Android 开发实战：如何优雅地实现画中画（PIP）功能

在这篇文章中，我们将深入探讨在 Android 应用开发中一个非常实用且能显著提升用户体验的功能——画中画（Picture-in-Picture，简称 PIP）。你是否在使用谷歌地图导航时，注意到当按下 Home 键返回桌面时，导航画面并没有消失，而是变成了一个悬浮在屏幕右下角的小窗口？这就是典型的 PIP 模式应用场景。作为一名开发者，掌握这一功能将使你的应用在处理视频播放、视频通话或长时任务时更加专业和友好。

通过阅读本文，你将学到：

• 什么是 PIP 模式以及它的核心应用场景。
• 如何在 AndroidManifest.xml 中正确配置 PIP 支持。
• 如何通过代码动态控制 PIP 的进入与退出，包括宽高比的设置。
• 处理 PIP 模式下的 UI 变化和生命周期事件。
• 从实战角度出发，我们将通过完整的 Java 和 Kotlin 代码示例来加深理解。

什么是 PIP (画中画) 模式？

PIP 本质上是一种特殊类型的多窗口模式。在 Android 8.0（API 级别 26）及其更高版本中，系统允许 Activity 进入 PIP 模式。这种模式的主要目的是让用户能够同时处理两项任务：比如在看视频的同时回复消息，或者在导航的同时查看其他应用的信息。

当 Activity 进入 PIP 模式时，它会被缩小为一个悬浮窗口漂浮在屏幕的最顶层。通常情况下，这个窗口默认位于屏幕的右下角，但用户可以通过长按或拖动将其移动到屏幕的任意位置。

PIP 窗口的交互细节：

你可能已经注意到了，当我们在 PIP 窗口上点击（单机）时，窗口会暂时展开，并在中心显示一个全屏切换按钮，右上角显示一个关闭按钮。这些控件是系统自动提供的，我们无需手动去画这些按钮，这在开发中大大简化了我们的工作。

逐步实现指南

为了演示如何在应用中实现 PIP，我们将创建一个简单的 Demo 应用，包含一个按钮，点击后即可将应用切换到 PIP 模式。我们将从创建新项目开始，一步步讲解。

#### 步骤 1：创建一个新项目

首先，我们需要在 Android Studio 中创建一个新的项目。如果你还不熟悉操作流程，可以在 Android Studio 中选择 "New Project"，然后选择 "Empty Views Activity" 或 "Basic Activity" 作为模板。为了演示方便，我们将语言环境设置为 Java 或 Kotlin 均可，下文中我会同时提供这两种语言的代码。

#### 步骤 2：声明画中画支持

默认情况下，系统并不会自动为我们的 Activity 开启 PIP 支持。我们需要在 INLINECODE7ad3d5a5 文件中进行显式声明。这是至关重要的一步，如果忘记配置，代码调用 INLINECODE6b8d3568 时将不会生效，甚至可能抛出异常。

请打开 INLINECODE6a8b8a56，找到你想要支持 PIP 的 Activity 标签，并添加 INLINECODE168a34a0 属性。

此外，还有一个非常重要的细节：ConfigChanges。当 Activity 进入 PIP 模式时，系统默认会触发一次配置变更，这会导致 Activity 被“销毁并重建”。为了防止应用重置 UI 状态（比如视频重新开始播放），我们需要告诉系统我们将自行处理这些布局变化。

我们需要添加 android:configChanges 属性，包含以下值：

• screenSize：屏幕尺寸变化（PIP 时窗口变小）。
• screenLayout：屏幕布局变化。
• orientation：屏幕方向变化。
• smallestScreenSize：最小屏幕尺寸变化（自 Android 7.0 起）。

配置代码如下：

#### 步骤 3：处理 activity_main.xml

接下来，我们需要设计一个简单的用户界面。为了模拟真实场景，我们通常是在播放视频或执行长任务时进入 PIP。这里我们简化操作，放置一个按钮，点击它就触发 PIP 模式。当然，如果你的应用是视频播放器，通常应该在用户点击“Home键”或“最小化”按钮时触发，但在 Demo 中我们使用显式点击来展示控制权。

修改 res/layout/activity_main.xml：

#### 步骤 4：处理 MainActivity 文件（核心逻辑）

现在，让我们进入最核心的部分：编写代码来触发 PIP。我们需要在按钮的点击事件中调用 INLINECODE3af05e18 方法。但在此之前，我们需要构建一个 INLINECODEbddd38f9 对象。

关键技术点：宽高比

PIP 窗口不能是任意形状的，它需要一个明确的宽高比。系统根据这个比例来决定悬浮窗口的大小。如果宽高比设置不当，窗口可能会变形。通常的做法是获取当前 View 的宽高或者屏幕的宽高作为参考。

让我们来看看具体的实现代码。

Java 实现：

package org.geeksforgeeks.demo;

import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;
import android.app.PictureInPictureParams;
import android.graphics.Point;
import android.os.Build;
import android.os.Bundle;
import android.util.Rational;
import android.view.Display;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.Toast;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private Button enterButton;

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

        enterButton = findViewById(R.id.enter_button);

        enterButton.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View view) {
                // 检查系统版本是否支持 PIP (Android 8.0+)
                if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.O) {
                    // 1. 获取屏幕尺寸以计算宽高比
                    Display display = getWindowManager().getDefaultDisplay();
                    Point size = new Point();
                    display.getSize(size);
                    int width = size.x;
                    int height = size.y;

                    // 2. 创建 Rational 对象，用于定义宽高比
                    // 这里我们使用屏幕的宽高比，模拟全屏视频进入 PIP 的效果
                    Rational aspectRatio = new Rational(width, height);

                    // 3. 构建 PictureInPictureParams
                    PictureInPictureParams.Builder pipBuilder = new PictureInPictureParams.Builder();
                    pipBuilder.setAspectRatio(aspectRatio);

                    // 4. 进入 PIP 模式
                    enterPictureInPictureMode(pipBuilder.build());
                } else {
                    Toast.makeText(MainActivity.this, "当前系统版本不支持画中画功能", Toast.LENGTH_SHORT).show();
                }
            }
        });
    }
}

Kotlin 实现：

package org.geeksforgeeks.demo

import android.app.PictureInPictureParams
import android.graphics.Point
import android.os.Build
import android.os.Bundle
import android.util.Rational
import android.view.Display
import android.view.View
import android.widget.Button
import android.widget.Toast
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity

class MainActivity : AppCompatActivity() {

    private lateinit var enterButton: Button

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_main)

        enterButton = findViewById(R.id.enter_button)

        enterButton.setOnClickListener {
            // 使用 API 版本检查
            if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.O) {
                // 1. 获取 Display 尺寸
                val display: Display = windowManager.defaultDisplay
                val size = Point()
                display.getSize(size)
                val width = size.x
                val height = size.y

                // 2. 定义宽高比
                // Rational 类用于表示不可约分的分数，确保比例精确
                val aspectRatio = Rational(width, height)

                // 3. 使用 Kotlin 作用域函数构建参数
                val pipParams = PictureInPictureParams.Builder()
                    .setAspectRatio(aspectRatio)
                    .build()

                // 4. 执行进入 PIP 模式操作
                enterPictureInPictureMode(pipParams)
            } else {
                Toast.makeText(this, "当前系统版本过低，无法使用画中画", Toast.LENGTH_SHORT).show()
            }
        }
    }
}

进阶与实战：处理 PIP 模式下的逻辑

仅仅进入 PIP 模式是不够的。在真正的生产环境中，我们需要处理很多细节问题。例如，当应用进入 PIP 模式时，我们通常会隐藏不必要的 UI 元素（如“点赞”按钮、评论区等），只保留视频画面；当用户点击 PIP 窗口将应用恢复全屏时，我们又要把这些 UI 元素加回来。

让我们来看看如何监听 PIP 状态的变化。

#### 监听 PIP 模式变化

在 Java 中，我们可以重写 onPictureInPictureModeChanged 方法：

@Override
public void onPictureInPictureModeChanged(boolean isInPictureInPictureMode, Configuration newConfig) {
    super.onPictureInPictureModeChanged(isInPictureInPictureMode, newConfig);
    
    if (isInPictureInPictureMode) {
        // 进入 PIP 模式：隐藏 UI 控件
        // 例如：findViewById(R.id.comments_section).setVisibility(View.GONE);
        
        // 如果使用 ExoPlayer 等播放器，这里应该隐藏控制器
        getSupportActionBar()?.hide();
    } else {
        // 退出 PIP 模式：恢复 UI 控件
        // 例如：findViewById(R.id.comments_section).setVisibility(View.VISIBLE);
        getSupportActionBar()?.show();
    }
}

在 Kotlin 中同样重写该方法：

override fun onPictureInPictureModeChanged(isInPictureInPictureMode: Boolean, newConfig: Configuration) {
    super.onPictureInPictureModeChanged(isInPictureInPictureMode, newConfig)
    
    if (isInPictureInPictureMode) {
        // 当进入小窗口模式时，为了让界面简洁，我们隐藏非必要的 UI
        // 这里可以隐藏标题栏、按钮等
        enterButton.visibility = View.GONE
    } else {
        // 当回到全屏时，恢复 UI 显示
        enterButton.visibility = View.VISIBLE
    }
}

#### 最佳实践与常见陷阱

在开发过程中，我总结了一些实用的经验，希望能帮你少走弯路：

• 处理视频播放暂停：

当应用进入 PIP 模式时，通常是不希望暂停视频播放的（这正是 PIP 存在的意义）。但系统为了节省资源，可能会暂停某些 Activity。你需要确保在 onPause() 生命周期方法中，判断当前是否处于 PIP 模式。如果是，请不要暂停视频播放器。

    @Override
    protected void onPause() {
        super.onPause();
        // 如果不在 PIP 模式，才暂停播放
        if (!isInPictureInPictureMode()) {
            videoView.pause();
        }
    }
    

• 不要在 PIP 模式下执行耗时任务：

虽然 PIP 模式下 Activity 依然可见，但用户可能正在另一个全屏应用中操作。此时后台性能受限，应避免进行大量的文件读写或网络请求，以免影响前台应用的流畅度。

• API 版本兼容性： 始终检查 Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.O。在低版本手机上调用相关方法会导致应用崩溃。

• 自动返回： 在 Android 12 (API 31) 及更高版本中，如果你设置了 setAutoEnterEnabled(true)，当用户按下 Home 键时，系统会自动将当前支持 PIP 的 Activity 转换为 PIP 模式，无需手动调用 enter 方法。这对于视频应用来说是一个很好的用户体验优化。

总结

通过这篇文章，我们深入探讨了 Android 画中画功能的实现细节。从 Manifest 的基础配置，到 Java 和 Kotlin 的代码实现，再到处理生命周期和 UI 状态的进阶技巧。正如我们所见，PIP 模式虽然强大，但实现起来并不复杂，关键在于正确设置宽高比和处理好 Activity 的状态变更。

建议你亲自运行一下上面的代码，观察应用进入 PIP 模式后的行为变化，特别是当你点击小窗口将它展开或关闭时。希望这篇指南能帮助你打造出体验更优秀的 Android 应用！如果你在开发中遇到任何问题，欢迎随时查阅官方文档或在社区进行交流。