[Android] WindowManagerを使ってServiceから画像を表示させ続ける

他のアプリ画面上にアイコン画像などを表示させることが、ServiceとWindowManagerを組み合わせるとできます。
　

Android Studio
2021.1.1

SYSTEM_ALERT_WINDOW

　
通常、別のアプリが起動すると、当初あったアプリはバックグラウンドに移動させられてしまいます。ここではそのバックグラウンドから画像を表示させて、後から起動したアプリの上にかぶせてみようというものです。
　
Serviceなので確かにバックグラウンドで長期間のタスクを実行してくれますが、システムがユーザーに電池を消費していると知らせたりしますので、アプリをアンインストールされないように注意しましょう。

API 23からPermissionによるユーザーの許可が必要
API 26からは使えるレイヤーがTYPE_APPLICATION_OVERLAYになりそれまでの上位レイヤーは非推奨
API 28からはForeground Serviceでのパーミッシンが必要
API 31からstartActivityForResult()とonActivityResult()が非推奨
API 31から PendingIntent の可変性を指定する
- FLAG_IMMUTABLE：一般的なケースではこれで足りる
- FLAG_MUTABLE：アプリ側との連携で情報を更新してもらう場合

目次
1. Settings.canDrawOverlays()
2. TYPE_APPLICATION_OVERLAY
3. サンプルコード

Settings.canDrawOverlays()

　
SYSTEM_ALERT_WINDOWのPermissionの設定が必要です。
SYSTEM_ALERT_WINDOW によるとAPI23以上では明示的なユーザー許可を「permission management screen」から取得します。
　
intent action ACTION_MANAGE_OVERLAY_PERMISSION　を投げて、 Settings.canDrawOverlays() から許可の有無を確認するようにします。

if (!Settings.canDrawOverlays(this)) {
    Intent intent = new Intent(Settings.ACTION_MANAGE_OVERLAY_PERMISSION,
        Uri.parse("package:" + getPackageName()));
    resultLauncher.launch(intent);
}
...

ActivityResultLauncher resultLauncher = registerForActivityResult(
    new ActivityResultContracts.StartActivityForResult(),
    result -> {
        if (result.getResultCode() == Activity.RESULT_OK) {
            Intent resultData  = result.getData();
            if (resultData  != null) {
                // 
            }
        }
});

if (!Settings.canDrawOverlays(this)) {

Intent intent = new Intent(Settings.ACTION_MANAGE_OVERLAY_PERMISSION,

Uri.parse("package:" + getPackageName()));

resultLauncher.launch(intent);

}

...

ActivityResultLauncher resultLauncher = registerForActivityResult(

new ActivityResultContracts.StartActivityForResult(),

result -> {

if (result.getResultCode() == Activity.RESULT_OK) {

Intent resultData = result.getData();

if (resultData != null) {

}

});

　
「他のアプリに重ねて表示を許可」を尋ねる表示が出てきます。
当該アプリを選択
　

許可を与える

TYPE_APPLICATION_OVERLAY

　
Androidの表示レーヤーはたくさんあり、それぞれ情報のpriorityによって上位から設定されています。以下レイヤー表示例

API level 26まではいくつかのレイヤーが使えたのですが、残念ながら使用することは非推奨となりました。代わりにTYPE_APPLICATION_OVERLAYを使います。

Critical system windows: the status bar or IME
TYPE_APPLICATION_OVERLAY
Activity windows

レイヤー表示はWindowManager.LayoutParamsを使って設定していきます。

WindowManager.LayoutParams (
                int w, // 幅
                int h, // 高さ
                int xpos, // x位置
                int ypos, // y位置
                int _type,  // 表示するレイヤータイプ(TYPE_SYSTEM_ALERTなど)
                int _flags,  // viewのonTouch等の設定
                int _format // pixel formatなど
)

WindowManager.LayoutParams (

int w, // 幅

int h, // 高さ

int xpos, // x位置

int ypos, // y位置

int _type, // 表示するレイヤータイプ(TYPE_SYSTEM_ALERTなど)

int _flags, // viewのonTouch等の設定

int _format // pixel formatなど

)

レイヤータイプとflagsは様々ありますのでWindowManager.LayoutParams Referenceを確認してください。

サンプルコード

　
常時表示するアプリとするためにServiceの startService() あるいは startForegroundService() を使い、画像としてImageViewのアイコン（少々大きめですが）にしました。

service 00 100x100 - [Android] WindowManagerを使ってServiceから画像を表示させ続ける

[Android] Service の使い方

Servce はバックグラウンドで作業をさせたい場合に使います。システムは直ぐにスリープに入れてしまいます。それでも裏で色々やりたい場合に有...

また、startしたServiceは停止させるようにしておかないとトラブルになりますので、この常駐アイコンをタッチすることにより停止できるようにします。

API 28からforeground Serviceを使う場合はPermissionをAndroidManifestに記述する必要があります。Foreground_Service | Manifest.permission
　
MainActivity.java

//package your.package.name;

import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;
import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import androidx.activity.result.ActivityResultLauncher;
import androidx.activity.result.contract.ActivityResultContracts;
import android.content.Intent;
import android.net.Uri;
import android.provider.Settings;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.Toast;


public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    ActivityResultLauncher resultLauncher = registerForActivityResult(
            new ActivityResultContracts.StartActivityForResult(),
            result -> {
                if (result.getResultCode() == Activity.RESULT_OK) {
                    Intent resultData  = result.getData();
                    if (resultData  != null) {
                        //
                    }
                }
            });

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        // Serviceを開始するためのボタン
        Button buttonStart = findViewById(R.id.button_start);
        buttonStart.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                Intent intent = new Intent(getApplication(), TestService.class);
                // Serviceの開始
                // API26以上
                startForegroundService(intent);
            }
        });
    }

    public void checkPermission() {
        if (!Settings.canDrawOverlays(this)) {
            Intent intent = new Intent(Settings.ACTION_MANAGE_OVERLAY_PERMISSION,
                    Uri.parse("package:" + getPackageName()));
            resultLauncher.launch(intent);
        }
    }
}

//package your.package.name;

import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;

import android.app.Activity;

import android.os.Bundle;

import androidx.activity.result.ActivityResultLauncher;

import androidx.activity.result.contract.ActivityResultContracts;

import android.content.Intent;

import android.net.Uri;

import android.provider.Settings;

import android.view.View;

import android.widget.Button;

import android.widget.Toast;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

ActivityResultLauncher resultLauncher = registerForActivityResult(

new ActivityResultContracts.StartActivityForResult(),

result -> {

if (result.getResultCode() == Activity.RESULT_OK) {

Intent resultData = result.getData();

if (resultData != null) {

}

});

@Override

protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

super.onCreate(savedInstanceState);

setContentView(R.layout.activity_main);

// Serviceを開始するためのボタン

Button buttonStart = findViewById(R.id.button_start);

buttonStart.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {

@Override

public void onClick(View v) {

Intent intent = new Intent(getApplication(), TestService.class);

// Serviceの開始

// API26以上

startForegroundService(intent);

}

});

}

public void checkPermission() {

if (!Settings.canDrawOverlays(this)) {

Intent intent = new Intent(Settings.ACTION_MANAGE_OVERLAY_PERMISSION,

Uri.parse("package:" + getPackageName()));

resultLauncher.launch(intent);

}

　
Serviceが呼ばれたら、WindowManagerにViewを追加して表示させます。
TestService.java

//package your.package.name;

import android.app.Notification;
import android.app.NotificationChannel;
import android.app.NotificationManager;
import android.app.PendingIntent;
import android.app.Service;
import android.content.Context;
import android.content.Intent;
import android.graphics.PixelFormat;
import android.os.IBinder;
import android.util.Log;
import android.view.Gravity;
import android.view.LayoutInflater;
import android.view.MotionEvent;
import android.view.View;
import android.view.ViewGroup;
import android.view.WindowManager;

public class TestService extends Service {

    private View view;
    private WindowManager windowManager;
    private int dpScale ;

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();

        // dipを取得
        dpScale = (int)getResources().getDisplayMetrics().density;
    }

    @Override
    public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {

        // startForegroundService() -----
        Context context = getApplicationContext();
        String channelId = "default";
        String title = context.getString(R.string.app_name);

        PendingIntent pendingIntent =
                PendingIntent.getActivity(context, 0, intent,
                        PendingIntent.FLAG_IMMUTABLE);
                        //PendingIntent.FLAG_MUTABLE);

        NotificationManager notificationManager =
                (NotificationManager)context.getSystemService(Context.NOTIFICATION_SERVICE);

        // Notification　Channel 設定
        NotificationChannel channel = new NotificationChannel(
                channelId, title , NotificationManager.IMPORTANCE_DEFAULT);

        if(notificationManager != null){
            notificationManager.createNotificationChannel(channel);

            Notification notification = new Notification.Builder(context, channelId)
                    .setContentTitle(title)
                    // android標準アイコンから
                    .setSmallIcon(android.R.drawable.btn_star)
                    .setContentText("APPLICATION_OVERLAY")
                    .setAutoCancel(true)
                    .setContentIntent(pendingIntent)
                    .setWhen(System.currentTimeMillis())
                    .build();

            // startForeground
            startForeground(1, notification);

        }
        // ----- startForegroundService()


        // inflaterの生成
        LayoutInflater layoutInflater = LayoutInflater.from(this);

        int typeLayer = WindowManager.LayoutParams.TYPE_APPLICATION_OVERLAY;


        windowManager = (WindowManager)getApplicationContext()
                .getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE);

        WindowManager.LayoutParams params = new WindowManager.LayoutParams (
                WindowManager.LayoutParams.WRAP_CONTENT,
                WindowManager.LayoutParams.WRAP_CONTENT,
                typeLayer,
                WindowManager.LayoutParams.FLAG_NOT_FOCUSABLE
                        | WindowManager.LayoutParams.FLAG_NOT_TOUCH_MODAL,
                PixelFormat.TRANSLUCENT);

        // 右上に配置
        params.gravity=  Gravity.TOP | Gravity.END;
        params.x = 20 * dpScale; // 20dp
        params.y = 80 * dpScale; // 80dp

        // レイアウトファイルからInfalteするViewを作成
        final ViewGroup nullParent = null;
        view = layoutInflater.inflate(R.layout.service_layer, nullParent);


        // ViewにTouchListenerを設定する
        view.setOnTouchListener(new View.OnTouchListener(){
            @Override
            public boolean onTouch(View v, MotionEvent event) {
                Log.d("debug","onTouch");
                if(event.getAction() == MotionEvent.ACTION_DOWN){
                    Log.d("debug","ACTION_DOWN");
                }
                if(event.getAction() == MotionEvent.ACTION_UP){
                    Log.d("debug","ACTION_UP");

                    // warning: override performClick()
                    view.performClick();

                    // Serviceを自ら停止させる
                    stopSelf();
                }
                return false;
            }
        });

        // Viewを画面上に追加
        windowManager.addView(view, params);

        return super.onStartCommand(intent, flags, startId);
    }

    @Override
    public void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        Log.d("debug","onDestroy");
        // Viewを削除
        windowManager.removeView(view);
    }

    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        // TODO Auto-generated method stub
        return null;
    }
}

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//package your.package.name;

import android.app.Notification;

import android.app.NotificationChannel;

import android.app.NotificationManager;

import android.app.PendingIntent;

import android.app.Service;

import android.content.Context;

import android.content.Intent;

import android.graphics.PixelFormat;

import android.os.IBinder;

import android.util.Log;

import android.view.Gravity;

import android.view.LayoutInflater;

import android.view.MotionEvent;

import android.view.View;

import android.view.ViewGroup;

import android.view.WindowManager;

public class TestService extends Service {

private View view;

private WindowManager windowManager;

private int dpScale ;

@Override

public void onCreate() {

super.onCreate();

// dipを取得

dpScale = (int)getResources().getDisplayMetrics().density;

}

@Override

public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {

// startForegroundService() -----

Context context = getApplicationContext();

String channelId = "default";

String title = context.getString(R.string.app_name);

PendingIntent pendingIntent =

PendingIntent.getActivity(context, 0, intent,

PendingIntent.FLAG_IMMUTABLE);

//PendingIntent.FLAG_MUTABLE);

NotificationManager notificationManager =

(NotificationManager)context.getSystemService(Context.NOTIFICATION_SERVICE);

// Notification　Channel 設定

NotificationChannel channel = new NotificationChannel(

channelId, title , NotificationManager.IMPORTANCE_DEFAULT);

if(notificationManager != null){

notificationManager.createNotificationChannel(channel);

Notification notification = new Notification.Builder(context, channelId)

.setContentTitle(title)

// android標準アイコンから

.setSmallIcon(android.R.drawable.btn_star)

.setContentText("APPLICATION_OVERLAY")

.setAutoCancel(true)

.setContentIntent(pendingIntent)

.setWhen(System.currentTimeMillis())

.build();

// startForeground

startForeground(1, notification);

}

// ----- startForegroundService()

// inflaterの生成

LayoutInflater layoutInflater = LayoutInflater.from(this);

int typeLayer = WindowManager.LayoutParams.TYPE_APPLICATION_OVERLAY;

windowManager = (WindowManager)getApplicationContext()

.getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE);

WindowManager.LayoutParams params = new WindowManager.LayoutParams (

WindowManager.LayoutParams.WRAP_CONTENT,

typeLayer,

WindowManager.LayoutParams.FLAG_NOT_FOCUSABLE

| WindowManager.LayoutParams.FLAG_NOT_TOUCH_MODAL,

PixelFormat.TRANSLUCENT);

// 右上に配置

params.gravity= Gravity.TOP | Gravity.END;

params.x = 20 * dpScale; // 20dp

params.y = 80 * dpScale; // 80dp

// レイアウトファイルからInfalteするViewを作成

final ViewGroup nullParent = null;

view = layoutInflater.inflate(R.layout.service_layer, nullParent);

// ViewにTouchListenerを設定する

view.setOnTouchListener(new View.OnTouchListener(){

@Override

public boolean onTouch(View v, MotionEvent event) {

Log.d("debug","onTouch");

if(event.getAction() == MotionEvent.ACTION_DOWN){

Log.d("debug","ACTION_DOWN");

}

if(event.getAction() == MotionEvent.ACTION_UP){

Log.d("debug","ACTION_UP");

// warning: override performClick()

view.performClick();

// Serviceを自ら停止させる

stopSelf();

}

return false;

}

});

// Viewを画面上に追加

windowManager.addView(view, params);

return super.onStartCommand(intent, flags, startId);

}

@Override

public void onDestroy() {

super.onDestroy();

Log.d("debug","onDestroy");

// Viewを削除

windowManager.removeView(view);

}

@Override

public IBinder onBind(Intent intent) {

// TODO Auto-generated method stub

return null;

}

　
MainActivityのレイアウトでは、サービスを起動するだけのボタンをとりあえずつくっておきますが、なくてもできないことはありません。
activity_main.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:orientation="vertical"
    android:gravity="center"
    tools:context=".MainActivity">

    <Button
        android:id="@+id/button_start"
        android:text="@string/button"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content" />

</LinearLayout>

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"

xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"

android:layout_width="match_parent"

android:layout_height="match_parent"

android:orientation="vertical"

android:gravity="center"

tools:context=".MainActivity">

<Button

android:id="@+id/button_start"

android:text="@string/button"

android:layout_width="wrap_content"

android:layout_height="wrap_content" />

</LinearLayout>

　
常駐するアイコン umbrella.png など、OverlayするViewのレイアウトを作成します。

今回はテストのためちょっと大きめの画像を張り付けてみます。

service_layer.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="wrap_content"
    android:layout_height="wrap_content">

    <ImageView
        android:src="@drawable/umbrella"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:contentDescription="@string/description"/>

</RelativeLayout>

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"

android:layout_width="wrap_content"

android:layout_height="wrap_content">

<ImageView

android:src="@drawable/umbrella"

android:layout_width="wrap_content"

android:layout_height="wrap_content"

android:contentDescription="@string/description"/>

</RelativeLayout>

　
strings.xml

<resources>
    <string name="app_name">YourAppName</string>
    <string name="button">Start</string>
    <string name="description">image</string>
</resources>

<string name="app_name">YourAppName</string>

<string name="button">Start</string>

<string name="description">image</string>

</resources>

　
user-permissionとServiceの記述をしておきます。

AndroidManifest.xml

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

    <uses-permission android:name="android.permission.SYSTEM_ALERT_WINDOW" />
    <!-- API 28 -->
    <uses-permission android:name="android.permission.FOREGROUND_SERVICE" />

    <application
        ...
        android:theme="@style/AppTheme">
        <activity android:name=".MainActivity">
            ...
        </activity>

        <service android:name=".TestService" />

    </application>

</manifest>

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"

...

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

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

<application

...

android:theme="@style/AppTheme">

...

</activity>

</application>

</manifest>

　
Permissionを許可した後に、Serviceをスタートするとアイコンが表示されて、他のレイヤーの上位にいることがわかります。
　

　
startService()の場合は、しばらくするとシステムから終了させられてしまいます。startForegroundService()を使うとアプリ終了してもstatus barにアイコンが表示されてForegroundにあるアプリのようになり、シツコイ感もあります。尚、startForegroundService()はOreoからなので切り分けが必要です。
　
[モデル河村友歌]
　
　
関連ページ：

　
References:
WindowManager.LayoutParams
SYSTEM_ALERT_WINDOW
ACTION_MANAGE_OVERLAY_PERMISSION
canDrawOverlays(android.content.Context)
　