Android Wear 自定义表盘开发完全指南：从设计、服务实现到性能优化（android-training-course-in-chinese 实战教程）

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本文以 android-training-course-in-chinese 仓库的 wearables/watch-faces 课程为主线，系统讲解在 Android Wear 设备上创建自定义表盘（watch face）的全流程。表盘本质上是运行在可穿戴设备上的动态数字画布，用颜色、动画与上下文信息表达时间。阅读完本文，你将掌握表盘工程配置、CanvasWatchFaceService服务实现、绘制与系统 UI 协调、配置 Activity 接入以及节能优化等完整实战技能。

一、表盘开发的整体蓝图

Android Wear 的表盘是一个动态的数字画布，它通过颜色、动画和相关的上下文信息来表示时间。Android Wear 配套应用（companion app）为用户提供了不同风格和形状的表盘，当用户选择可穿戴设备应用或配套应用上可用的表盘时，可穿戴设备会提供表盘的预览并让用户设置选项。

Android Wear 允许开发者创建自定义表盘。当用户安装一个包含表盘的可穿戴应用的手持式应用时，表盘会出现在手持设备上的 Android Wear 配套应用中，以及可穿戴设备上的表盘选择器里。这正是 创建可穿戴的应用 课程中提到的打包机制——用户不会直接将应用下载到可穿戴设备，而是将可穿戴应用打包进手持应用，安装手持应用时系统自动安装可穿戴部分。

本节课程由以下 6 个 Lesson 组成，本文将其完整展开：

Lesson	主题	核心内容
设计表盘	设计准则与实现策略	屏幕形状适配、显示模式、实现方案选型
构建表盘服务	工程配置与服务实现	依赖、权限、CanvasWatchFaceService回调
绘制表盘	初始化与绘制	资源加载、定时器、系统 UI、模式切换、onDraw()
在表盘上显示信息	上下文数据集成	数据获取任务、自定义定时器、重绘
提供配置 Activity	用户客制化	Intent 元数据、可穿戴/配套配置界面
定位常见的问题	兼容性适配	屏幕形状检测、Card 容纳、系统指示图标、相对尺寸
优化性能和电池使用时间	性能与节能	位图裁剪、滤镜、帧率、CPU 睡眠

开发工具建议：本课程推荐使用 Android Studio 进行 Android Wear 开发，因为它提供了工程初始配置、库包含和方便的打包流程，这些功能在 ADT（Eclipse）中是没有的。课程中的全部教程均假定使用 Android Studio。

二、设计表盘：准则与实现策略

设计 Android Wear 表盘，类似于设计传统表盘，是一场"清晰地显示时间"的练习。但 Wear 设备为表盘提供了更多高级功能：鲜艳的色彩、动态的背景、动画和数据整合。因此必须同时考虑更多的设计因素。

2.1 六大设计准则

为方形和圆形的设备作出规划：设计应该可以运行在方形和圆形的 Android Wear 设备上，包括那些使用感知形状的 Layout（BoxInsetLayout）的设备。在 wearables/ui/layouts.md 中介绍的BoxInsetLayout继承自FrameLayout，通过app:layout_box属性（取值如"left|top"、"all"）让子 view 自动落在圆形屏幕的安全区域内；方形屏幕上窗口间隔为 0，layout_box会被忽略。

支持所有的显示模式：表盘必须同时支持有限颜色的环境模式（ambient mode）和全彩色动画的交互模式（interactive mode）。

优化特殊屏幕的技术：在环境模式下，表盘应让大部分像素保持黑色。根据屏幕技术，需要避免使用大块白色像素，仅使用黑色和白色，并禁用抗锯齿（anti-aliasing）。

容纳系统 UI 组件：设计应确保系统指示图标可见；当 notification cards 出现在屏幕上时，用户依然能看到时间。

整合数据：表盘可以利用配套手机设备上的传感器和蜂窝数据连接，显示天气、下一个日程事件等上下文数据。

提供设置选项：让用户可在可穿戴应用或 Android Wear 配套应用上配置表盘的某些设计特征（如颜色和尺寸）。

2.2 创建实现策略

完成设计后，需要决定如何获得数据并完成绘制。大部分实现方案由三部分组成：

• 一幅或多幅背景图片
• 接收所需数据的应用代码
• 在背景图片上绘制文本和形状的应用代码

实现策略的关键决策点如下：

• 双背景策略：一般在交互模式和环境模式使用两幅不同的背景图片，环境模式背景通常为全黑。
• 屏幕密度：Android Wear 设备的屏幕密度（hdpi）应设计为320×320 像素，以同时兼容方形和圆形设备。背景图片的四角在圆形设备上不可见。
• 按需缩放：代码中可以检测设备屏幕尺寸，若分辨率低于图片则按比例缩小背景。为了提升性能，只对背景图片缩放一次并保存缩放后的 bitmap（这正是后续 绘制表盘 中mBackgroundScaledBitmap缓存机制的由来）。
• 数据获取节流：仅在需要时运行代码检索上下文数据并保存结果，使每次绘制时可重用数据——例如不必每隔一分钟刷新一次天气。
• 模式差异化绘制：为延长电池寿命，环境模式下的绘制代码应相对简单，通常用一组有限颜色绘制形状轮廓；交互模式才使用全色彩、复杂形状、渐变和动画。

三、构建表盘服务：工程配置与核心回调

表盘在可穿戴应用中实现为服务（Service）并随应用打包。当用户安装包含表盘的手持式应用后，表盘在配套应用和可穿戴表盘选择器中可用；用户选择后，可穿戴设备显示表盘并按需调用其服务的回调方法。

3.1 在 Android Studio 中创建工程

按以下步骤创建包含wear和mobile两个模块的工程：

1. 打开 Android Studio。
2. 创建新工程（Welcome界面点击New Project，或在File菜单选择New Project）。
3. 填写应用名，点击Next。
4. 选择Phone and Tablet尺寸系数。
5. 在Minimum SDK下拉菜单选择API 18。
6. 选择Wear尺寸系数。
7. 在Minimum SDK下拉菜单选择API 21，点击Next。
8. 选择Add No Activity，在接下来的两个界面点击Next。
9. 点击Finish。
10. 在 IDE 窗口点击View > Tool Windows > Project。

工程创建完成后，Android Studio 会自动向build.gradle添加所需依赖条目，其中包含：

• Wearable Support 库：提供可继承以实现表盘的基类（CanvasWatchFaceService等）；
• Google Play services client 库（play-services与play-services-wearable）：用于在配套设备和可穿戴应用之间通过 可穿戴数据层 API 同步数据项。

若使用 Eclipse ADT，需单独下载 Wearable Support 库并将其作为依赖包含进工程。

3.2 声明权限

表盘需要PROVIDE_BACKGROUND和WAKE_LOCK两项权限，需在可穿戴应用和手持式应用的 manifest 文件manifest节点下同时声明：

<manifest ...> <uses-permission android:name="com.google.android.permission.PROVIDE_BACKGROUND" /> <uses-permission android:name="android.permission.WAKE_LOCK" /> ... </manifest>

Caution:手持式应用必须包含所有在可穿戴应用中声明的权限。

3.3 实现服务和回调方法

表盘实现为服务：当表盘处于活动状态时，系统会在时间改变或出现重要事件（如切换到环境模式、收到新通知）时调用服务方法，服务实现据此将表盘绘制到屏幕上。

实现一个表盘需要继承CanvasWatchFaceService与CanvasWatchFaceService.Engine，并重写 Engine 的回调方法（这些类都包含在 Wearable Support 库中）。核心骨架如下：

public class AnalogWatchFaceService extends CanvasWatchFaceService { @Override public Engine onCreateEngine() { /* provide your watch face implementation */ return new Engine(); } /* implement service callback methods */ private class Engine extends CanvasWatchFaceService.Engine { @Override public void onCreate(SurfaceHolder holder) { super.onCreate(holder); /* initialize your watch face */ } @Override public void onPropertiesChanged(Bundle properties) { super.onPropertiesChanged(properties); /* get device features (burn-in, low-bit ambient) */ } @Override public void onTimeTick() { super.onTimeTick(); /* the time changed */ } @Override public void onAmbientModeChanged(boolean inAmbientMode) { super.onAmbientModeChanged(inAmbientMode); /* the wearable switched between modes */ } @Override public void onDraw(Canvas canvas, Rect bounds) { /* draw your watch face */ } @Override public void onVisibilityChanged(boolean visible) { super.onVisibilityChanged(visible); /* the watch face became visible or invisible */ } } }

Note:Android SDK 中的WatchFace示例示范了如何通过继承CanvasWatchFaceService实现模拟和数字表盘，示例位于android-sdk/samples/android-21/wearable/WatchFace目录。

CanvasWatchFaceService还提供了类似View.invalidate()的重绘机制：在主 UI 线程中调用invalidate()，从其它线程调用postInvalidate()，即可请求系统重新绘制表盘。

3.4 注册表盘服务

在可穿戴应用的 manifest 文件中注册服务实现，系统会在安装后使用该服务信息，使表盘在配套应用和表盘选择器中可用。完整注册代码：

<service android:name=".AnalogWatchFaceService" android:label="@string/analog_name" android:allowEmbedded="true" android:taskAffinity="" android:permission="android.permission.BIND_WALLPAPER" > <meta-data android:name="android.service.wallpaper" android:resource="@xml/watch_face" /> <meta-data android:name="com.google.android.wearable.watchface.preview" android:resource="@drawable/preview_analog" /> <meta-data android:name="com.google.android.wearable.watchface.preview_circular" android:resource="@drawable/preview_analog_circular" /> <intent-filter> <action android:name="android.service.wallpaper.WallpaperService" /> <category android:name= "com.google.android.wearable.watchface.category.WATCH_FACE" /> </intent-filter> </service>

关键元数据说明：

• com.google.android.wearable.watchface.preview：定义表盘预览图。配套应用和表盘选择器在展示表盘时使用该预览图，可运行 Wear 设备或模拟器上的表盘并截图获取。hdpi 屏幕的 Wear 设备上预览图通常为320×320 像素。
• com.google.android.wearable.watchface.preview_circular：圆形预览图。若表盘同时包含圆形和方形预览图，配套应用和表盘选择器会按手表形状选择合适的一张；若没有圆形预览图，方形和圆形设备都会使用方形预览图（圆形设备上会被圆形裁剪）。
• android.service.wallpaper：指定包含wallpaper节点的watch_face.xml资源文件：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <wallpaper xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" />

可穿戴应用可以包含多个表盘——必须为每个表盘实现分别添加一个 service 节点。

四、绘制表盘：初始化、绘制与系统 UI 协调

配置好工程并添加表盘服务类后，就可以编写初始化和绘制代码了。本节以 Android SDKWatchFace示例中的AnalogWatchFaceService为例讲解系统如何调用表盘服务方法。示例中的大部分服务实现（如初始化、检测设备功能）可复用到任意表盘。

4.1 初始化表盘

系统加载服务时，应分配并初始化表盘需要的大部分资源：加载位图资源、创建自定义动画定时器、配置颜色风格等。这些操作通常只执行一次并复用结果，以提升性能、方便维护。

初始化分三步：声明变量 → 在Engine.onCreate()中初始化组件 → 在Engine.onVisibilityChanged()中初始化自定义定时器。

第一步：声明变量。需要在Engine实现中为可复用资源声明成员变量，包括：

• 图形对象：背景位图、时钟指针等位图资源；
• 自定义定时器：系统每分钟通知一次时间变化，但自定义动画需要按更高频率刷新，需用Handler实现定时器；
• 时区变化接收器：用户旅行调整时区时系统会广播事件，服务必须注册广播接收器以更新时间。

WatchFace示例的变量声明（自定义定时器通过Handler每秒计数一次，计数时调用invalidate()触发重绘）：

private class Engine extends CanvasWatchFaceService.Engine { static final int MSG_UPDATE_TIME = 0; /* a time object */ Time mTime; /* device features */ boolean mLowBitAmbient; /* graphic objects */ Bitmap mBackgroundBitmap; Bitmap mBackgroundScaledBitmap; Paint mHourPaint; Paint mMinutePaint; ... /* handler to update the time once a second in interactive mode */ final Handler mUpdateTimeHandler = new Handler() { @Override public void handleMessage(Message message) { switch (message.what) { case MSG_UPDATE_TIME: invalidate(); if (shouldTimerBeRunning()) { long timeMs = System.currentTimeMillis(); long delayMs = INTERACTIVE_UPDATE_RATE_MS - (timeMs % INTERACTIVE_UPDATE_RATE_MS); mUpdateTimeHandler .sendEmptyMessageDelayed(MSG_UPDATE_TIME, delayMs); } break; } } }; /* receiver to update the time zone */ final BroadcastReceiver mTimeZoneReceiver = new BroadcastReceiver() { @Override public void onReceive(Context context, Intent intent) { mTime.clear(intent.getStringExtra("time-zone")); mTime.setToNow(); } }; /* service methods (see other sections) */ ... }

第二步：在Engine.onCreate()中初始化组件。包括加载背景图片、创建绘制图形对象的风格和色彩、分配保存时间的对象、配置系统 UI：

@Override public void onCreate(SurfaceHolder holder) { super.onCreate(holder); /* configure the system UI (see next section) */ ... /* load the background image */ Resources resources = AnalogWatchFaceService.this.getResources(); Drawable backgroundDrawable = resources.getDrawable(R.drawable.bg); mBackgroundBitmap = ((BitmapDrawable) backgroundDrawable).getBitmap(); /* create graphic styles */ mHourPaint = new Paint(); mHourPaint.setARGB(255, 200, 200, 200); mHourPaint.setStrokeWidth(5.0f); mHourPaint.setAntiAlias(true); mHourPaint.setStrokeCap(Paint.Cap.ROUND); ... /* allocate an object to hold the time */ mTime = new Time(); }

背景位图在系统初始化表盘时只加载一次，图形风格用Paint实例化，之后在onDraw()中复用这些风格绘制组件。

第三步：初始化自定义定时器。通过定时器的计数频率，开发者决定交互模式下表盘的更新频率，从而支持自定义动画和视觉效果。

Note:在环境模式下，系统不会可靠地调用自定义定时器。环境模式的更新应依赖onTimeTick()。

定时器的启动条件是：表盘可见 且 设备处于交互模式：

private void updateTimer() { mUpdateTimeHandler.removeMessages(MSG_UPDATE_TIME); if (shouldTimerBeRunning()) { mUpdateTimeHandler.sendEmptyMessage(MSG_UPDATE_TIME); } } private boolean shouldTimerBeRunning() { return isVisible() && !isInAmbientMode(); }

在Engine.onVisibilityChanged()中启动定时器并注册时区接收器：

@Override public void onVisibilityChanged(boolean visible) { super.onVisibilityChanged(visible); if (visible) { registerReceiver(); // Update time zone in case it changed while we weren't visible. mTime.clear(TimeZone.getDefault().getID()); mTime.setToNow(); } else { unregisterReceiver(); } // Whether the timer should be running depends on whether we're visible and // whether we're in ambient mode), so we may need to start or stop the timer updateTimer(); }

registerReceiver()/unregisterReceiver()的实现如下（注册Intent.ACTION_TIMEZONE_CHANGED过滤器）：

private void registerReceiver() { if (mRegisteredTimeZoneReceiver) { return; } mRegisteredTimeZoneReceiver = true; IntentFilter filter = new IntentFilter(Intent.ACTION_TIMEZONE_CHANGED); AnalogWatchFaceService.this.registerReceiver(mTimeZoneReceiver, filter); } private void unregisterReceiver() { if (!mRegisteredTimeZoneReceiver) { return; } mRegisteredTimeZoneReceiver = false; AnalogWatchFaceService.this.unregisterReceiver(mTimeZoneReceiver); }

4.2 在环境模式下更新表盘

环境模式下系统每分钟调用一次Engine.onTimeTick()，通常每分钟更新一次已足够。大部分表盘实现只需在onTimeTick()中重绘：

@Override public void onTimeTick() { super.onTimeTick(); invalidate(); }

4.3 配置系统 UI

表盘不应干涉系统 UI 组件。若表盘背景较亮或在屏幕底部附近显示信息，可能需要配置 notification cards 的尺寸或启用背景保护。Android Wear 允许表盘配置以下几个方面：

• 指定第一个 notification card 离屏幕的距离；
• 指定系统是否将时间绘制在表盘上；
• 在环境模式下显示或隐藏 notification card；
• 用纯色背景保护系统指针；
• 指定系统指针的位置。

创建WatchFaceStyle实例并传入Engine.setWatchFaceStyle()方法：

@Override public void onCreate(SurfaceHolder holder) { super.onCreate(holder); /* configure the system UI */ setWatchFaceStyle(new WatchFaceStyle.Builder(AnalogWatchFaceService.this) .setCardPeekMode(WatchFaceStyle.PEEK_MODE_SHORT) .setBackgroundVisibility(WatchFaceStyle .BACKGROUND_VISIBILITY_INTERRUPTIVE) .setShowSystemUiTime(false) .build()); ... }

上述配置将 card 设为一行高、背景仅对中断性通知显示、不显示系统时间（因为表盘自己绘制时间）。系统 UI 风格可以在表盘实现的任意时刻配置，例如用户选择白色背景时可为系统指针添加背景保护。

4.4 获得设备屏幕信息

系统确定设备屏幕属性时调用Engine.onPropertiesChanged()，例如设备是否使用低比特率环境模式、屏幕是否需要烧毁保护：

@Override public void onPropertiesChanged(Bundle properties) { super.onPropertiesChanged(properties); mLowBitAmbient = properties.getBoolean(PROPERTY_LOW_BIT_AMBIENT, false); mBurnInProtection = properties.getBoolean(PROPERTY_BURN_IN_PROTECTION, false); }

绘制时应考虑这两个属性：

• 低比特率环境模式：屏幕在环境模式下为每种颜色提供更少的比特，切换到环境模式时应禁用抗锯齿和位图滤镜；
• 烧毁保护：环境模式下避免使用大块白色像素，且不要将内容放在离屏幕边缘 10 像素范围内（系统会周期性移动内容防止像素烧毁）。

4.5 响应两种模式间的变化

设备在环境模式和交互模式间转换时，系统调用Engine.onAmbientModeChanged()，实现应做出必要调整并调用invalidate()重绘：

@Override public void onAmbientModeChanged(boolean inAmbientMode) { super.onAmbientModeChanged(inAmbientMode); if (mLowBitAmbient) { boolean antiAlias = !inAmbientMode; mHourPaint.setAntiAlias(antiAlias); mMinutePaint.setAntiAlias(antiAlias); mSecondPaint.setAntiAlias(antiAlias); mTickPaint.setAntiAlias(antiAlias); } invalidate(); updateTimer(); }

4.6 绘制表盘

系统调用Engine.onDraw()，参数为Canvas实例和绘制区域bounds。bounds说明任意内插的区域，如圆形设备底部的"下巴"。绘制步骤：

1. 首次调用onDraw()时缩放背景以匹配画布；
2. 检查设备处于环境模式还是交互模式；
3. 处理任何图形计算；
4. 在画布上绘制背景位图；
5. 使用Canvas方法绘制表盘。

@Override public void onDraw(Canvas canvas, Rect bounds) { // Update the time mTime.setToNow(); int width = bounds.width(); int height = bounds.height(); // Draw the background, scaled to fit. if (mBackgroundScaledBitmap == null || mBackgroundScaledBitmap.getWidth() != width || mBackgroundScaledBitmap.getHeight() != height) { mBackgroundScaledBitmap = Bitmap.createScaledBitmap(mBackgroundBitmap, width, height, true /* filter */); } canvas.drawBitmap(mBackgroundScaledBitmap, 0, 0, null); // Find the center. Ignore the window insets so that, on round watches // with a "chin", the watch face is centered on the entire screen, not // just the usable portion. float centerX = width / 2f; float centerY = height / 2f; // Compute rotations and lengths for the clock hands. float secRot = mTime.second / 30f * (float) Math.PI; int minutes = mTime.minute; float minRot = minutes / 30f * (float) Math.PI; float hrRot = ((mTime.hour + (minutes / 60f)) / 6f ) * (float) Math.PI; float secLength = centerX - 20; float minLength = centerX - 40; float hrLength = centerX - 80; // Only draw the second hand in interactive mode. if (!isInAmbientMode()) { float secX = (float) Math.sin(secRot) * secLength; float secY = (float) -Math.cos(secRot) * secLength; canvas.drawLine(centerX, centerY, centerX + secX, centerY + secY, mSecondPaint); } // Draw the minute and hour hands. float minX = (float) Math.sin(minRot) * minLength; float minY = (float) -Math.cos(minRot) * minLength; canvas.drawLine(centerX, centerY, centerX + minX, centerY + minY, mMinutePaint); float hrX = (float) Math.sin(hrRot) * hrLength; float hrY = (float) -Math.cos(hrRot) * hrLength; canvas.drawLine(centerX, centerY, centerX + hrX, centerY + hrY, mHourPaint); }

该实现按当前时间计算指针位置，使用onCreate()中初始化的图形风格在背景位图上绘制指针。其中秒针只在交互模式绘制，环境模式不显示。

五、在表盘上显示上下文信息

创建自定义表盘不仅可以用丰富的方式显示时间，还可以在用户扫视设备时显示相关信息。表盘可以通过 可穿戴数据层 API 与可穿戴设备上的应用通信。某些情况下，需要在工程的手持式应用模块中创建 activity，从互联网或用户配置文件检索数据，再分享给表盘。

5.1 创建丰富的体验

设计和实现上下文感知表盘前，先回答四个问题：

• 想要包含什么类型的数据？
• 可以从哪里获得数据？
• 数据多久会显著变化？
• 如何表达数据，使用户瞥一眼就明白含义？

Wear 设备通常与带 GPS 或蜂窝数据连接的配套设备配对，因此可以整合位置、日历事件、社交媒体、图片、股票报价、新闻事件、体育比分等数据。但并非所有类型的数据都适合表盘，需要权衡与用户的相关性；当没有配对设备或互联网断开时，表盘应优雅降级处理。

由于表盘是一直在运行的应用，必须使用高效节能的方法获取数据。例如每 10 分钟而非每 1 分钟获取一次天气并缓存结果；在设备从环境模式切换到交互模式时刷新上下文数据（此时用户最可能瞥一眼手表）。

屏幕空间有限且用户通常只看一两秒，因此应归纳上下文信息。有时用图形和颜色表达信息效果最好——例如表盘根据天气改变背景图片。

5.2 添加数据到表盘

WatchFace示例的CalendarWatchFaceService从用户配置文件获取日程数据，显示接下来 24 小时有多少个会议。实现包含上下文数据的表盘需要三步：提供检索数据的任务 → 创建自定义定时器周期调用任务或监听外部数据变化 → 用更新数据重绘表盘。

第一步：提供任务检索数据。在CanvasWatchFaceService.Engine实现中创建继承AsyncTask的类：

/* Asynchronous task to load the meetings from the content provider and * report the number of meetings back using onMeetingsLoaded() */ private class LoadMeetingsTask extends AsyncTask<Void, Void, Integer> { @Override protected Integer doInBackground(Void... voids) { long begin = System.currentTimeMillis(); Uri.Builder builder = WearableCalendarContract.Instances.CONTENT_URI.buildUpon(); ContentUris.appendId(builder, begin); ContentUris.appendId(builder, begin + DateUtils.DAY_IN_MILLIS); final Cursor cursor = getContentResolver() .query(builder.build(), null, null, null, null); int numMeetings = cursor.getCount(); if (Log.isLoggable(TAG, Log.VERBOSE)) { Log.v(TAG, "Num meetings: " + numMeetings); } return numMeetings; } @Override protected void onPostExecute(Integer result) { /* get the number of meetings and set the next timer tick */ onMeetingsLoaded(result); } }

Wearable Support 库的WearableCalendarContract类可直接访问配套设备用户的日历事件。任务检索完数据后调用回调方法。

第二步：创建自定义定时器。用Handler通过线程消息队列发送和处理延时消息，周期性更新数据：

private class Engine extends CanvasWatchFaceService.Engine { ... int mNumMeetings; private AsyncTask<Void, Void, Integer> mLoadMeetingsTask; /* Handler to load the meetings once a minute in interactive mode. */ final Handler mLoadMeetingsHandler = new Handler() { @Override public void handleMessage(Message message) { switch (message.what) { case MSG_LOAD_MEETINGS: cancelLoadMeetingTask(); mLoadMeetingsTask = new LoadMeetingsTask(); mLoadMeetingsTask.execute(); break; } } }; ... }

在onVisibilityChanged()中根据可见性启动/停止定时器：

@Override public void onVisibilityChanged(boolean visible) { super.onVisibilityChanged(visible); if (visible) { mLoadMeetingsHandler.sendEmptyMessage(MSG_LOAD_MEETINGS); } else { mLoadMeetingsHandler.removeMessages(MSG_LOAD_MEETINGS); cancelLoadMeetingTask(); } }

第三步：用更新的数据重绘表盘。任务检索完数据后调用invalidate()，将数据保存为Engine成员变量供onDraw()访问：

private void onMeetingsLoaded(Integer result) { if (result != null) { mNumMeetings = result; invalidate(); } if (isVisible()) { mLoadMeetingsHandler.sendEmptyMessageDelayed( MSG_LOAD_MEETINGS, LOAD_MEETINGS_DELAY_MS); } }

回调方法将结果存入成员变量、销毁 view（触发重绘）并调度下一个定时器再次运行任务。

六、提供配置 Activity：让用户客制化表盘

一些表盘提供配置参数让用户客制化外观和行为，例如选择背景颜色、在两个时区中选择感兴趣的时区。配置界面可以是可穿戴应用的 activity、手持应用的 activity，或两者皆有——用户可启动可穿戴设备上的配置界面，也可启动 Android Wear 配套应用中的配套配置界面。

6.1 指定配置 Activity 的 Intent

在可穿戴应用 manifest 的服务声明部分添加元数据项，声明配置 activity 的 Intent：

<service android:name=".DigitalWatchFaceService" ... /> <!-- companion configuration activity --> <meta-data android:name= "com.google.android.wearable.watchface.companionConfigurationAction" android:value= "com.example.android.wearable.watchface.CONFIG_DIGITAL" /> <!-- wearable configuration activity --> <meta-data android:name= "com.google.android.wearable.watchface.wearableConfigurationAction" android:value= "com.example.android.wearable.watchface.CONFIG_DIGITAL" /> ... </service>

元数据值必须在应用的包名之前定义。配置 activity 为此 intent 注册 intent filter，系统在用户想配置表盘时启动该 intent。若表盘只包含配套或可穿戴配置 activity 之一，只需包含对应的元数据项。

6.2 创建可穿戴配置 Activity

可穿戴配置 activity 只提供有限的客制化选择（复杂的菜单在小屏幕上很难导航），应提供二元选择和少量选项，覆盖表盘的主要方面。在可穿戴应用 manifest 中声明如下 intent filter：

<activity android:name=".DigitalWatchFaceWearableConfigActivity" android:label="@string/digital_config_name"> <intent-filter> <action android:name= "com.example.android.wearable.watchface.CONFIG_DIGITAL" /> <category android:name= "com.google.android.wearable.watchface.category.WEARABLE_CONFIGURATION" /> <category android:name="android.intent.category.DEFAULT" /> </intent-filter> </activity>

该 intent filter 的 action 名称必须与 6.1 节定义的 intent 一致。在配置 activity 中构建简单 UI 提供选择，用户做出选择后使用可穿戴数据层 API将配置变化传达给表盘。

6.3 创建配套配置 Activity

配套配置 activity 允许用户访问全套客制化选择（手持设备屏幕更大，更容易与复杂菜单互动），例如显示复杂的颜色选择器。在手持应用 manifest 中声明：

<activity android:name=".DigitalWatchFaceCompanionConfigActivity" android:label="@string/app_name"> <intent-filter> <action android:name= "com.example.android.wearable.watchface.CONFIG_DIGITAL" /> <category android:name= "com.google.android.wearable.watchface.category.COMPANION_CONFIGURATION" /> <category android:name="android.intent.category.DEFAULT" /> </intent-filter> </activity>

6.4 创建监听器服务

为接收配置 activity 更新的配置参数，需要在可穿戴应用中创建实现可穿戴数据层 API 的WearableListenerService服务。表盘实现可在配置参数改变时重新绘制表盘。可参考WatchFace示例中的DigitalWatchFaceConfigListenerService与DigitalWatchFaceService类。

七、定位常见问题与兼容性适配

创建自定义表盘与创建 notification 和可穿戴特有 activity 的方法不同，本节解决实现第一个表盘时常见的问题。

7.1 检测屏幕形状

部分 Wear 设备屏幕为方形，部分为圆形，圆形设备可能在底部包含插入部分（"下巴"）。在运行时通过重写onApplyWindowInsets()检测屏幕形状：

private class Engine extends CanvasWatchFaceService.Engine { boolean mIsRound; int mChinSize; @Override public void onApplyWindowInsets(WindowInsets insets) { super.onApplyWindowInsets(insets); mIsRound = insets.isRound(); mChinSize = insets.getSystemWindowInsetBottom(); } ... }

重新绘制表盘时检查mIsRound和mChinSize的值来适配设计。

7.2 容纳 Card

收到 notification 时，card 可能遮盖屏幕很大一部分（取决于 系统 UI 风格）。表盘应确保 card 出现时用户仍能看到时间：

• 模拟表盘通常需要调整（如缩小表盘避免被 card 覆盖）；
• 数字表盘的显示时间区域通常不会被 card 覆盖，一般无需调整；
• 使用WatchFaceService.getPeekCardPosition()方法确定 card 上方可用于调整表盘的空间。

在环境模式下 card 背景是透明的。若表盘在环境模式下 card 附近包含详细信息，可考虑在 card 上方绘制黑色方块，确保用户能读到 card 内容。

7.3 配置系统指示图标

创建WatchFaceStyle实例时可配置系统指示图标的位置与背景保护：

• setStatusBarGravity()：设置状态栏的位置；
• setHotwordIndicatorGravity()：设置热词的位置；
• setViewProtection()：用灰色半透明背景保护状态栏和热词。系统指示图标是白色的，若表盘背景明亮则尤其必要。

7.4 使用相对尺寸

不同厂商的 Wear 设备屏幕尺寸和分辨率不同，表盘应使用相对尺寸而非绝对像素值：

• 绘制时用Canvas.getWidth()/Canvas.getHeight()获得画布尺寸，以屏幕尺寸比例定位图片；
• 若重新绘制组件响应 card，则根据屏幕里 card 上方剩余空间的比例重新绘制。

八、优化性能与电池使用时间

表盘在设备上一直运行，高效使用电池十分重要。除良好的 notification cards 和系统指示图标外，还需确保动画流畅、服务不执行多余计算。

8.1 减小位图资源的尺寸

每次重绘时，onDraw()中的图像组件（时钟指针等）往往需要旋转甚至缩放。资源越大，转换运算量越大，大图形资源的转换会大幅降低动画帧率。提升性能需要：

• 不要使用比需要更大的图像组件；
• 删除边缘周围多余的透明像素（有时可减小 97% 的大小）。

这不仅能提升动画性能，也能节省电量。

8.2 合并位图资源

经常一起绘制的位图可以合并到同一个图形资源中。例如交互模式下将背景图片和计数标记组合，避免每次重绘时绘制两个全屏位图。

8.3 绘制可缩放位图时禁用抗锯齿

使用Canvas.drawBitmap()绘制可缩放位图时，可通过Paint实例设置选项。用setAntiAlias()禁用抗锯齿可提升性能——该设置对位图绘制没有任何视觉效果。

使用位图滤镜

对于绘制在其它组件上的位图资源，可在同一Paint实例上用setFilterBitmap()打开位图滤镜，放大后的时钟指针边缘会更平滑。

Note:在低比特率环境模式下，系统不能可靠渲染图片颜色，无法保证滤镜效果。因此在环境模式下应禁用位图滤镜。

8.4 将复杂操作移到 onDraw() 外

系统每次重绘都会调用onDraw()，应只放置更新表盘的关键操作，避免在其中：

• 加载图片和其它资源；
• 调整图片大小；
• 分配对象；
• 运行帧与帧之间不会改变的计算。

这些操作通常放在Engine.onCreate()中；图片大小调整可在Engine.onSurfaceChanged()之前进行（该方法提供画布大小）。性能分析可使用 Android Device Monitor，重点确保onDraw()实现运行时间短且调用一致。

8.5 节能最佳做法

降低动画帧频：动画消耗大量计算资源和电量。大部分动画在每秒 30 帧下看起来流畅，应避免超过 30 fps。

让 CPU 睡眠：动画和内容的小变化会唤醒 CPU。表盘应在动画之间让 CPU 睡眠——例如交互模式下每隔一秒用动画短脉冲，下一秒让 CPU 睡眠。即使短暂的睡眠也能有效降低电量消耗。为最大化电池寿命应谨慎使用动画，闪烁动画在闪烁时也会唤醒 CPU 并耗电。

监控电量消耗：在 Android Wear 配套应用的Settings > Watch battery下可查看可穿戴设备中不同进程的电量消耗。Android 5.0 的电池优化可参考 Project Volta 计划。

九、课程脉络速览

本课程的 6 个 Lesson 构成了一条从设计到发布的完整链路：

1. 设计表盘：先定设计准则与实现策略（双背景、320×320 画布、数据节流）；
2. 构建表盘服务：工程配置、权限声明、CanvasWatchFaceService骨架与 manifest 注册；
3. 绘制表盘：初始化资源、定时器、系统 UI 配置、屏幕属性、模式切换与onDraw()；
4. 在表盘上显示信息：AsyncTask检索数据 +Handler定时刷新 +invalidate()重绘；
5. 提供配置 Activity：声明配置 Intent、可穿戴/配套配置界面、WearableListenerService监听；
6. 定位常见的问题 与 优化性能和电池使用时间：屏幕形状适配、Card 容纳、相对尺寸、位图裁剪与节能。

配套的可穿戴 UI 指南见 创建自定义布局（BoxInsetLayout感知形状布局），数据同步机制见 可穿戴数据层，应用打包与运行见 创建并运行可穿戴应用。

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