Android悬浮窗功能实现：从基础到语音通话悬浮窗全解析

一、悬浮窗技术基础解析

1.1 核心概念与权限体系

Android悬浮窗是通过WindowManager系统服务实现的特殊视图，其核心特点在于能够覆盖在其他应用界面之上。实现悬浮窗功能需要声明SYSTEM_ALERT_WINDOW权限，该权限属于危险权限，需在AndroidManifest.xml中声明：

<uses-permission android:name="android.permission.SYSTEM_ALERT_WINDOW" />

从Android 8.0（API 26）开始，系统对悬浮窗的显示进行了更严格的限制，应用必须通过Settings.ACTION_MANAGE_OVERLAY_PERMISSION引导用户手动授权。

1.2 窗口类型选择

WindowManager.LayoutParams中的type参数决定了悬浮窗的层级特性，常见类型包括：

TYPE_APPLICATION_OVERLAY（API 26+推荐）：专为悬浮窗设计，不会干扰系统UI
TYPE_PHONE：高优先级窗口，但可能影响系统稳定性
TYPE_SYSTEM_ALERT：传统实现方式，逐渐被替代

推荐使用TYPE_APPLICATION_OVERLAY，其兼容性更好且符合系统规范。

二、语音通话悬浮窗核心实现

2.1 基础视图构建

悬浮窗视图通常采用自定义ViewGroup实现，包含头像、通话状态、操作按钮等元素。示例布局结构：

<FrameLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="120dp"
    android:layout_height="180dp"
    android:background="@drawable/bg_floating_window">
    <ImageView
        android:id="@+id/avatar"
        android:layout_width="80dp"
        android:layout_height="80dp"
        android:layout_gravity="center_horizontal"
        android:layout_marginTop="16dp"/>
    <TextView
        android:id="@+id/status"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_gravity="center"
        android:layout_marginTop="100dp"/>
    <Button
        android:id="@+id/btn_action"
        android:layout_width="60dp"
        android:layout_height="60dp"
        android:layout_gravity="bottom|center_horizontal"
        android:layout_marginBottom="16dp"/>
</FrameLayout>

2.2 窗口管理实现

通过WindowManager添加悬浮窗的核心代码：

public class FloatingWindowManager {
    private WindowManager windowManager;
    private View floatingView;
    public void addFloatingWindow(Context context) {
        windowManager = (WindowManager) context.getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE);
        floatingView = LayoutInflater.from(context).inflate(R.layout.floating_window, null);
        WindowManager.LayoutParams params = new WindowManager.LayoutParams(
            WindowManager.LayoutParams.WRAP_CONTENT,
            WindowManager.LayoutParams.WRAP_CONTENT,
            WindowManager.LayoutParams.TYPE_APPLICATION_OVERLAY,
            WindowManager.LayoutParams.FLAG_NOT_FOCUSABLE,
            PixelFormat.TRANSLUCENT);
        params.gravity = Gravity.TOP | Gravity.START;
        params.x = 100;
        params.y = 300;
        windowManager.addView(floatingView, params);
        setupDragListeners();
    }
    private void setupDragListeners() {
        floatingView.setOnTouchListener((v, event) -> {
            // 实现拖拽逻辑（见2.3节）
            return true;
        });
    }
}

2.3 拖拽交互实现

完整的拖拽功能需要处理ACTION_DOWN、ACTION_MOVE和ACTION_UP事件：

private int initialX, initialY;
private float initialTouchX, initialTouchY;
floatingView.setOnTouchListener((v, event) -> {
    switch (event.getAction()) {
        case MotionEvent.ACTION_DOWN:
            initialX = params.x;
            initialY = params.y;
            initialTouchX = event.getRawX();
            initialTouchY = event.getRawY();
            return true;
        case MotionEvent.ACTION_MOVE:
            params.x = initialX + (int) (event.getRawX() - initialTouchX);
            params.y = initialY + (int) (event.getRawY() - initialTouchY);
            windowManager.updateViewLayout(floatingView, params);
            return true;
        case MotionEvent.ACTION_UP:
            // 可添加吸附逻辑（见2.4节）
            return true;
    }
    return false;
});

三、高级功能实现

3.1 边缘吸附优化

当悬浮窗被拖动到屏幕边缘时，自动吸附到最近边缘：

private void handleEdgeSnapping(int x, int y) {
    DisplayMetrics metrics = new DisplayMetrics();
    windowManager.getDefaultDisplay().getMetrics(metrics);
    int screenWidth = metrics.widthPixels;
    int screenHeight = metrics.heightPixels;
    // 左侧吸附
    if (x < 50) params.x = 0;
    // 右侧吸附
    else if (x > screenWidth - 150) params.x = screenWidth - floatingView.getWidth();
    // 顶部吸附
    if (y < 50) params.y = 0;
    // 底部吸附（考虑导航栏）
    else if (y > screenHeight - 200) {
        int statusBarHeight = getStatusBarHeight(context);
        params.y = screenHeight - floatingView.getHeight() - statusBarHeight;
    }
}

3.2 通话状态同步

通过Service保持悬浮窗与通话状态的同步：

public class CallService extends Service {
    private FloatingWindowManager windowManager;
    @Override
    public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
        windowManager = new FloatingWindowManager(this);
        windowManager.addFloatingWindow();
        // 监听通话状态变化
        PhoneStateListener listener = new PhoneStateListener() {
            @Override
            public void onCallStateChanged(int state, String phoneNumber) {
                updateFloatingWindowUI(state);
            }
        };
        TelephonyManager tm = (TelephonyManager) getSystemService(TELEPHONY_SERVICE);
        tm.listen(listener, PhoneStateListener.LISTEN_CALL_STATE);
        return START_STICKY;
    }
    private void updateFloatingWindowUI(int state) {
        // 根据通话状态更新UI
    }
}

四、性能优化与最佳实践

4.1 内存管理优化

使用View.onDetachedFromWindow()释放资源
避免在悬浮窗中加载大尺寸图片

及时移除不再需要的悬浮窗：

public void removeFloatingWindow() {
  if (floatingView != null) {
      windowManager.removeView(floatingView);
      floatingView = null;
  }
}

4.2 兼容性处理

针对不同Android版本处理权限请求
为Android 10+设备添加边衬区（Inset）处理
测试不同厂商ROM的特殊限制

4.3 用户体验增强

添加动画效果提升交互体验
实现点击穿透控制（FLAG_NOT_FOCUSABLE与FLAG_WATCH_OUTSIDE_TOUCH配合使用）
提供设置入口让用户自定义悬浮窗位置和大小

五、安全与合规注意事项

权限声明：确保在隐私政策中明确说明悬浮窗功能用途
最小权限原则：仅申请必要权限
用户可控：提供关闭悬浮窗的明确入口
数据保护：避免在悬浮窗中显示敏感信息

六、进阶方向探索

多窗口协同：实现主应用与悬浮窗的数据同步
AI集成：结合语音识别提升通话体验
无障碍适配：为特殊用户群体优化交互
折叠屏适配：处理不同屏幕形态下的显示问题

通过系统化的技术实现和持续优化，开发者可以构建出稳定、高效且用户体验优秀的悬浮窗功能。在实际开发中，建议采用模块化设计，将悬浮窗管理、状态同步和UI渲染分离，便于后续维护和功能扩展。对于复杂业务场景，可考虑结合消息队列或EventBus实现组件间通信，提升系统可维护性。