对于每一位刚刚踏入 Android 开发世界的初学者来说，没有什么比自己动手编写一个能实际运行、解决生活问题的 App 更让人兴奋的了。今天，我们将一起完成一个经典的“Hello World”级硬件交互项目——构建一个简易的手电筒应用。
虽然市面上手电筒应用多如牛毛，但自己编写这个应用的过程将极其宝贵。通过这个项目，我们不仅会学会如何设计用户界面（UI），还将深入理解 Android 系统中至关重要的硬件交互机制——Camera2 API。当你点击屏幕上的按钮，手机背后的闪光灯随之亮起的那一刻，你将真正体会到软件控制硬件的魅力。
在这篇文章中，我们将使用 Java 语言来实现这一目标。我们将涵盖从创建项目、编写布局文件、申请权限到最终实现手电筒逻辑的完整过程。为了让你不仅知其然，更知其所以然，我会在代码中添加详细的中文注释，并分享一些常见的坑和最佳实践。
项目概览与准备工作
我们要构建的 App 界面非常直观：屏幕中央有一个标题，下方是一个巨大的切换按钮。点击按钮，手电筒开启；再次点击，手电筒关闭。
技术栈预览：
- 语言：Java
- UI 组件：LinearLayout, TextView, ToggleButton
- 核心 API：CameraManager (Android 5.0+ 引入的 Camera2 API)
注意：由于手电筒控制涉及到硬件权限，我们需要在 AndroidManifest.xml 中申请相应的权限。这一点在旧版本和 Android 10 (API 级别 29) 以上的设备上略有不同，我们会在后文详细展开。
第一步：创建新项目
一切的开始自然是在 Android Studio 中创建一个新项目。虽然这已经是基础操作，但为了确保我们起跑顺利，请按照以下步骤操作：
- 打开 Android Studio，选择 New Project。
- 在模板选择界面，选择 Empty Activity（注意，不要选择 Empty Views Activity，除非你非常熟悉 Jetpack Compose，我们将使用传统的 XML 布局）。
- 填写应用名称，例如 "SimpleFlashlight"。
- 关键步骤：在语言选择下拉菜单中，务必选择 Java。
- 设置 Minimum SDK，建议选择 API 21: Android 5.0 (Lollipop) 或更高，因为我们将使用的 Camera2 API 是在这个版本引入的（取代了旧的 Camera API）。
第二步：设计用户界面 (UI)
一个优秀的 App，哪怕功能简单，也必须有一个清晰的界面。我们将使用 activity_main.xml 文件来定义布局。
这个布局将包含三个主要部分：
- 标题：告诉用户这是什么应用。
- 分隔线：增加视觉层次感。
- 开关按钮：核心交互组件。
#### 深入解析布局代码
我们将使用 LinearLayout 作为根布局，因为它允许我们将子视图垂直或水平排列，非常适合这种简单的线性布局。
打开 res/layout/activity_main.xml，编写如下代码。你可以直接复制，也可以尝试自己修改属性来看看效果：
<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">
UI 设计小贴士：
在这里，我们使用了 INLINECODE985f29cd 属性。这是一个非常实用的属性，它能让 LinearLayout 中的所有子视图默认在屏幕中央显示。此外，INLINECODE54fa2ebf 非常适合这种二元状态（开/关）的场景，它比普通 Button 省去了我们手动维护状态文字的麻烦。
第三步：理解 Camera2 API 与硬件交互
在进入代码编写之前，让我们先理解一下核心概念。
在 Android 5.0 (Lollipop) 之前，开发者通常使用 INLINECODE0d2b706f 类来控制相机。但那个 API 有一些局限性。Google 引入了全新的 Camera2 框架。在这个框架下，INLINECODEaff7963d 是系统的服务入口，它负责检测和连接摄像头设备。
控制闪光灯的核心逻辑是：
- 获取
CameraManager服务。 - 遍历或指定一个摄像头 ID（通常是后置摄像头）。
- 调用
setTorchMode("camera_id", true/false)来控制闪光灯。
第四步：编写 Java 逻辑代码
现在，让我们来到 MainActivity.java。这是应用的大脑。我们需要在这里处理按钮的点击事件，并调用底层 API 来点亮闪光灯。
下面是完整的代码。为了让你彻底理解，我添加了详尽的行内注释，并补充了异常处理和用户反馈逻辑。
package com.example.simpleflashlight;
import android.Manifest;
import android.content.Context;
import android.content.pm.PackageManager;
import android.hardware.camera2.CameraAccessException;
import android.hardware.camera2.CameraManager;
import android.os.Build;
import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.widget.ToggleButton;
import android.widget.Toast;
import androidx.annotation.NonNull;
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;
import androidx.core.app.ActivityCompat;
import androidx.core.content.ContextCompat;
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
// 声明组件变量
private ToggleButton toggleButton;
private CameraManager cameraManager;
private String cameraId;
// 定义权限请求代码常量，可以是任意数字
private static final int CAMERA_PERMISSION_REQUEST_CODE = 100;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
// 加载我们在第二步定义的布局文件
setContentView(R.layout.activity_main);
// 初始化视图
toggleButton = findViewById(R.id.toggleButton_flashlight);
// 获取系统级别的 CameraManager 服务
// 它是连接我们应用和底层硬件的桥梁
cameraManager = (CameraManager) getSystemService(Context.CAMERA_SERVICE);
// 初始化时检查并获取摄像头 ID
getCameraId();
}
/**
* 辅助方法：用于获取具有闪光灯功能的摄像头 ID
* 大多数手机后置摄像头（ID通常为"0"）带有闪光灯
*/
private void getCameraId() {
try {
if (cameraManager != null) {
// 获取当前设备所有摄像头的 ID 列表
String[] cameraIdList = cameraManager.getCameraIdList();
if (cameraIdList.length > 0) {
// 简单的取第一个摄像头作为默认操作对象
// 实际生产环境中可能需要遍历检查该摄像头是否支持闪光灯
cameraId = cameraIdList[0];
}
}
} catch (CameraAccessException e) {
e.printStackTrace();
Toast.makeText(this, "无法访问摄像头设备", Toast.LENGTH_SHORT).show();
}
}
/**
* 这是我们在 XML 中通过 android:onClick 绑定的方法
* 当用户点击按钮时，系统会自动调用这个方法
*
* @param view 点击的视图对象
*/
public void toggleFlashlight(View view) {
// 1. 首先检查是否有 CAMERA 权限
if (ContextCompat.checkSelfPermission(this, Manifest.permission.CAMERA)
!= PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
// 如果没有权限，向用户申请
// 这是一个标准的 Android 6.0+ 权限申请流程
ActivityCompat.requestPermissions(
this,
new String[]{Manifest.permission.CAMERA},
CAMERA_PERMISSION_REQUEST_CODE
);
return; // 权限申请期间，不执行后续逻辑
}
// 2. 权限已授予，执行切换逻辑
try {
if (cameraManager != null && cameraId != null) {
// 获取 ToggleButton 的当前状态
// isChecked() 为 true 表示按钮处于“开”状态
boolean isChecked = toggleButton.isChecked();
// 调用核心 API：setTorchMode
// 参数1: 摄像头 ID
// 参数2: true 表示开启闪光灯，false 表示关闭
cameraManager.setTorchMode(cameraId, isChecked);
// 给用户一点反馈
String message = isChecked ? "手电筒已开启" : "手电筒已关闭";
Toast.makeText(this, message, Toast.LENGTH_SHORT).show();
}
} catch (CameraAccessException e) {
// 异常捕获：如果摄像头正在被其他应用占用，或者硬件故障
e.printStackTrace();
Toast.makeText(this, "切换失败，请检查摄像头是否被占用", Toast.LENGTH_SHORT).show();
// 发生错误时，重置按钮状态
toggleButton.setChecked(false);
}
}
/**
* 权限请求结果的回调处理
* 当用户在弹窗中点击“允许”或“拒绝”后，此方法会被调用
*/
@Override
public void onRequestPermissionsResult(int requestCode, @NonNull String[] permissions, @NonNull int[] grantResults) {
super.onRequestPermissionsResult(requestCode, permissions, grantResults);
// 检查是否是我们申请的 CAMERA 权限的回调
if (requestCode == CAMERA_PERMISSION_REQUEST_CODE) {
if (grantResults.length > 0 && grantResults[0] == PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
// 用户同意了权限
// 我们可以再次尝试根据当前按钮状态点亮手电筒
toggleFlashlight(toggleButton);
} else {
// 用户拒绝了权限
Toast.makeText(this, "您拒绝了相机权限，无法使用手电筒功能", Toast.LENGTH_LONG).show();
toggleButton.setChecked(false); // 强制关闭按钮
}
}
}
}
第五步：权限配置
这是很多初学者容易忽略的一步。为了保护用户隐私，Android 系统强制要求应用在使用硬件（如相机）之前必须声明权限。
打开 INLINECODE6c41d8fa 文件，在 INLINECODE24d25c60 标签的上方（即 标签内部）添加以下权限声明：
代码解析：
-
uses-permission android:name="android.permission.CAMERA"：这是必须的。虽然我们只用了闪光灯，但在 Android 架构中，闪光灯隶属于相机模块，所以必须申请相机权限。 -
uses-feature android:name="android.hardware.camera.flash"：这是一个声明。它告诉 Google Play 商店，这个应用必须要在带有闪光灯的设备上运行。如果用户的设备没有闪光灯（比如某些平板），他们可能无法在商店搜索到你的 App，这是一个很好的用户体验优化。
常见问题与进阶思考
在完成了基础功能后，作为开发者，我们必须考虑更多细节。以下是你在开发过程中可能会遇到的几个实际问题及其解决方案。
#### 1. 为什么要处理 CameraAccessException？
CameraAccessException 是 Camera2 API 中最常见的异常。它可能发生在以下几种情况：
- 资源占用：另一个应用（比如原生的相机 App）正在使用摄像头，导致无法打开闪光灯。
- 设备断开：如果用户在使用过程中拔掉了外接摄像头设备（虽然少见，但在支持 USB 摄像头的设备上可能发生）。
我们在代码中使用了 try-catch 块来捕获这个异常，并通过 Toast 提示用户。这是一个很好的实践，它可以防止应用因为硬件问题而崩溃（Force Close）。
#### 2. 关于 API Level 的兼容性
你可能会注意到，我们在代码中没有显式添加 INLINECODE5ba1f9f3 注解。这是因为我们使用了 INLINECODEeb48f1a5 来动态检查权限。但是，INLINECODEd137d1cf 类本身是在 API 21 (Lollipop) 引入的。由于我们在创建项目时通常设置 INLINECODE4a638394 为 21 或更高，所以这是安全的。如果为了某种原因你需要支持 Android 4.4 或更早版本，你需要使用已废弃的 Camera 类，这又是另一套完全不同的逻辑了。作为现代开发者，我们专注于 Camera2 是正确的选择。
#### 3. 屏幕常亮问题
你有没有发现，当手电筒开启时，如果屏幕自动熄灭，体验会很不爽？虽然这不影响功能，但用户通常希望在手电筒模式下屏幕保持常亮。
解决方案： 在 INLINECODE1a478ad7 方法中，我们可以为 INLINECODE41aca10b 设置屏幕常亮标志。
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
// 添加这两行代码，保持屏幕在 Activity 运行期间常亮
getWindow().addFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_KEEP_SCREEN_ON);
// ... 其他初始化代码
}
这样，只要用户停留在手电筒 App 界面，屏幕就不会锁屏。
#### 4. 状态栏颜色与沉浸式体验
为了让 App 看起来更像原生的工具应用，我们可以修改状态栏的颜色。在 INLINECODEde86e844 或 INLINECODEec4be8d0 中定义深色主题，并在 onCreate 中设置状态栏颜色，可以营造出类似手电筒那种“黑暗模式”的专业感。
总结与展望
通过这篇教程，我们从零开始构建了一个功能完整的手电筒应用。我们不仅学会了如何使用 CameraManager 控制硬件闪光灯，还复习了 Android 的权限系统、UI 布局设计以及异常处理机制。
你可以在当前基础上尝试以下挑战来巩固知识：
- 频闪模式 (SOS 模式)：添加一个定时器，让闪光灯以摩斯密码的频率闪烁。
- 亮度调节：部分设备支持调节闪光灯的强度，你可以探索
CaptureRequest来实现这一功能。 - Widget 支持：让用户能在主屏幕上直接添加一个小部件，无需打开 App 即可开关手电筒。
希望你在编写代码的过程中感受到了乐趣！Android 开发充满了无限可能，哪怕是控制一个小小的 LED 灯，也是通往庞大系统内核的一扇窗。祝你在开发之路上越走越远！