horizontal Pager 的界面，就自动往右进行了翻页。

ddd

Compose 支持模拟滚动的原理

滚动界面 Horizontal Pager

想了解 Compose 支持通过无障碍模拟滚动的原理，首先需要了解一下 Horizontal Pager 界面的布局和物理手势上触发滚动的一些背景知识。

ddd

该布局主要采用 TopAppBar 展示 Title 栏，内容区域由 Column 组件堆叠。其中：

  • ScrollableTabRow 负责可以横向滚动的 Tab 栏的内容展示
  • HorizontalPager 负责各 Tab 对应内容的展示，会依据 page index 展示对应的 Text 文本，还需要监听 scroll 手势进行横向滚动

ScrollableTabRow 还需要监听 Tab 的点击事件进行 PagerState 的滚动，采用 animateScrollToPage() 进行。

     class HorizontalPagerTabsSample : ComponentActivity() {override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {...setContent {AccompanistSampleTheme {Surface {Sample()}}}}}​@Composableprivate fun Sample() {Scaffold(topBar = {TopAppBar(title = { Text(stringResource(R.string.horiz_pager_title_tabs)) },backgroundColor = MaterialTheme.colors.surface,)},modifier = Modifier.fillMaxSize()) { padding ->val pages = remember {listOf("Home", "Shows", "Movies", "Books", "Really long movies", "Short audiobooks")}​Column(Modifier.fillMaxSize().padding(padding)) {...ScrollableTabRow(selectedTabIndex = pagerState.currentPage,...) {pages.forEachIndexed { index, title ->Tab(...onClick = {coroutineScope.launch {pagerState.animateScrollToPage(index)}})}}​HorizontalPager(...) { page ->Card {Box(Modifier.fillMaxSize()) {Text(text = "Page: ${pages[page]}",...)}}}}}}

animateScrollToPage() 的实现如下，主要是依据 page 计算滚动的 index 和 scrollOffset。然后调用通用的 LazyListState 的 animateScrollToItem() 执行 smooth 的滚动操作。

         public suspend fun animateScrollToPage(@IntRange(from = 0) page: Int,@FloatRange(from = -1.0, to = 1.0) pageOffset: Float = 0f,) {requireCurrentPage(page, "page")requireCurrentPageOffset(pageOffset, "pageOffset")try {...if (pageOffset.absoluteValue <= 0.005f) {lazyListState.animateScrollToItem(index = page)} else {lazyListState.scroll { }...​if (target != null) {lazyListState.animateScrollToItem(index = page,scrollOffset = ((target.size + itemSpacing) * pageOffset).roundToInt())} else if (layoutInfo.visibleItemsInfo.isNotEmpty()) {...}}} finally {onScrollFinished()}}

animateScrollToItem() 由 LazyLayoutAnimateScrollScope 完成。

首先需要通过 LazyListState 的 scroll() 挂起函数请求准备执行 scroll 处理，获得调度之后通过 lambda 回调最重要的步骤：ScrollScope 的 scrollBy()。

     internal suspend fun LazyLayoutAnimateScrollScope.animateScrollToItem(...) {scroll {try {...while (loop && itemCount > 0) {...anim.animateTo(target,sequentialAnimation = (anim.velocity != 0f)) {if (!isItemVisible(index)) {// Springs can overshoot their target, clamp to the desired rangeval coercedValue = if (target > 0) {value.coerceAtMost(target)} else {value.coerceAtLeast(target)}val delta = coercedValue - prevValueval consumed = scrollBy(delta)...}​if (isOvershot()) {snapToItem(index = index, scrollOffset = scrollOffset)loop = falsecancelAnimation()return@animateTo} ...}​loops++}} catch (itemFound: ItemFoundInScroll) {...}}}

在内容区域手动滚动触发 scroll 的入口和点击 Tab 不同，来自 scroll gesture，但后续都是调用 ScrollScope 的 scrollBy() 完成。

详细链路不再赘述，感兴趣的同学可以 debug 跟一下。

     private class ScrollDraggableState(var scrollLogic: ScrollingLogic) : DraggableState, DragScope {var latestScrollScope: ScrollScope = NoOpScrollScope...​override suspend fun drag(dragPriority: MutatePriority, block: suspend DragScope.() -> Unit) {scrollLogic.scrollableState.scroll(dragPriority) {latestScrollScope = thisblock()}}...}

收集滚动的无障碍语义

Compose 界面所需的 Accessibility 信息，都是通过 Semantics 语义机制来收集的，包括：AccessibilityEvent、AccessibilityNodeInfo 和 AccessibilityAction 信息。

Horizontal Pager 界面里负责主体内容展示的 HorizontalPager 组件，本质上是扩展 LazyRow 而来的，而 LazyRow 和 LazyColumn 一样最终经由 LazyList 抵达 LazyLayout 组件。

     internal fun LazyList(...) {...LazyLayout(modifier = modifier.then(state.remeasurementModifier).then(state.awaitLayoutModifier)// 收集语义.lazyLayoutSemantics(itemProviderLambda = itemProviderLambda,state = semanticState,orientation = orientation,userScrollEnabled = userScrollEnabled,reverseScrolling = reverseLayout).clipScrollableContainer(orientation).lazyListBeyondBoundsModifier(state,beyondBoundsItemCount,reverseLayout,orientation).overscroll(overscrollEffect)......)}

而 LazyLayout 初始化的时候会调用 lazyLayoutSemantics() 收集语义。

     internal fun Modifier.lazyLayoutSemantics(...): Modifier {val coroutineScope = rememberCoroutineScope()return this.then(remember(itemProviderLambda,state,orientation,userScrollEnabled) {val isVertical = orientation == Orientation.Vertical...​val scrollByAction: ((x: Float, y: Float) -> Boolean)? = if (userScrollEnabled) {{ x, y ->...coroutineScope.launch {state.animateScrollBy(delta)}true}} else {null}​...​Modifier.semantics {...if (scrollByAction != null) {scrollBy(action = scrollByAction)}...}})}​fun SemanticsPropertyReceiver.scrollBy(label: String? = null,action: ((x: Float, y: Float) -> Boolean)?) {this[SemanticsActions.ScrollBy] = AccessibilityAction(label, action)}

lazyLayoutSemantics() 会定义一个 scrollByAction 名称的 AccessibilityAction 实例，然后以 ScrollBy 为 key 存放到语义 map 中等待 Accessibility 机制查找和回调。

无障碍回调滚动 action

当其他 App 通过 AccessibilityNodeInfo 执行了 Action 之后，通过 AIDL 最终会进入目标 App 的 performActionHelper()。

我们以 ACTION_SCROLL_FORWARD 为例，关注下处理逻辑。

     internal class AndroidComposeViewAccessibilityDelegateCompat ... {...    private fun performActionHelper(...): Boolean {val node = currentSemanticsNodes[virtualViewId]?.semanticsNode ?: return false...​when (action) {...AccessibilityNodeInfoCompat.ACTION_SCROLL_FORWARD,AccessibilityNodeInfoCompat.ACTION_SCROLL_BACKWARD,android.R.id.accessibilityActionScrollDown,android.R.id.accessibilityActionScrollUp,android.R.id.accessibilityActionScrollRight,android.R.id.accessibilityActionScrollLeft -> {// Introduce a few shorthands:val scrollForward = action == AccessibilityNodeInfoCompat.ACTION_SCROLL_FORWARDval scrollBackward = action == AccessibilityNodeInfoCompat.ACTION_SCROLL_BACKWARD...val scrollHorizontal = scrollLeft || scrollRight || scrollForward || scrollBackwardval scrollVertical = scrollUp || scrollDown || scrollForward || scrollBackward...val scrollAction =node.unmergedConfig.getOrNull(SemanticsActions.ScrollBy) ?: return false​val xScrollState =node.unmergedConfig.getOrNull(SemanticsProperties.HorizontalScrollAxisRange)if (xScrollState != null && scrollHorizontal) {var amountToScroll = viewport.widthif (scrollLeft || scrollBackward) {amountToScroll = -amountToScroll}if (xScrollState.reverseScrolling) {amountToScroll = -amountToScroll}if (node.isRtl && (scrollLeft || scrollRight)) {amountToScroll = -amountToScroll}if (xScrollState.canScroll(amountToScroll)) {return scrollAction.action?.invoke(amountToScroll, 0f) ?: false}}​val yScrollState =node.unmergedConfig.getOrNull(SemanticsProperties.VerticalScrollAxisRange)if (yScrollState != null && scrollVertical) {...if (yScrollState.canScroll(amountToScroll)) {return scrollAction.action?.invoke(0f, amountToScroll) ?: false}}​return false}...}}
  1. 当 Action 类型为 ACTION_SCROLL_FORWARD 的时候，赋值 scrollForward 变量
  2. 从 node 里获取是否支持 x 轴滚动：xScrollState
  3. 两者皆 OK 的话，从语义 map 里以 ScrollBy 为 key 查到的 AccessibilityAction 实例并回调

该 Action 即回到了语义收集时注入的 lambda：

     coroutineScope.launch {state.animateScrollBy(delta)}

State 的实现为 LazyLayoutSemanticState。

     internal fun LazyLayoutSemanticState(state: LazyListState,isVertical: Boolean): LazyLayoutSemanticState = object : LazyLayoutSemanticState {...override suspend fun animateScrollBy(delta: Float) {state.animateScrollBy(delta)}...}

其 animateScrollBy() 实际通过 LazyListState 的 animateScrollBy() 进行，其最终调用 ScrollScope 的 scrollBy()。

虽然入口稍稍不同，但最后的逻辑便和物理上手动点击 Tab 或者横向 scroll 一样，完成滚动操作，殊途同归。

     suspend fun ScrollableState.animateScrollBy(value: Float,animationSpec: AnimationSpec<Float> = spring()): Float {var previousValue = 0fscroll {animate(0f, value, animationSpec = animationSpec) { currentValue, _ ->previousValue += scrollBy(currentValue - previousValue)}}return previousValue}

结语

compose_accessibility_scroll.drawio.png

《一文读懂 Compose 支持 Accessibility 无障碍的原理》 里已经介绍过 Compose 和 Accessibility 交互的大体原理，这里只将重点的 scroll 差异体现出来。

  1. Compose 启动的时候根据可滚动组件收集对应语义，以 ScrollBy key 存到整体的 SemanticsConfiguration 中
  2. 接着在 Accessibility 激活需要准备 Accessibility 信息的时候，将数据提取到 AccessibilityNode 里发送出去
  3. 当 AccessibilityService 发送了 scroll Action 的时候，经由 AccessibilityDelegate 从 SemanticsConfiguration 里查找到对应的 AccessibilityAction 并执行
  4. scrool 的执行由 ScrollScope 的 scrollBy() 完成，这和物理上执行滚动操作是一样的逻辑。

看了上述的 Compose 原理剖析之后，读者或许能感受到：除了开发者需要留意 UI 以外的交互细节，Compose 实现者更需要考虑如何将 UI 的各方各面和原生的 Android View 进行兼容。

不仅仅包括本文提到的 touch、accessibility，还包括大家不常关注到的相关开发细节。比如：

  • 如何 AndroidView 兼容？
  • 如何嵌套的 AndroidView？
  • 如何支持的 UIAutomator 自动化？
  • 如何支持的 Layout Inspector dump？
  • 如何支持的 Android 视图的性能检查？
  • 如何支持的 AndroidTest 机制？
  • 等等

待 Compose 愈加成熟，对于这些相关的开发能力的支持也会更加完善，后期笔者仍会针对其他部分进行持续的分析和介绍。

推荐阅读

  • 《通过调用栈快速探究 Compose 中 touch 事件的处理原理》
  • 《一文读懂 Compose 支持 Accessibility 无障碍的原理》

这篇关于通过无障碍控制 Compose 界面滚动的实战和原理剖析的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/1042434。

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